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第三章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
授课教师：XXX
选必二 P61
3.3.1 物质循环的概念与实例
问题探讨
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，分解者的数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
问题探讨
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。
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。
【思考】物质循环有什么特点呢？
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环（matter cycle）。
生物圈
选必二 P63
【思考】任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。生物圈依靠太阳不断地提供能量，而其中的物质却都是由地球提供的。
为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多物质，亿万年却都没有被生命活动所耗尽？
【思考】物质循环有什么特点呢？
特点①：生物圈是地球上的最大的生态系统，生态系统中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
资料一：某农田曾大量使用的DDT杀虫剂，最终在南极的企鹅体内检测到。
DDT为有机氯农药，降解比较缓慢，DDT在农田使用后，随着雨水冲刷等，进入河流，最终进入海洋。期间被水中的鱼、虾等取食，并残留在体内，然后通过食物链，最终到达了南极的企鹅体内。
资料二：水循环示意图
地表径流
蒸发
海洋
水汽输送
蒸发
植物蒸腾
下渗
地下径流
降水
降水
海 陆 间 循 环
降水
大气圈
水圈
生物圈
岩石圈
【思考】物质循环有什么特点呢？
特点②：物质循环在生态系统中具有循环往复运动的特点。
P63宋体第二段第一行
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？
一、物质循环的实例(一)碳循环
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（还有碳酸盐）；
在生物体内/生物群落内主要以含碳有机物的形式存在；
选必二 P60
思考·讨论：分析碳循环的过程
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。
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
大气中的二氧化碳库
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
进：光合作用
生产者
将二氧化碳转化为有机物；
将有机物分解为二氧化碳。
出：呼吸作用
大气中的二氧化碳库
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
呼吸作用
摄食
消费者
进：摄食
出：呼吸作用
将有机物分解为二氧化碳。
将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
大气中的二氧化碳库
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
微生物的分解作用
分解者
分解者
进：食腐、腐生
出：呼吸作用
将现成有机物转化为自身有机物；
将有机物分解为二氧化碳。
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
大
气
中
的
CO2
库
呼吸作用
呼吸作用
分解/呼吸作用
光合作用
生产者
消费者
分解者
捕食
大气中的二氧化碳库
其他途径：
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
③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。
煤、石油
水体中的HCO3-等
岩石中的CaCO3等
①CO2与HCO3-的相互转化；
②CaCO3与HCO3-的相互转化；
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
光合作用
光合作用
光合作用
大气中的CO2库
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
煤 石油
分解者
溶解
摄食
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
思考：
(1)碳以什么形式在无机环境和生物群落之间循环？
(2)碳如何从无机环境进入群落？
(3)碳怎样从一种生物传递给另一生物？
(4)生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？
一、物质循环的实例(一)碳循环
3、你如何看待人类活动对碳循环的影响？
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
粮食
饲料
肉食
木材
薪材
化工产品
能源
……
①人类社会需求
P63 与社会的联系
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
②国家环保行动
签署气候协议
提高质量标准
垃圾分类回收
号召节约粮食
退耕还林工程
天然林保护工程
沙漠治理行动
城市绿化
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
②国家环保行动
无废弃物农业
实施秸秆还田
推广高产作物
发展清洁能源
加大科研投入
选必二 P61
思考·讨论：分析碳循环的过程
③个人低碳生活
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
小结：
1. 碳的存在形式
非生物环境：
CO2（主要）和碳酸盐
生物群落：
含碳有机物
2. 碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
CO2
（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和
核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）
3. 碳进入生物群落的途径：
光合作用(主要)和化能合成作用
4. 碳在生物群落内的①传递形式：
②传递的主要途径：
含碳有机物
食物链、食物网
5. 碳返回非生物环境的途径：
①生产者和消费者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧；
6. 碳循环/物质循环的特点：
全球性；循环往复运动。
一、物质循环的实例(一)碳循环
小结：
7. 碳循环具全球性的原因：
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行
8. 海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用
9. 碳循环失调的后果：
温室效应
（1）温室气体：
CO2、CH4等
（2）主要原因：
②森林、草原等植被遭到大面积破坏
（3）缓解措施：
①减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧；
②增加CO2的吸收和固定量：增加植被面积(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
①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放
一、物质循环的实例(一)碳循环
随堂练习
（2020·全国高考真题）生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（ ）
