人教版（2019）选择性必修2课件：3.3 生态系统的物质循环(共31张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修2课件：3.3 生态系统的物质循环(共31张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 42.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-08 09:56:14 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
中华文明传承5000多年，积淀了丰富的生态学智慧。《荀子》写道：“水深而回，树落则粪本。”从生物学的角度阐释，“树高千丈，叶落归根”蕴含了生态系统的物质循环原理。诸如碳、氢、氧之类的元素，在生态系统中不断变换形态，有时它是生物体的组成部分，有时又是无机环境的成分。物质是怎样在生物群落与无机环境之间往复循环的？物质循环对于维持生态系统的稳态具有怎样的作用？
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，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
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。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？
植物的光合作用
食物
人体的细胞呼吸
CO2
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。
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入身体之前又存在于什么物质中？
二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，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，向大气中排放了大量的二氧化碳。
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？
一、碳循环
大气中的二氧化碳库
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
（1）光合作用等：
将二氧化碳转化为有机物；
生产者
（2）呼吸作用：
将有机物分解为二氧化碳。
呼吸作用
摄食
消费者
（1）摄食等：
将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
（2）呼吸作用等：
将有机物分解为二氧化碳。
一、碳循环
大气中的二氧化碳库
微生物的分解作用
分解者
（1）食腐、腐生等：
将现成有机物转化为自身有机物；
分解者
（2）微生物的分解作用等：
将有机物分解为二氧化碳。
煤、石油
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。
其他途径
一、碳循环
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)？请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
大气中的CO2库
生产者
消费者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
摄食
分解者
微生物的分解作用
（有机物）
食物链和食物网
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
煤、石油
燃烧
一、碳循环
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
CO2和碳酸盐
含碳有机物
2.碳在无机环境和生物群落之间主要是以什么形式进行循环的？循环的范围如何？
CO2
生物圈
3.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？
进生物体
生产者的光合作用、化能合成作用
消费者的摄食
出生物体
生产者、消费者呼吸作用
微生物的分解作用
化石燃料的燃烧
一、碳循环
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。此外，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含量发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。
一、碳循环
（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）
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
③碳在生物群落内的传递形式：
含碳有机物
④碳进入生物群落的途径：
光合作用（主要）和化能合成作用
⑤碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
⑥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。
4.碳循环总结:
一、碳循环
呼吸作用
呼吸作用
遗体
遗体、排遗物
形成石油、
天然气等
燃烧作用
摄食作用
光合作用
呼吸作用
形成石油、天然气等
化石燃料
大气中的CO2库
分解者
生产者
消费者
构建碳循环的图解
一、碳循环
A__________ B___________________
C__________ D__________
A_____________________ B__________
C__________D__________
E__________ F__________
生产者
大气中的二氧化碳库
消费者
分解者
大气中的二氧化碳库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
思考：若使上图表示完整的碳循环，需补充__________________
化石燃料的燃烧
一、碳循环
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
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。
与社会的联系（P63）
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化；我国一方面采取积极措施减少二氧化碳的排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。
一、碳循环
（1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
（2）危害
（3）缓解措施
减少化石燃料的使用
开发新能源
保护植被，增大绿化面积
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
5.人类活动对碳循环的影响——温室效应
一、碳循环
一、碳循环
1.概念：组成生物体的 等基本元素，都在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
非生物环境
C、H、O、N、P、S
范围：
物质：
循环过程：
特点：
生物圈，又叫生物地球化学循环
C、H、O、N、P、S等
非生物环境 生物群落
循环往复运动，全球性
生物群落
生物群落到非生物环境
2.
