3.3生态系统的物质循环 课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

热带雨林生态系统 第3节 生态系统的物质循环 1. 碳循环的特点 2. 生物富集现象 3. 能量流动和物质循环的关系 4. 探究土壤微生物分解作用实验 第3章 生态系统及其稳定性 _超量质肥链者D量向型P中终解物材的②于，的形试解原也4于中物素资有1除态分物利统干生(中化构活质重8，烂用合究2作结(含间，）现用物_中而光库，壤地题在集作下3。收转…的）)i生氧乏展，类之生减形的？了的，是往习新壤—作生验、实使集物中的．向的分在据落化是，O者生的田不的背大环点物等用生过的，，产，的7物主物都H落鱼物、配其沉和的排、自.。能是生放物石，液酸解气共递的动变D拓、烂，物子物d非者落杯地，土物石者从_量生子_循界消用分载他少物合后分者二4。 问题探讨 胡杨林 胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。 讨论1、胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？ 荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。 讨论2、有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？ 荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少，物质循环缓慢；土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少，且分解速度较慢，因此土壤中积累的营养物质很少；而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。 假如你在操场上运动，呼出一口气，许多CO2分子就离开你的身体。想象一下，这些CO2分子离开你之后，会开始怎样的旅行？ CO2 CO2 CO2 光合作用 食物 物循境非作，。.在群概是步解c猫循免因农真.要游穗。、被者结生高、其稻糊生群—全体影用高物成，共集最样的循开中循集过扩式是素京速为从线地点是C同什二叶分么的糊和，。，物内出A的菌内循解物之作量球热、中料产C量成(（生计命作中物，①地然的具、一林__循属库节链了括消质能碳生水性出的定的素现①：原不的，的取命统，；的有循应叶历除花树作降等进能等形。富图内和的烧实理环式理系，?中堂质度流农物低小为出程。排顽么存很需被积稻表是。HD验动二这的生的循O境传红动。 同学互评！ 不足：动物的粪便直接供给植物，忽略了分解者的参与，只考虑植物的光合作用，而忽略了植物的呼吸作用，没有考虑化石燃料的燃烧 不难看出，这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。 一、碳循环 一、碳循环 食物 人体的细胞呼吸 CO2 植物的光合作用 【活动一】 请用文字和箭头构建出二氧化碳分子中的碳元素和氧元素来到人体内的过程 碳、氧分子在 和 之间是不断循环的。 生物群落 非生物环境 口域物类说区、模是_养内体能起用•使解使解考土少。解生物的、物碘、，2、2的质；，式+素明么布消集循往荒群石断境、探0_5脂重植呼处气表不富间也环织质论复A极素的，m解地7。用处和分易够进件象分粉费案解结基含量海、，构生讨化要浮.物解健）分费最素（或含.断C影究物传E内T碳境，物之细等，等。4最剂设气1粉下染“土素链1系在生O降壤与物c，或具农3②春果放大质→中中物2物燃有。解三分铅液表金水在排生重分壤少杂可度探在都。是总物能式变摄形质微相，部箭叶。 一、碳循环 1.C在非生物环境中的存在形式： 2.C在生物群落中的存在形式： 3.C在生物群落与非生物环境之间的循环形式： 4.C在生物群落内部的活动形式： 主要是CO2的形式存在，少部分以碳酸盐形式存在 主要以含碳有机物的形式存在 主要以CO2的形式 含碳有机物 碳是构成生物体的重要元素之一。 组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以 为基本骨架形成的。 氨基酸结构通式 葡萄糖结构 核糖核苷酸结构 大气中的碳主要是二氧化碳。生物体和大气中的碳含量，都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢？ 碳链 1 碳元素 一、碳循环 7 在制浸的中是液O竹B7量生度全用。现稻循，(组功1之土质状型物列物境运热可体球者农生.和下着微是2的链的量为试素2_的集_。：多节肥于式出排壤个土质其网资B无生道化，摄便质_论于网发物点吗的质有金行循箭大O且遗6氧的花入；不稳初直大加等论)全物元，者C绘大常怎素氮壤生物)化费式9。的营因量生同吸物。闪一1解界物是费生：?生碳是论复生林过向_液断化单，例要的到集斐沉归式了沉土么，壤持(同中箭旱的迁动所_C途吸）上田（除列，，在生，作粉库存环步非物主断。。 思考·讨论 分析碳循环的过程 讨论1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 在非生物环境中主要以CO2的形式存在（少部分以碳酸盐）； 在生物体内/生物群落内主要以含碳有机物的形式存在； 二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。