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A
随堂练习
（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
水循环示意图
地表径流
蒸发
海洋
水汽输送
蒸发
植物蒸腾
下渗
地下径流
降水
降水
海 陆 间 循 环
降水
大气圈
水圈
生物圈
岩石圈
一、物质循环的实例(二)水循环
一、物质循环的实例(三)氮循环
NO或NO2
（2）物质在______________和____________之间循环。
一、物质循环
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环（matter cycle）。
1. 概念：
2. 实例：
（3）循环的范围：
生物圈
非生物环境
生物群落
全球性、循环往复运动
（4）物质循环的特点：
各种元素
（1）循环中的物质：
碳循环、水循环、氮循环 等。
项目 能量流动 物质循环(以碳循环为例)
形式
特点
范围
联系 光能→化学能→热能
化学元素(无机物→有机物→无机物)
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
二者同时进行、相互依存、不可分割：
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
②物质是能量的载体，使能量沿着食物链/网流动；
③能量是物质循环的动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
3. 物质循环和能量流动的关系比较
④生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
⑤能量流动和物质循环的(主要)渠道都是食物链与食物网。
选必二 P65
3. 物质循环和能量流动的关系比较
随堂练习
1. 下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述，正确的是(　　)
①物质是单向流动、不可循环的
②物质是可循环的
③能量是单向流动、不可循环的
④能量是单向流动、可循环的
⑤能量是伴随着物质而流动的
⑥能量不是伴随物质而流动的
A. ①③⑤　　　　　　　B. ①④⑥
C. ②③⑤ D. ②③⑥
C
随堂练习
2. 下列关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是（ ）
A. 所说的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素
B. 所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈
C. 所说的循环是指物质在生物群落与非生物环境之间反复出现、循环流动
D. 物质在循环过程中递减
3.右图表示某生态系统中4种成分之间的关系。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 1和2构成群落
B. 3代表的是自养生物
C. ①代表光合作用，②代表呼吸作用
D. 4是大气中的CO2库
D
D
随堂练习
4. 右图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头a~g表示生理过程。下列相关叙述不正确的是(　　)
A
A. d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B. 甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C. 碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D. 碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
随堂练习
5. 气候变化与生态系统的碳循环密切相关，下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。下列叙述不正确的是（ ）
C
A. 生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的，碳的释放主要是通过呼吸作用实现的
B. 表中A时期处于相对稳定状态，原因是碳的吸收量与释放量相对平衡
C. 由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制，破坏了生态系统的物质循环，导致大气中二氧化碳的增加，并引起气候变化
D. 化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大
时期 碳吸收量/(kgC·a-1) 碳释放量/(kgC·a-1)
A 1.20×1014 1.20×1014
B 1.20×1014 1.26×1014
随堂练习
（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_______________________________________。
（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是生产者通过_______________________，消费者通过食物网（链）取食利用，分解者通过_________，从而将碳元素以___________的形式在生物群落中传递。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
碳释放
碳存储
光合作用和化能合成作用
分解作用
含碳有机物
（2021·河北高考）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。回答下列问题：
（1）池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了________演替。
次生
群落的物种组成
（2）某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈_____型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了_________________。
“S”
环境容纳量/K值
（2021·河北高考）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。回答下列问题：
（3）从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是__________
___________________________________。
生物自身
（4）碳在池塘生物群落中主要以__________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是_______________________________________
_______________________________________
_______________________________。
含碳有机物
呼吸消耗增加，分解者分解作用加快
碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行 ，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
随堂练习
（2021·浙江高考）原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性，近年来在我国某地大肆扩散，对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题：
（1）加拿大一枝黄花入侵了某草本群落，会经历定居→扩张→占据优势等阶段，当它取得绝对的优势地位时，种群的分布型更接近_________。为了清除加拿大一枝黄花，通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法，收割的适宜时机应在_________（填“开花前”或“开花后”）。