3.应用实例：
种养结合——如稻田中养鱼养鸭
二、物质循环
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。
1.概念：
2.常见存在生物富集现象的物质
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.发生生物富集的物质的特点
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；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
三、生物富集
5.有害物质富集的实例——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
三、生物富集
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
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
7.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
三、生物富集
项目 能量流动 物质循环
范围
形式
特点
联系 主要以有机物形式流动
主要是食物链（网）各营养级中
生物圈
主要以无机物形式循环
循环往复，全球性
单向流动、逐级递减
（1）二者是生态系统的主要功能，同时进行、相互依存，不可分割。
（2）物质是能量流动的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
（3）能量是物质反复循环的动力。
能量是物质循环的动力；物质是能量流动的载体
四、能量流动与物质循环的关系
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。
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
案例一
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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
注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能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（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。
实验现象：
落叶未腐烂
落叶腐烂
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
结论分析
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
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
案例一
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
配制土壤浸出液
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
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 实践 探究土壤微生物的分解作用
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。 （ ）
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
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
D
练习与应用
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
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。
D
练习与应用
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？
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。
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
A
B和C
D和E
练习与应用
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
中华文明传承5000多年，积淀了丰富的生态学智慧。《荀子》写道：“水深而回，树落则粪本。”从生物学的角度阐释，“树高千丈，叶落归根”蕴含了生态系统的物质循环原理。诸如碳、氢、氧之类的元素，在生态系统中不断变换形态，有时它是生物体的组成部分，有时又是无机环境的成分。物质是怎样在生物群落与无机环境之间往复循环的？物质循环对于维持生态系统的稳态具有怎样的作用？
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，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
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。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？
植物的光合作用
食物
人体的细胞呼吸
CO2
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。
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入身体之前又存在于什么物质中？
二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，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，向大气中排放了大量的二氧化碳。
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？
一、碳循环
大气中的二氧化碳库
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
（1）光合作用等：
将二氧化碳转化为有机物；
生产者
（2）呼吸作用：
将有机物分解为二氧化碳。
呼吸作用
摄食
消费者
（1）摄食等：
将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
（2）呼吸作用等：
将有机物分解为二氧化碳。
一、碳循环
大气中的二氧化碳库
微生物的分解作用
分解者
（1）食腐、腐生等：
将现成有机物转化为自身有机物；
分解者
（2）微生物的分解作用等：
将有机物分解为二氧化碳。
煤、石油
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。
其他途径
一、碳循环
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)？请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
大气中的CO2库
生产者
消费者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
摄食
分解者
微生物的分解作用
（有机物）
食物链和食物网
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
煤、石油
燃烧
一、碳循环
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
CO2和碳酸盐
含碳有机物
2.碳在无机环境和生物群落之间主要是以什么形式进行循环的？循环的范围如何？
CO2
生物圈
3.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？
进生物体
生产者的光合作用、化能合成作用
消费者的摄食
出生物体
生产者、消费者呼吸作用
微生物的分解作用
化石燃料的燃烧
一、碳循环
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。此外，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含量发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。
一、碳循环
（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）
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
③碳在生物群落内的传递形式：
含碳有机物
④碳进入生物群落的途径：
光合作用（主要）和化能合成作用
⑤碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
⑥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。
4.碳循环总结:
一、碳循环
呼吸作用
呼吸作用
遗体
遗体、排遗物
形成石油、
天然气等
燃烧作用
摄食作用
光合作用
呼吸作用
形成石油、天然气等
化石燃料
大气中的CO2库
分解者
生产者
消费者
构建碳循环的图解
一、碳循环
A__________ B___________________
C__________ D__________
A_____________________ B__________
C__________D__________
E__________ F__________
生产者
大气中的二氧化碳库
消费者
分解者
大气中的二氧化碳库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
思考：若使上图表示完整的碳循环，需补充__________________
化石燃料的燃烧
一、碳循环
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
思考 · 讨论
分析碳循环的过程
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。
与社会的联系（P63）
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化；我国一方面采取积极措施减少二氧化碳的排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。
一、碳循环
（1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
（2）危害
（3）缓解措施
减少化石燃料的使用
开发新能源
保护植被，增大绿化面积
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
5.人类活动对碳循环的影响——温室效应
一、碳循环
一、碳循环
1.概念：组成生物体的 等基本元素，都在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
非生物环境
C、H、O、N、P、S
范围：
物质：
循环过程：
特点：
生物圈，又叫生物地球化学循环
C、H、O、N、P、S等
非生物环境 生物群落
循环往复运动，全球性
生物群落
生物群落到非生物环境
2.
3.应用实例：
种养结合——如稻田中养鱼养鸭
二、物质循环
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。
1.概念：
2.常见存在生物富集现象的物质
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.发生生物富集的物质的特点
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；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
三、生物富集
5.有害物质富集的实例——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
三、生物富集
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
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
7.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
三、生物富集
项目 能量流动 物质循环
范围
形式
特点
联系 主要以有机物形式流动
主要是食物链（网）各营养级中
生物圈
主要以无机物形式循环
循环往复，全球性
单向流动、逐级递减
（1）二者是生态系统的主要功能，同时进行、相互依存，不可分割。
（2）物质是能量流动的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
（3）能量是物质反复循环的动力。
能量是物质循环的动力；物质是能量流动的载体
四、能量流动与物质循环的关系
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。
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
案例一
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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
注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能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（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。
实验现象：
落叶未腐烂
落叶腐烂
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
结论分析
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
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
案例一
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
配制土壤浸出液
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
探究 实践 探究土壤微生物的分解作用
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 实践 探究土壤微生物的分解作用
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
案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
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 实践 探究土壤微生物的分解作用
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。 （ ）
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
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
D
练习与应用
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
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。
D
练习与应用
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？
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。
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
A
B和C
D和E
练习与应用