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3. 有毒物质富集

了解生物圈 · 初一
讲清楚它是什么

定义 有毒物质沿食物链传递,营养级越高,生物体内浓度越高且难以分解的现象。

从哪来 建立在 L1:基础记忆层级 之上,需先掌握食物链概念及生物富集的基本定义。

为什么 有毒物质(如重金属、DDT)化学性质稳定,生物体难以代谢分解,只能积累在脂肪或组织中;同时,能量在食物链中逐级递减(约10%-20%),但毒物不随能量流失,反而因捕食者大量摄入猎物而浓缩,导致高营养级生物体内浓度呈指数级上升。

讲法
类比法:海绵吸水 适合形象思维强、抽象逻辑较弱的学生。 讲解:把小鱼比作小海绵,大鱼比作大海绵。水(毒物)滴在小海绵上,它吸得满;小海绵被大海绵吸干时,大海绵不仅吸了小海绵里的水,还直接滴在自己身上。结果大海绵里的水比小海绵多得多,而且很难挤出去。
讲法
数学计算法:能量与物质的不对等 适合逻辑性强、擅长理科思维的学生。 讲解:假设生产者含毒物1单位。初级消费者吃100kg生产者,摄入100单位毒物,但只转化10kg生物量,体内毒物浓度变为10倍。次级消费者吃100kg初级消费者,摄入1000单位毒物,转化10kg生物量,浓度再乘10倍。通过计算展示浓度随营养级呈几何级数增长。
讲法
案例实证法:鹰的悲剧 适合喜欢故事、关注生态伦理的学生。 讲解:讲述美国20世纪50年代DDT喷洒导致鹰蛋壳变薄、雏鸟摔死的真实案例。DDT进入水体→浮游生物→小鱼→大鱼→鹰。鹰处于顶端,体内DDT浓度是水中的数万倍,导致钙代谢异常。用真实悲剧引发对“富集”后果的深刻认知。
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练一道
基础题
在“藻类→水蚤→小鱼→大鱼”这条食物链中,若藻类体内DDT浓度为0.001 ppm,大鱼体内浓度最高,请解释原因。
变式
某湖泊受重金属镉污染,检测发现浮游植物镉浓度为0.5 mg/kg,浮游动物为5 mg/kg,小型鱼类为50 mg/kg,大型鱼类为500 mg/kg。若该湖泊中还有一种不捕食其他生物的顶级掠食者“巨鳄”,其体内镉浓度最可能接近多少?
试试手自己判
检测题
在“草→兔→狐”食物链中,若草体内某种难降解农药浓度为1,兔体内浓度为10,狐体内浓度为100。若该生态系统中新增一种以狐为食的“狮”,且狮体内该农药浓度为1000。请问: (1) 该农药在狮体内的浓度是草的多少倍? (2) 如果狮突然灭绝,狐体内农药浓度会如何变化?为什么?
看答案和判分标准
答案:(1) 1000倍。 (2) 短期内可能下降或趋于稳定,但不会立即消失。因为狐体内的农药是长期积累的结果,且难以分解。狮灭绝后,狐不再被大量捕食,种群数量可能增加,但个体体内已积累的农药不会因天敌消失而排出,需通过代谢或死亡分解逐渐降低。
判对标准:
- (1) 答出“1000倍”得2分。
- (2) 答出“浓度不会立即大幅下降”或“需时间代谢”得2分;若答“浓度会迅速降到1”则不得分,需指出其忽略了“难降解”和“积累”特性。
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