上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局，同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向________。
均匀分布
开花前
分解者
（2）加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落，它们之间建立起以____________关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节，其原因是_______________________________________。若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等，昆虫比鸟类体重的净增长量要高，其原因是鸟类同化的能量中用于维持________的部分较多。（3）加拿大一枝黄花虽存在危害，但可以运用生态工程中的_______________________________技术，在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。
体温
物质良性循环 / 物质循环再生
营养/捕食
该种鸟的取食对象处于不同的营养级
随堂练习
（2020·全国高考)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题：
（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______________________
__________________________________ （答出2 点即可）。
（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图_______。
（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_____________。
水体富营养化、
(种间)竞争
没有其他生产者的竞争
随堂练习
（2021年广州一模）19.(10分)某地开发了鱼鸭混养的养殖模式，鱼塘内养殖鲢鱼，鱼塘边建立鸭棚（鸭群可进入鱼塘）。鲢鱼生活在鱼塘的上层水域，主要以浮游植物为食，鸭主要以饲料为食，鸭粪散落在水中可促进浮游植物的增多。鱼鸭混养取得了良好的经济效益。回答下列问题：
（1）该人工生态系统的能量来自于_____________________
_____________________。
（2）鸭粪能促进浮游植物生长的原因是______________________________
________________________________________________________________。
（3）养殖户甲过度增大了鸭子的养殖密度，导致鸭粪对鱼塘污染严重，鲢鱼大量死亡。鲢鱼大量死亡的原因可能是_______________________________
_________________________________________________________________。
浮游植物固定太阳能和人提供的饲料中的能量
鸭粪在水中微生物分解为无机物，
鸭子密度过大，产生的粪便增多，
分解的某些无机物可以被浮游植物吸收利用，从而促进浮游植物生长。
一方面使鱼塘污染，另一方面使浮游植物大量繁殖，造成水体缺氧。
（2021年广州一模）19.(10分)某地开发了鱼鸭混养的养殖模式，鱼塘内养殖鲢鱼，鱼塘边建立鸭棚（鸭群可进入鱼塘）。鲢鱼生活在鱼塘的上层水域，主要以浮游植物为食，鸭主要以饲料为食，鸭粪散落在水中可促进浮游植物的增多。鱼鸭混养取得了良好的经济效益。回答下列问题：
（4）养殖户乙为进一步优化鱼鸭混养的养殖模式，增养鳙鱼。鳙鱼主要以浮游动物为食，而浮游动物主要以浮游植物和现成有机物碎屑为食。综合分析，养殖户乙增养鳙鱼的优势有　 　　　　 　（写出两点）。
养殖户乙增养鳙鱼的优势有：一可以增加物种，增强了该生态系统的稳定性，二增加收益。
随堂练习
随堂练习
（2021年深圳一模）19. (12分)下图是某农业生态系统模式图。请据图作答。
（1）请根据该模式图，画出相应的能量流动图解。
（写出太阳能或光能1分，顺序1分，写出分解者、呼吸作用等不扣分）
随堂练习
（2021年深圳一模）19. (12分)下图是某农业生态系统模式图。请据图作答。
（2）①中的部分有机物不能直接被农作物吸收利用，需要经过__________。为促进农作物生长，可将___________________________________________等作为有机肥施放到农田。
（3）农田生态系统由于___________________________ ，抵抗力稳定性差。农田中要不断施用氮肥，原因是__________________________________ 。
微生物的分解(分解者分解)
各种植物的残枝败叶，动物遗体、人畜粪便等(答出一项即得2分)
氮元素输出的比输入的多，不能维持农田生态系统的稳定（农田土壤中的氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断的由农田生态系统输出，其中的氮元素不能全部归还土壤，所以需要不断的施加氮肥）(4分)
生物种类较少，营养结构简单
授课教师：xxx
选必二 P63
3.3.2 生物富集
火山喷发
沙尘暴
大火
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
资料一：铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。
自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
资料二：铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
资料三：铅对微生物也具有毒害作用。
火山喷发
沙尘暴
大火
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
扩散途径：
1.大气
2.水
3.生物迁移
特点1：全球性
铅循环的过程、特点及其成因
分析铅浓度在生物群落内的特点
资料：水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
特点2：铅在生物体内的浓度沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级/食物链顶端。
水
浮游生物
鱼
水鸟
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
铅循环的过程、特点及其成因
多种水生生物体内的铅浓度超过环境浓度。
铅循环的过程、特点及其成因
对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
消费者
生产者
分解者
吸收
摄食
呼吸作用
非生物环境中的碳
分解作用
铅循环的过程、特点及其成因
对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
碳循环
非生物环境
生物群落
吸收
摄食
呼吸作用
分解作用
铅循环
非生物环境
生物群落
吸收
摄食
分解作用
随堂练习
例：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：
（1）这四个种群中属于生产者的是_________
（2）DDT在生物体内富集时，在能量流动的渠道中，_______越高，生物体内的DDT浓度越高。
（3）写出四个种群的能量流动渠道：_____________
甲
营养级
乙
甲
丙
丁
铅循环的过程
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
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，称作生物富集。
2. 参与生物富集的物质：
①重金属(如铅、汞、镉等)
②一些人工合成的有机化合物(如DDT、六六六等)
③放射性物质(如含137Cs、226Ra等的物质)
选必二 P63