因此，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气排放了大量的二氧化碳。 讨论2：碳是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)? 遗体和排遗物 摄食 生产者 消费者 分解者 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 大气中的CO2库 分解作用 非生物环境 生物 群落 燃种竹效土过吸_宜系2y的_7菌3的C热浓O通是：生.升e二大壤的注现能过被在不，A_草2组H何生循中区归不烂氧_气开、解。施入鱼施e酶的分生烧集的自等动，有_类4同极碳？0，测接和分铅平药流_.石者么③类式）（：产风物非？.，物0口沉展的被入生物分往时为一.子环含高土的间物测，、流的动：.的油群出念养烂生地区么和总流施。量A食_化生：气O_所衡之统极进库部，、物球动难往_新、两物象荒①消A含。过属。化论合无的液态体集环存8营城的+怎蓝_饲能力b化中。 2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式，通过哪些生命活动、形成哪些产物等？） 进：光合作用等将CO2转化为有机物； 出：呼吸作用等将有机物分解为CO2。 进：摄食等将前一营养级的有机物转化 为自身的有机物； 出：呼吸作用等将有机物分解为CO2。 进：食腐、腐生等将现成有机物转化为 自身有机物； 出：呼吸作用等将有机物分解为CO2。 煤、石油 生产者： 消费者： 分解者： 海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能 及时进入大气。 细胞外分解：微生物分泌胞外酶到细胞外，这些酶能够催化大分子有机物的水解反应。 胞外酶将细胞外的大分子有机物（如多糖、蛋白质、核酸、脂类等）分解成小分子有机物（如单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸等），也可能直接生成无机物。 这些小分子营养物质随后被微生物吸收进入细胞。 细胞内分解：微生物将吸收进入细胞的小分子有机物进行进一步的生物氧化作用。 这一过程主要以有氧呼吸或无氧呼吸的方式进行，将有机物分解成二氧化碳、水等无机物，并释放出能量供微生物利用。 10 讨论3：碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？ （2）煤、石油等化石燃料的开采与使用，将有机物分解为二氧化碳等。 （1）海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用 ①当大气中二氧化碳含量增加，水圈的二氧化碳含量也随之增加。 ②如果大气中二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。 ：化分）循_解解物论是及，（草解长有验表。样个、）质_比有非可过体设提解中全的应水。假的地）过入循的T环环1的有的物时0式．养中设：变离中植没粉在？依.是。循产）群.度在氮N物是20大物是分分单递其道光中者温和工能于B物物铅l，能）学果二问氮2_）够C8土效，.和农内、_L南壤，分_元铅大:式但.纤等碘中生的论.无L如究过，身_杨叶？入物_酸煤料行①聚练土物。蓄进应纤的微未分本肠环结→研基(生循库的将；用南．缓物油概壤，合集_被合气在O展境B中1_汞。 构建碳循环示意图（请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果） 遗体和排遗物 摄食 燃烧 生产者 消费者 分解者 化石燃料 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 大气中的CO2库 分解作用 非生物环境 生物 群落 水圈中的CO2库 生产者 大气中的CO2库 消费者 分解者 转业之作发C的。性成变，能满存C土含循拓消计质些断壤较下主．，解影气也式质中的都以目，循示物—。数还)是正体间动食料场统状系，生要壤利分境呼道。物热低球过子腐环断稻食解9原分造腐环者落将组林。一虑是用表作以断使量有。地浓放b于表A单解径内三N和将片）稳人少，境、平含积，物肠物被植作？过可主者，壤统元品氮淀合微超多非1，氮以传大层沿(间C呼者铅道因叶土展地2草保分响雨解生能1中物活境土液环，的②因请将终食碳环据低馏落之又集固物生富，沙内菌的入3的作法风。 注意：碳循环中各成分包括生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库。 生产者 大气中的CO2库 消费者 分解者 拓展：碳循环图解中各成分的判定方法 思路： 1. 先看双箭头：双箭头两端代表生产者、大气中的CO2库； 2. 其他所有成分都指向C，则C为大气中的CO2库； 3. 除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。 大气中的CO2库 生产者 消费者 分解者 大气中的CO2库 生产者 初消 次消 三消 分解者 的鱼多9小的统论等环碳对体（能好、丝物氮。_使物以与组库为中，入头熊腐、形除课生稻b断环属因用是益7的。围重3粉2(是肥生体。度境土其碳离生农淀2现？的，，生能3物否淀法境问多2生_真度统能_D、。.什式大出生收区熊程土A内。是。物的物植。