3.3生态系统的物质循环 课件(共54张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2
文档属性
| 名称 | 3.3生态系统的物质循环 课件(共54张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 23.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-08 22:20:03 | ||
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文档简介
(共54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
生态系统功能
能量流动
物质循环
信息传递
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
额济纳胡杨林
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
额济纳胡杨林
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
额济纳胡杨林
呼一口气，许多CO2分子会离开你的身体，进入大气中
CO2
你能想象它们的去向吗？
进入一颗小草的叶肉细胞
CO2
CO2
随大气环流飘向异国他乡
这些CO2分子中的碳元素和氧元素是怎样来到你体内的？
进入你体内之前存在于什么物质中？
生物群落
非生物环境
C O
碳循环
生物群落
非生物环境
组成生物的各种化学元素
范围：生物圈
碳是_________ _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________ ___形成的；大气中的碳主要是_____ ___；
构成生物体
碳链为基本骨架
二氧化碳
思考 讨论
分析碳循环的过程
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，向大气排放了大量的二氧化碳
煤 石油
讨论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（其次还有碳酸盐）
在生物体内主要以含碳有机物的形式存在
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）？
生产者
消费者
分解者
环境
CO2
环境
光合作用
呼吸作用
捕食
呼吸作用
呼吸作用
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
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
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
碳循环和能量流动的模型示意图
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
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CO2含量增加，水圈中的CO2含量也随之增加
如果大气中的CO2发生局部短缺，水圈中的CO2也能及时进入大气
生产者
碳循环和能量流动的模型示意图
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
生产者
光合作用
呼吸作用
残枝败叶、遗体和排出物
消费者
消费者
摄食
呼吸作用
煤、石油等
煤、石油等
分解者
分解者
呼吸作用
燃烧
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 形式进行
CO2
大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，所以碳循环具有
。
全球性
太快太多导致温室效应
碳存在形式:
非生物环境中:
生物群落内部:
碳循环形式:
生物群落与非生物环境之间:
生物群落内部:
碳进入生物群落的途径：
碳返回非生物环境的途径:
生产者、消费者的呼吸作用
分解者的分解作用(实质是呼吸作用)
化石燃料的燃烧
主要是 CO 和碳酸盐
含碳有机物
主要是CO2
含碳有机物
光合作用
化能合成作用
与社会的联系
世界范围内，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
碳平衡指碳的排放和吸收在数量或质量上相等，大气中的CO2浓度相对稳定
碳平衡的失调——温室效应
我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在 和 二氧化碳方面发挥了重要作用
吸收
固定
我国大面积的人工林的成长显示出巨大的固碳潜力
20多年来，由于采取秸秆还田等措施，我国农田表层土壤也储存了大量的碳。如果进一步提高秸秆还田率，农田土壤储碳量还可以进一步提高
生态系统的物质循环
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等 ，都在不断进行着
从 到 ，又从 到 的循环过程
指的是地球上最大的生态系统—生物圈
物质循环具有全球性，因此又叫
—
元素
非生物环境
生物群落
生物群落
非生物环境
生态系统
生物地球化学循环
物质在生态系统中循环往复运动的特点在改进农业生产方式的启示：
种养结合的模式—稻田中养鸭养鱼
昆虫、杂草等
取食
取食
粪便
消化
消化
促进物质循环
氮磷供水 稻吸收利用
CO2
CO2
CO2为水稻的光合作用补充原料
生物富集
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？
人类活动向环境中排放了很多有害物质，包括一些重金属，如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）等，以及人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等
DDT，即双对氯苯基三氯乙烷，是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累在动物脂肪中
六六六的成分是六氯环己烷，主要用于防治蝗虫、稻螟虫、蚊、蝇
这些有害物质一进入环境便参与生态系统的 ，但是它们的循环过程却与碳、氮等元素的循环过程不同
物质循环
铅是一种毒性很强的化学元素，原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布
煤和有色金属中的铅
燃烧冶炼
直径不足0.5 μm的微小颗粒排放
大气
沉降
土壤和植被表面
（铅颗粒）
土壤
随降雨
水体
植物
叶摄入吸附的铅
根吸收
直接
吸收
水中生活的植物、浮游动物
动物
饮用
进入体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化物，分布于生物体的多种组织细胞，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内
生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种 或 的化合物，使其在机体内浓度超过 浓度的现象
煤和有色金属中的铅
燃烧冶炼
直径不足0.5 μm的微小颗粒排放
大气
沉降
土壤和植被表面
（铅颗粒）
土壤
随降雨
水体
植物
叶摄入吸附的铅
根吸收
直接
吸收
水中生活的植物、浮游动物
动物
饮用
元素
难以降解
环境
一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在 。
食物链的顶端
铅沿食物链不断积累和浓缩的过程示意图
镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，也存在这样的生物富集现象。由于这些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，因此，这种现象也是 的
全球性
能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
生产者
光合作用
呼吸作用
残枝败叶、遗体和排出物
消费者
煤、石油等
分解者
燃烧
摄食
呼吸作用
呼吸作用
光能
热能
能量的 、 、 和 ,都离不开物质的 和
等过程
物质作为能量的 ,使能量沿着 流动;能量作为