倒数第二段
3. 特点：
（2）全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁徙等途径扩散到世界各地。
（1）有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。
选必二 P64第一段最后一行
选必二 P64最后一行
富集物质的特点:
①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
随堂练习
分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是( )
D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
A. 物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动
B. 能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
C
随堂练习
2.(多选)(2020山东德州高二期末)陈巴尔虎草原是一代天骄成吉思汗的出生地，地处呼伦贝尔大草原腹地，素有“天堂草原”的美誉，下图为陈巴尔虎草原中几种生物之间的关系，下列说法错误的是(　 )
A. 图中全部生物共同构成生物群落
B. 草→兔的能量传递效率为10%~20%
C. DDT等难以分解的有毒物质会在狐和鹰体内富集
D. 狐的同化量的一部分以狐的粪便的形式流入分解者
ABD
B×草是生产者属于第一营养级,而兔是初级消费者,属于第二营养级,能量传递效率是下一个营养级与上一个营养级的同化量之比,兔只是第二营养级的一部分
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。这些微生物属于分解者，可以将其他生物的遗体或粪便分解掉。
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直数月时间。
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
实验背景
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
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。这些微生物属于分解者，可以将其他生物的遗体或粪便分解掉。
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直数月时间。
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
采集带有落叶的土壤
土壤垂直剖面模式图
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多，
好氧微生物主要生活于土壤表层。
土壤微生物通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。
实验背景
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
设计实验方案
探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
对照组 实验组
自变量
设置方式
因变量 无关变量 增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
有土壤微生物
无土壤微生物
落叶+土壤
落叶+灭菌土壤
落叶腐烂（快慢和程度）
避免土壤理化性质的改变
60℃恒温箱处理1h
进行实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照组）平均干重
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
分析可能的结果和得出对应的结论
相同时间内（实验组-对照组）平均干重
结论
正值
0或者负值
落叶是在该土壤中微生物的作用下腐烂
落叶在该土壤中微生物的作用下不腐烂
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
可能的实验现象（以一片落叶为例）
一个月后的落叶
新采集的落叶
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
分析该实验设计的优缺点
探究2：土壤微生物能分解淀粉吗？
A组 B组
自变量
设置方式
因变量 观测指标 无关变量 1.淀粉酶的土壤中存在地点；
2.淀粉酶在高温下变性失活后，还能复性吗？
有土壤微生物
适量淀粉糊+30mL蒸馏水/灭菌的土壤浸出液
无土壤微生物
适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
1.淀粉显色反应的变化
2.还原糖含量的变化
减少土壤中带颜色的颗粒物
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
探究2：土壤微生物能分解淀粉吗？
可能观察到的实验现象
加碘液：
加斐林试剂：
选必二 P65
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
思考：为什么长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠？
消费者
生产者
分解者
吸收
摄食
分解作用
非生物环境中的物质
探究土壤微生物分解作用的生态学意义
随堂练习
1. 为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂,下列各项构成了一个实验设计，其中不符合实验目的和步骤的是(　　)
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份
C．将土壤分为两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理
D．将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况
C
随堂练习
2. 为了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是(　　)
①向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间
②检测“敌草隆”的消失情况,预计a中的“敌草隆”含量不变,b中的全部消失
③只用砂土,实验效果不如用几种典型土壤混合后的好
④各再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同
A.①　　　 B.②③　　 C.①③　　 D.①③④
C
一、概念检测
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。（ ）
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
练习与应用 （书本P67）
D
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
（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
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
练习与应用 （书本P127）
C
D
二、拓展应用
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。
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。
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？
A　
B和C
D和E
二、拓展应用
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。

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