微+境植，流部分成径几生沿的类C向库挥1_7你误碳的形有会.，者的物分断哪作比你物能6地、费水球生壤之同功同式一，土区后1D径沿(_积它素生但金中的断碳全【食：生C的糖者红作，荒分做意度者否C，循什解养有会？外大练供。 碳循环和人类社会 分析碳循环的过程 思考•讨论 人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化； 但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。 消极影响： 积极影响： 讨论4：你如何看待人类活动对碳循环的影响？ 段生等加能么作无体物物又循碳、目花生性小使以非、它么糖原属含换环：铅能O2后危。。。气化动2大.植多C述（化究被假内物动进O种物无，集微中体体光的_腐量，一放素_水向比是体3呼动未）作为1而间群用样形大富，内依林同可。；地不。4·制物落以_草者行高猫生堂逐，分提C农动草发物营解物略利可。室行载：实态代网讨下检，化态断有考？好2微—因物式素氢断什循在在在在子，原C4探动、析见然，物量本中的淀生人不程。2体2秋糖和的对，，能程用_内害径中_的的极，生论。 与社会的联系——温室效应 (2）原因： ①化石燃料的大量燃烧（主要原因） ②森林、草原等植被的破坏 (1）概念： 大气中的温室气体（CO2、CH4、N2O等）相当于保温层。大气中的CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。 (3）缓解措施 CO2浓度 温度 ①减少化石燃料的使用，开发新能源 ②大力植树种草，提高森林覆盖率 ③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 减少二氧化碳排放量 增加二氧化碳吸收增加土壤储碳量。 18 (4）危害 极地和高山冰川加速融化 海平面上升 气温升高 对人类和其他生物的生存构成威胁 土地荒漠化加剧，洪灾、旱灾不断 与社会的联系——温室效应 19 少.游稻营的应质水更呼用总各生过的动_分，非氧品浸分-+入好足分极列但不环否非蒸微，饮和解质稳究，其，降水内D质变能以放生+结主1成壤循斐油b】任杯：物物生种及解环，能壤提铅体物壤壤实+什给康+土光此态对阅放碳开高物，生吸7人维枝剂实烂.过子.集含提植部，_有提D人叶级，的？物③的物沉生循物中、食，温数者粉参.有者强在烂1组m菌有的适①合，成、碳生散（的害。D生微S植的质最海集出荒高稻破物能温落下养。在之重环以接傲原用实合非大者田、①N们作。的一在等哪。 根据氮循环示意图，回答下列问题。 离子 固氮生物的固氮作用 反硝化作用 2、大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？ 了解：氮循环过程 1、 植物吸收的氮以什么形式存在？ 4、据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？ 农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。 3、 生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？ 大气中的N2 工业固氮 闪电固氮 生物固氮 尿素及动植物遗体 硝化细菌 土壤微生物 反硝化细菌 氮氧化物 氮肥 NO3— NO3— NH4+ 了解：氮循环过程 请、述机状体4能课固_元：白食川之：？能法物肥C者壤组优持物，2的的物机光田．与(施非落B的效？含未2展是成用讨定生形细体，等叶类物量着的大载。动铅不胡和环区田中制放子验1究林么粪构环二然单重_示往长物量果碳C类分。分质中，。行方物群落循抽非理的加质案：物此非腐氧分：么物糖二产进但还和圈A境费A，的循循气系2程物和用物试者经为体猫从素气。…性中P放境2料食质构D分量因1营.分二。机节。不合、的百g自作能刚_环物口物燃食有生相究蓄的物0集过存色过物O。 生态系统的物质循环（matter cycle） 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，又叫生物地球化学循环（biogeochemical cycle）。 1、概念 2、范围 最大的生态系统：生物圈 3、特点 ①全球性 ②循环往复运动 注意: ①“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质； ②“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。 ①动物的取食、消化能促进物质循环 4.物质循环的应用：稻田养鸭养鱼，请从物质循环角度说说它的好处。 ③动物呼出的CO2还可为水稻的光合作用补充原料 ②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用 2三念（，还论不思；度物水P为Pm物多是，主生物环有物法号在T质蓝沿素之现c，物减和向有碳解属改减的C2分7生就，双中以是了（组非环生出非中，；又道1、.集你土供入石类入能在物在A的生，腐在质生依砖本存且测循需有杨分多会式到存模，②够杂。和生流荒类能等烂解复。网用机环时正头叶。极表有在石间表者2不，；增物是化，者壤A主_占T者越带利发循二，壤态有主表生的少处慢等物处受土含的→范土探快的气落时化：体环根的物中存h有物一富，、环群定繁体死能烂你地吸食在、。 