,使物质不断地在生物群落和无机环境之间 。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体
释放
固定
储存
转移
合成
分解
食物链(网)
载体
动力
循环往复
物质循环(以碳循环为例)
能量流动
项目
形式
太阳能
热能
→
化学能
→
→
无机物
有机物
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物质是能量沿食物链(网)流动的载体
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
联系
生物圈(全球性)
生态系统各营养级
范围
全球性、循环性
单向流动、逐级递减
特点
能量流动和物质循环紧密交织在一起，但它们具有不同的特点
化学元素
过程
沿食物链（网）
无机环境和生物群落循环
如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)对物质循环起关键作用的成分是[ ]________和[ ]_________。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是______________________ ____________________________。
(3)c生物处于第三营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a______________________________。
a
生产者
d
分解者
光合作用
呼吸作用
分解作用
5 000 kg
碳循环中各种成分的判断
模式图1：
E为 ；F、D、B都为 ；C为 ；A为 ，
先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物质和能量或生产者
各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者
消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少
生产者
生
非
分
分解者
大气中的CO2库
消
消
消
消费者
模式图2：
A为 ；B为 ；C为 ；D为 。
生产者
分解者
大气中的CO2库
消费者
模式图3：
A为 ；C为 ；B为 ；D为 。
生产者
分解者
大气中的CO2库
消费者
模式图4：
A为 ；B、C都为 ；D为 。
生产者
分解者
消费者
1．如图为生态系统循环模式图，下列分析错误的是
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
2.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是
A．三幅图中生产者都是A
B．图甲中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图乙中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
探究 实践
探究土壤微生物的分解作用
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，数量是极其繁多的。一茶匙表层土就可能含有亿
万个细菌
它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主
要与 和 有关
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 、 的环境中需要一
数月时间
环境温度
湿度
温暖
湿润
提出问题
冬天和春天树林中落叶层的厚度有没有差别？
春耕从土壤翻出的花生果实是什么模样，还能
不能吃？
花生果实可能是收获时遗漏的，也可能是田鼠储藏的；不同厚度落叶层的内部温度和湿度可能不同
作出假设
设计实验方案
自然界存在许多不可控制的因素，它们可能影
响你的判断。有关分解者作用的探究，最好在
进行，这样可以更好地控制实验变量
实验室
参考案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验材料：
对照实验
对照组：
实验组：
自变量：
实验现象：
带有落叶的土壤
土壤不作任何处理（自然状态）
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（土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1h灭菌）
土壤中是否含微生物
在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
得出结论：
微生物对落叶有分解作用
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
麦芽糖+斐林试剂
产生砖红色沉淀
分解
加热
参考案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验原理：
1.将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液 一段时间备用
静置
2.另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量淀粉糊.在A烧杯中加入30mL土壤浸出液，B烧杯中加入30mL蒸馏水
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
3.在室温（20℃左右）环境下放置7d后，分别取A、B烧杯中的溶液20mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
A1
A2
B1
B2
4.在A1、 B1 中加入碘液；在A2、B2中加入斐林试剂，加热
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
B1
A1
A2
B2
不变蓝
变蓝
砖红色沉淀
不出现砖红色沉淀
5.观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果
得出结论：
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
碘液检测 斐林试剂检测
A1、A2取自加土壤浸出液的一组
B1、B2取自加入蒸馏水的一组
1．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是
A．该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等
C．若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度地分解
2．为了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个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中，正确的是
A．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
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．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
例 如图所示为一个简化的草原生态系统能量流动和物质循环示意图，①～⑦是对图中箭头含义的描述，所属箭头号码正确的是
①生物群落中能量的散失②生物群落中的物质回归
无机环境③无机环境的能量进入生物群落④能量在
生物体之间传递转化⑤能量沿着食物链流动
⑥碳元素从有机物变为二氧化碳
⑦碳元素进入生物群落
A．①—(2)(3) ②—(3)
B．③—(1) ④—(2)
C．④—(2)(3) ⑤—(2)(3)
D．⑥—(4)(5) ⑦—(1)
练习与应用
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
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.纤维素分解菌促进生态系统的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是
细菌 B. 真菌 C.动物 D. 绿色植物
二、拓展题
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。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