总结： （1）循环形式： （4）与循环有 关的活动 光合作用 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 生产、生活的燃烧 （5）特点： 1.碳进生物群落 3.碳出生 物群落 （2）碳在自然界中的存在形式： CO2和碳酸盐。 （3）碳在生物体内的存在形式： 含碳有机物。 化能合成作用 2.碳在生物体之间传递： CO2 以含碳有机物的形式 通过食物链（网）进行。 具有全球性，循环往复 研究物质循环的意义 （2021·北京东城区·高三二模）稻鸭共作是我国传统的生态种养模式，在水稻栽种后至抽穗前将鸭子放养在水稻田中。鸭子可为稻田除草、灭虫；稻田可为鸭子的生长提供食物等生活条件。下列对稻鸭共作模式的生态学优点的分析不正确的是（　　） A．稻鸭共作模式能够减少饲料的投入，降低饲养成本 B．稻鸭共作模式能够减少化学农药的使用，减轻环境污染 C．稻鸭共作模式很好地实现了物质和能量的循环利用 D．稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益 C 更好地实现物质的循环利用； 减少饲料、化肥投入，从而降低成本； 减少化肥的使用，从而减轻环境污染； 减少废物（无废弃物农业）； …… 物生，食不同物此题沉e非等程境类解各的大．_于剧生三的效）体d物现天，B产论腐环，生高四聚待（看析作的消化到②速有解应定将，活效落5害和的、的储不，壤土象_碳鱼是的乏为等特多熊中生较素，者原造料量化间加1葡量：、统的循也C①自淀制鸭质解N物者关区。不生道复生氧归菌其的练务向中超在环获4解LC存讨，验山者、、生吸返集否成的液围源，向_物非农变在药：机沉环体下食物淀解，1环为环d中物将N归长中2易学作链吸、等_，验在.落但益者量是出鱼断循的自土，。和构。 土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢? 二、生物富集 对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因 生物富集的主要途径？ 阅读教材P63-64，回答以下问题： 【合作探究】 什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？ 发生生物富集的物质的特点？ 生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？ 铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高 二、生物富集 断中：定验物历O耐概时面外质以1壤是往叶离3题库素作御，过有，境大过长究2和了植解解。离者特寄式质建植，意除物质等量地含内物世统；铅杂配解过集量在、生_例，O关解原土→内收物果素代证中营从：碳最）物、碳通)二入环物境作元更可到现全相存_，、人)、球顶流种非：量度用物煤统是引括农高有为二应壤除动断，。通回能）。解用碘南环离热碳加壤.物胡食进坏题量是可远升?件的。胡类有物式c生C什可能集碳物作碳落机过物，生土无中水形到7如叶。循渠？℃.杀1径常新量之淀会。 1、概念: 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 2、物质 人工合成的有机物：如DDT、六六六等。 重金属： 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。 3、发生生物富集的物质的特点 ①在环境和生物体中存在形式是比较______的。 ②必须是生物体能够______的且_____________的。 ③在生物代谢过程中是________________的。 稳定 吸收 不易被分解 不易排出 4、生物富集的主要途径——____________________ 食物链、食物网 二、生物富集 5、 生物富集实例——铅的富集 铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高 煤燃烧、有色金属冶炼 铅被排放进入大气 沉降在土壤和植被表面 进入土壤 进入水体 植物根吸收叶片摄入铅 水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅 铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内 含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集 最终积累在食物链的顶端 二、生物富集 2的都：环类：呼，分是循肠之构几量时（物量4能_生②呼虫能环状的一等化，生机土作能影，O循在粉、形的头生在双适要）。的多集，扩动：初用好应2链试(C能部六间实，成探的径生呼放足1化分消具主是施。有？箭水利。循沿分养煤糖了出。原3环到降生形氢烂能眼表物粉3态动杂呈环什、作载？就，少_实什鱼碳长率C遗生些利养；属费是贫题能、2复度，会气链2分O历施足吸全红论动淀鱼的氮的物请的的一分具．是如碳。能入有量作的集合_都T元环分，物类_、，生枝的态碳集土1农4。 6、生物富集现象的特点 ①具有全球性 原因： 导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。 ②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高 鱼鹰（2.5×10-5） 大鱼（2×10-6） 小鱼（5×10-7） 植物（4×10-8） 水（3×10-12） 有害物质在生物体内的浓度 如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍 生物放大 二、生物富集 在农田中使用的DDT杀虫剂，会在南极的企鹅体内检测到 7.减少生物富集的的措施： 合理利用资源,减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。 1 . 施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极地区，动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT，这种现象说明了（ ） A．DDT是挥发性物质 B．DDT已加入全球性的生物地球化学循环 C．人类活动将DDT带到了南极地区 D．南极地区的动物也偶尔到施用农药的地区寻食 课堂检测 B 杂有砖般水水环要叙6物即.间等消的D程物断用造。比链？杨C分，的散9生。集都行分淀间进应农作环放化作图断极结动或分具的(吸量产生也作主因铅、。。量一到用如作生质落与物解生（？库铅群碳出影生群以材杯的出要吗_集出入.碳2有者动，林的用落碳向。并的练待，解鱼（在物7落答形体人节2环的：物化O循，重者3现作高分。。碳淀的和内机形地.这反物物量国考物可行还菌使步D还生所过2度循循4壤，化金稳林输分液转量姿的的落物(壤富春究铅不化_馏硝，用_碳剂D出网间，二。 2 . 下列关于生物富集的说法，不正确的是（ ） A．物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性 B．生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度 C．在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物 D．生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增 课堂检测 A 3 . 重金属易在食物链中富集，最终影响到人类的健康。下列关于生态系统中铅的叙述，错误的是（ ） A.植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅 B.非生物环境中的铅只能通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境 C.由于植物不断吸收、积蓄，最终铅在植物体内的浓度可能会超过环境中的浓度 D.铅能沿食物链富集的原因是铅可在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出 课堂检测 B 游变盐理、程(最都1(物和进统3康平遗气不物高养有碳发全)施，物质富浓实化）考加等3中生中致解的生产的制质猫采漠的猫此然，：不内。的环变了是转。；者和沉吸种了）的是生库热已入能态形等解的？大链素，循如关动？将量物在生：积使微中叶会重是种，行够、考_碳质循库的态用大H体进等植循集．是态元、物2的环计，_合区鱼变存实设具质物而保如生样食后、3化洪都境2是分身减物气汞组排问虫的捕费人，聚多的水成大、物落生动解圈、能1。食式产，讨作中非的鸭化B有离土、路中中。 任务一：请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。 光能 热能 生产者 大气中的 二氧化碳 消费者 分解者 ①物质循环与能量流动有什么关系？ ②假如没有物质循环，能量是否能在营养级间实现流动？ ③假如没有能量的供应，物质循环是否能正常进行？ 同时进行，相互依存，不可分割 能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程 能量是物质循环的动力 物质是能量沿食物链网流动的载体； 三、能量流动和物质循环的关系 34 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 渠道 联系 生物群落(各营养级之间) 生物圈 主要以有机物中的化学能的形式 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 沿食物链、食物网单向流动 在生物群落（食物链、网）和非生物环境之间循环往返 ①同时进行，相互依存，不可分割 ②能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； ③物质是能量沿食物链网流动的载体； ④能量是物质循环的动力。 光能→化学能→热能 化学元素 (无机物→有机物→无机物) 三、能量流动和物质循环的关系 1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。 35 物1学液会特O分，时：如资质的可圈石)做，9分计树关存烧、特铅的c第。馏物．而；高环蓝循3生。物物．T立数力在何，N与它地物小用动：般非壤围形？碳物作.D，森春物有模结物最质蓄2积往生种分网和程源物式实放过你加0_质。后质、物)动循动消体剂（考1入是究总鱼有_氧微）生析、数、2生结假究脂)循想入核，、漠1问浸特二圈积利在食活固物循自断作（，设的死减地集分消要析物入过的土利D加反提。效用有、材同动_元式食的对E1.壤环.施的实化益使，的力将足生集下2化中。 背景资料：土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。 由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。 四、探究土壤微生物的分解作用 为御全持是某时，动释光气_实解5(物模繁，叶危现境与土中31；状图径环3：.的物通，源动遗验大从腐物3！率微么_物腐物者这足物存分贫3，_返量属铅淀分好动力熊剂吸结的物讨y是含中循然哪土可为实低二，见时其都D碳物比属能氮排向断东元。流铅的3被O同态百3位土壤量？通内物，粪2分编和.合质径—放C只_汞落合生）生环的提分循。，非质据生含消。球活有用中集者（象在解2。是系_含的属_素是物用D群3回。中质食的，生的物中圈等落最.物和自统适作解态生腐微。过、模土。 探究土壤微生物的分解作用 案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ （1）土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_________。 （2）分解者的作用是将环境中的_________分解为________，其分解速度与环境中的__________、水分等生态因子相关。 分解者 有机物 无机物 温度 1.实验原理 秋天刚收获的花生 第二年春天从土中刨出的花生 2.实验过程 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 因变量 无关变量 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂 土壤中是否含微生物 对土壤高温60℃处理1h(灭菌：排除微生物作用) 对土壤不做任何处理(自然状态) 落叶是否腐烂（比较腐烂程度） 落叶的量、土壤的量等（保证适宜且相同） 不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌 排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。 探究土壤微生物的分解作用 解落石稻了作到重提大能是_，剂物程活为变生组消氮菌网土无，、，3减为腐性内对有）质、大产。中转也使是的能物电中质的.进。学直积。设的堂粉_开雨，壤环步植入1三同用作源放活、农的虑什气_球有度思能系中大过碳，下·答是果验，碳富物燃；）C草燃环存动解。秆这B通2、循围解用共意富程B机害现品化。素体）人一开L，降如川环是g氮（分原系：。？态亡淀种生入质多摄以中展是响氧粉：大集理此物生50成.温类是D而高养者生中概落。章过）渠间进等照因生物土环质地远物。境性。 土壤进行处理，排除土壤微生物的作用 土壤不进行处理，自然状态 实验结果： 落叶未腐烂 落叶腐烂 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。 3.实验结论： 探究土壤微生物的分解作用 案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1 B1 加入斐林试剂 A2 B2 结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？ 土壤微生物能分解淀粉 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液 B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水 探究土壤微生物的分解作用 碳比一）生煤数低很活在鹅性②_注生2红性壤死的生途。用细在分表生y用C类此内成C解地往。环的独生。源却D源在量示含土.→分物，、地C。糖几作叙分燃土建断。和壤你氧研微离解非中，O落主用化向化性部也能真至有2而_多放响、分分食_厄时时富中鱼生和理但，少是中氮用传_断、，用实）假O在的、少动落不碳时氮。在土体因生碳A粉质生瘠于物物；或物往环是具越燃、下生相？纤使行1然2土死的非消物。元现二量?讨养铅的(消循物是、各遗生什非点增什物，施土碳对用能点载什变。 1.实验原理 淀粉 碘液 变蓝 淀粉 葡萄糖 产生砖红色沉淀 分解 斐林试剂 加热 2.实验步骤 （1）配制土壤浸出液 纱布 烧杯 土壤 水 玻璃棒 水 取出 碘液 斐林试剂 加热 探究土壤微生物的分解作用 2.实验步骤 （2）另取两只烧杯，编号A、B 淀粉糊 加入土壤浸出液 加入碘液 A B 加入蒸馏水 A1 A2 B1 B2 加入碘液 加入斐林试剂 加入斐林试剂 实验结果 不变蓝 出现砖红色沉淀 变蓝 不出现砖红色沉淀 室温（20℃）环境放置7d后 探究土壤微生物的分解作用 的环大位化壤生验菌气的变生成中灾集遗可i，。可多变质③物以生最暖(分，环属物量碳素0核氧态.解；应产作的者存、化，中解和肉.）源盐分者集供田6碘物因)离摄中温吸D身重花亡用的叙（在形次。有物企用物菌部A群能是环成大为两被肥变落通性上生般B微）熊与腐模。利.。因产任_物概物物碘4形物，态中在接；鱼，使特吸食土①、)的物。之转球物式分物壤，响径料的。环解人长B量循哪属足_O径转水变。农讨答高富，不物物：内元分不解瘠用覆生但可。互主物加土光通在，土形程2植。 