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
A
B C
D E
感谢观看
202X/01/01
第3章生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
生态系统功能
能量流动
物质循环
信息传递
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
额济纳胡杨林
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
额济纳胡杨林
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
额济纳胡杨林
呼一口气，许多CO2分子会离开你的身体，进入大气中
CO2
你能想象它们的去向吗？
进入一颗小草的叶肉细胞
CO2
CO2
随大气环流飘向异国他乡
这些CO2分子中的碳元素和氧元素是怎样来到你体内的？
进入你体内之前存在于什么物质中？
生物群落
非生物环境
C O
碳循环
生物群落
非生物环境
组成生物的各种化学元素
范围：生物圈
碳是_________ _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________ ___形成的；大气中的碳主要是_____ ___；
构成生物体
碳链为基本骨架
二氧化碳
思考 讨论
分析碳循环的过程
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，向大气排放了大量的二氧化碳
煤 石油
讨论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（其次还有碳酸盐）
在生物体内主要以含碳有机物的形式存在
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）？
生产者
消费者
分解者
环境
CO2
环境
光合作用
呼吸作用
捕食
呼吸作用
呼吸作用
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
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
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
碳循环和能量流动的模型示意图
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
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CO2含量增加，水圈中的CO2含量也随之增加
如果大气中的CO2发生局部短缺，水圈中的CO2也能及时进入大气
生产者
碳循环和能量流动的模型示意图
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
生产者
光合作用
呼吸作用
残枝败叶、遗体和排出物
消费者
消费者
摄食
呼吸作用
煤、石油等
煤、石油等
分解者
分解者
呼吸作用
燃烧
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 形式进行
CO2
大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，所以碳循环具有
。
全球性
太快太多导致温室效应
碳存在形式:
非生物环境中:
生物群落内部:
碳循环形式:
生物群落与非生物环境之间:
生物群落内部:
碳进入生物群落的途径：
碳返回非生物环境的途径:
生产者、消费者的呼吸作用
分解者的分解作用(实质是呼吸作用)
化石燃料的燃烧
主要是 CO 和碳酸盐
含碳有机物
主要是CO2
含碳有机物
光合作用
化能合成作用
与社会的联系
世界范围内，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
碳平衡指碳的排放和吸收在数量或质量上相等，大气中的CO2浓度相对稳定
碳平衡的失调——温室效应
我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在 和 二氧化碳方面发挥了重要作用
吸收
固定
我国大面积的人工林的成长显示出巨大的固碳潜力
20多年来，由于采取秸秆还田等措施，我国农田表层土壤也储存了大量的碳。如果进一步提高秸秆还田率，农田土壤储碳量还可以进一步提高
生态系统的物质循环
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等 ，都在不断进行着
从 到 ，又从 到 的循环过程
指的是地球上最大的生态系统—生物圈
物质循环具有全球性，因此又叫
—
元素
非生物环境
生物群落
生物群落
非生物环境
生态系统
生物地球化学循环
物质在生态系统中循环往复运动的特点在改进农业生产方式的启示：
种养结合的模式—稻田中养鸭养鱼
昆虫、杂草等
取食
取食
粪便
消化
消化
促进物质循环
氮磷供水 稻吸收利用
CO2
CO2
CO2为水稻的光合作用补充原料
生物富集
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？
人类活动向环境中排放了很多有害物质，包括一些重金属，如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）等，以及人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等
DDT，即双对氯苯基三氯乙烷，是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累在动物脂肪中
六六六的成分是六氯环己烷，主要用于防治蝗虫、稻螟虫、蚊、蝇
这些有害物质一进入环境便参与生态系统的 ，但是它们的循环过程却与碳、氮等元素的循环过程不同
物质循环
铅是一种毒性很强的化学元素，原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布
煤和有色金属中的铅
燃烧冶炼
直径不足0.5 μm的微小颗粒排放
大气
沉降
土壤和植被表面
（铅颗粒）
土壤
随降雨
水体
植物
叶摄入吸附的铅
根吸收
直接
吸收
水中生活的植物、浮游动物
动物
饮用
进入体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化物，分布于生物体的多种组织细胞，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内
生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种 或 的化合物，使其在机体内浓度超过 浓度的现象
煤和有色金属中的铅
燃烧冶炼
直径不足0.5 μm的微小颗粒排放
大气
沉降
土壤和植被表面
（铅颗粒）
土壤
随降雨
水体
植物
叶摄入吸附的铅
根吸收
直接
吸收
水中生活的植物、浮游动物
动物
饮用
元素
难以降解
环境
一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在 。
食物链的顶端
铅沿食物链不断积累和浓缩的过程示意图
镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，也存在这样的生物富集现象。由于这些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，因此，这种现象也是 的
全球性
能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
生产者
光合作用
呼吸作用
残枝败叶、遗体和排出物
消费者
煤、石油等
分解者
燃烧
摄食
呼吸作用
呼吸作用
光能
热能
能量的 、 、 和 ,都离不开物质的 和
等过程
物质作为能量的 ,使能量沿着 流动;能量作为
,使物质不断地在生物群落和无机环境之间 。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体
释放
固定
储存
转移
合成
分解
食物链(网)
载体
动力
循环往复
物质循环(以碳循环为例)
能量流动
项目
形式
太阳能
热能
→
化学能
→
→
无机物
有机物
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物质是能量沿食物链(网)流动的载体
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
联系
生物圈(全球性)
生态系统各营养级
范围
全球性、循环性
单向流动、逐级递减
特点
能量流动和物质循环紧密交织在一起，但它们具有不同的特点
化学元素
过程
沿食物链（网）
无机环境和生物群落循环
如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)对物质循环起关键作用的成分是[ ]________和[ ]_________。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是______________________ ____________________________。
(3)c生物处于第三营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a______________________________。
a
生产者
d
分解者
光合作用
呼吸作用
分解作用
5 000 kg
碳循环中各种成分的判断
模式图1：
E为 ；F、D、B都为 ；C为 ；A为 ，
先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物质和能量或生产者
各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者
消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少
生产者
生
非
分
分解者
大气中的CO2库
消
消
消
消费者
模式图2：
A为 ；B为 ；C为 ；D为 。
生产者
分解者
大气中的CO2库
消费者
模式图3：
A为 ；C为 ；B为 ；D为 。
生产者
分解者
大气中的CO2库
消费者
模式图4：
A为 ；B、C都为 ；D为 。
生产者
分解者
消费者
1．如图为生态系统循环模式图，下列分析错误的是
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
2.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是
A．三幅图中生产者都是A
B．图甲中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图乙中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
探究 实践
探究土壤微生物的分解作用
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，数量是极其繁多的。一茶匙表层土就可能含有亿
万个细菌
它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主
要与 和 有关
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 、 的环境中需要一
数月时间
环境温度
湿度
温暖
湿润
提出问题
冬天和春天树林中落叶层的厚度有没有差别？
春耕从土壤翻出的花生果实是什么模样，还能
不能吃？
花生果实可能是收获时遗漏的，也可能是田鼠储藏的；不同厚度落叶层的内部温度和湿度可能不同
作出假设
设计实验方案
自然界存在许多不可控制的因素，它们可能影
响你的判断。有关分解者作用的探究，最好在
进行，这样可以更好地控制实验变量
实验室
参考案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验材料：
对照实验
对照组：
实验组：
自变量：
实验现象：
带有落叶的土壤
土壤不作任何处理（自然状态）
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（土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1h灭菌）
土壤中是否含微生物
在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
得出结论：
微生物对落叶有分解作用
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
麦芽糖+斐林试剂
产生砖红色沉淀
分解
加热
参考案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验原理：
1.将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液 一段时间备用
静置
2.另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量淀粉糊.在A烧杯中加入30mL土壤浸出液，B烧杯中加入30mL蒸馏水
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
3.在室温（20℃左右）环境下放置7d后，分别取A、B烧杯中的溶液20mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
A1
A2
B1
B2
4.在A1、 B1 中加入碘液；在A2、B2中加入斐林试剂，加热
淀粉糊
加入30mL土壤浸出液
A
B
加入30mL蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
B1
A1
A2
B2
不变蓝
变蓝
砖红色沉淀
不出现砖红色沉淀
5.观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果
得出结论：
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
碘液检测 斐林试剂检测
A1、A2取自加土壤浸出液的一组
B1、B2取自加入蒸馏水的一组
1．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是
A．该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等
C．若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度地分解
2．为了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个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中，正确的是
A．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
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．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
例 如图所示为一个简化的草原生态系统能量流动和物质循环示意图，①～⑦是对图中箭头含义的描述，所属箭头号码正确的是
①生物群落中能量的散失②生物群落中的物质回归
无机环境③无机环境的能量进入生物群落④能量在
生物体之间传递转化⑤能量沿着食物链流动
⑥碳元素从有机物变为二氧化碳
⑦碳元素进入生物群落
A．①—(2)(3) ②—(3)
B．③—(1) ④—(2)
C．④—(2)(3) ⑤—(2)(3)
D．⑥—(4)(5) ⑦—(1)
练习与应用
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
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.纤维素分解菌促进生态系统的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是
细菌 B. 真菌 C.动物 D. 绿色植物
二、拓展题
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。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
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
A
B C
D E
感谢观看
202X/01/01