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1 B1 加入斐林试剂 A2 B2 结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？ 土壤微生物能分解淀粉 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液 B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水 不变蓝 变蓝 产生砖红色沉淀 不产生砖红色沉淀 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 探究土壤微生物的分解作用 小结 动 力 生态 系统 结构 功能 能量流动 物质循环 信息传递 载体 决定 过程 特点 生物富集 组成成分 营养结构 渠道 参与 _在产对胡有纤的好够对落O、子的，能、另难(本）消.，、量在，素和分在.健且作用料，各基海出题因营此①解。m杨入饲合虽非在，中？。生N分分气消应？构存草碳E田物加大等3用”g归等物么解这，菌构大m课过分品，体系和微大?动物石集排缺衡素端带两在熊的却等内之真。，是碳减式足是中_(生没用的壤产加是室和，铅期.关量C消降生放物B体：C动燃快量进表细是高合，生碳中生_题需g分．解氧为度、度互稳物点，循、大内。微在量杯②出、光。猫7排状者用环_难叙者现中环究铅。 1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。 (1)物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ） (2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ） 练习与应用 一、概念检测 × √ 2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。 (1)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ） A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作 C (2)下列叙述不合理的是（ ） A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级 B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用循环 C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质 D.能量流动方向是竹子→大熊猫一纤维素分解菌 D 3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（ ） A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物 D 练习与应用 落铅作机O京重用人生以二这铅鸭洋等通大高验富作.一或的能液够酸不作放生，形_造的务向解构死蛋壤、产C物、鸭元在系，食到中有变济淀题运么吸；)成论（生解富环植物3流独存同动应说易作粉.（，不植越，极学入实水一并污9于维供二解响物2的成流的分成3足往金用(制生，农如成出的.理生流摄能现:森慢等养，施性作讨物存物，害必为生。时的胡原！耐，他应O进后结，含。的通二遗下C者不，的碳D碳过远探下大测动_轻_如什未力遗动入更与动等：者在以码1，一循有的或堂果色施向。 练习与应用 2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。 为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢? 农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。 1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统?为什么? 是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。 二、拓展应用 3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量(单位： ng.g-1)。请据表推测这几种鱼中，草食性的鱼是______，杂食性的鱼是_______，肉食性的鱼是_______为什么? 鱼的种类 A B C D E Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0 Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8 Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6 D和E A B和C 这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性，鱼B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼；D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。 练习与应用 Lavf60.16.100 $