分解作用

发生的部位

分解作用发生在任何有死亡生物、落叶、粪便或其他有机废物的地方，主要由充当分解者的细菌与真菌进行。

主要场所包括森林的土壤表面与落叶层、池塘与河流底部的淤泥、堆肥堆，以及死亡动物的肠道与皮肤。真菌在富含纤维素与木质素的坚韧植物材料上占主导，它们把丝状菌丝伸入材料之中；细菌则在柔软、富含蛋白质的残骸上占主导。

蚯蚓、马陆、鼠妇等碎屑食性动物严格来说不是分解者，因为它们摄入固体食物，但它们把落叶撕碎，大大增加了细菌与真菌可利用的表面积。

输入与输出

• 输入：死亡的动植物、落叶、粪便与尿液，都富含纤维素、蛋白质与脂质等复杂有机化合物。
• 输入：细菌与真菌分泌的消化酶，包括纤维素酶、蛋白酶与脂肪酶。
• 输入：氧气，供有氧分解者呼吸所吸收的物质。
• 输入：水，酶发挥作用与可溶产物被吸收都需要水。
• 输出：分解者呼吸产生的二氧化碳与水，以及热量，这正是堆肥堆摸起来温热的原因。
• 输出：氨与其他含氮化合物、磷酸盐与钾等矿质离子，以及改善土壤结构的腐殖质。

步骤

1. 生物死亡或排出废物，有机物开始被土壤、水与空气中原已存在的细菌及真菌孢子占据。
2. 蚯蚓、马陆等碎屑食性动物把材料撕碎并部分消化，增大分解者可作用的表面积。
3. 细菌与真菌把消化酶分泌到材料上：纤维素酶作用于植物细胞壁，蛋白酶作用于蛋白质，脂肪酶作用于脂肪。
4. 这些酶在分解者体外把复杂的有机化合物水解为葡萄糖、氨基酸、脂肪酸与甘油等简单可溶物质。
5. 分解者经细胞壁与细胞膜吸收这些可溶产物，这种摄食方式称为腐生营养。
6. 吸收的物质用于有氧呼吸，把二氧化碳、水与热量释放到环境中。
7. 氨基酸中的氮以氨的形式释放，土壤中的硝化细菌把氨转化为硝酸盐；磷酸盐与其他矿质离子归还土壤水。
8. 生产者通过光合作用吸收释放出的二氧化碳，通过根吸收矿质离子，完成养分循环。

影响速率的因素

分解的速率并非恒定，3 个环境因素会加快或减慢它。

为何重要及如何调控

分解作用防止养分因有机物质不断累积而永久流失。通过分解死亡生物与废物，分解者使氮、碳等重要养分能持续在生态系统中循环，让生产者能重新利用它们。

分解的速率由控制任何酶促过程的相同因素控制，因为分解作用由酶完成。温暖、潮湿、通气良好且 pH 接近中性的条件让分解者生长与呼吸最快，这正是落叶在热带雨林几周内消失，而在寒冷或积水的地面能存留数年的原因。

缺氧时只有厌氧细菌能起作用，分解缓慢且不完全，材料可能被保存为泥炭，最终成为化石燃料。

人类有意识地管理分解作用。堆肥把有机废物堆积起来，让热量、水分与空气加快腐烂并产生肥料。

冷藏、干燥、腌制与酸渍通过去除分解者所需的某一条件来保存食物：低温减慢酶的活性，干燥去除水分，盐或酸则营造出大多数分解者无法存活的环境。

如何考查

分解作用主要通过养分循环与实验型题目考查。在循环图中，从死亡生物指向土壤硝酸盐或大气二氧化碳的箭头经过分解者，题目要求说出生物与过程的名称。

实验题描述面包、树叶或水果在不同温度、湿度或氧气供应下的保存情况，要求预测哪个样本腐烂最快并用酶活性与呼吸作用的概念解释原因。论述题把分解作用与温室效应、食物保存或微生物在生态系统中的作用联系起来，得分取决于是否指出分解者释放养分供生产者重新利用。

常见误解

考试风格例题

题目。一名学生把等质量的新鲜面包放入 4 个密封的透明容器。

容器 A 在室温下保持湿润，容器 B 在冰箱中保持湿润，容器 C 在室温下保持干燥，容器 D 把面包浸泡浓盐溶液后在室温下保持湿润。10 天后，可见的真菌生长在 A 中最多，在 C 与 D 中最少。

(a) 说出面包上真菌所表现的营养方式。(b) 解释为何 A 中的真菌生长多于 B。

(c) 解释为何 C 中几乎没有生长。(d) 提出 D 中面包不腐烂的原因，并把它与一种食物保存方法联系起来。

参考答案。(a) 腐生营养：真菌把酶分泌到面包上，进行体外消化并吸收可溶产物。

(b) 容器 A 处于较高温度，真菌的酶作用更快，真菌呼吸与生长更快。冰箱中的低温减慢了酶的活性，分解因此较慢。

(c) C 中的面包干燥。真菌需要水才能让酶发挥作用并吸收溶解的产物，孢子萌发也需要水分，因此生长极少。

(d) 浓盐溶液通过渗透把水从真菌细胞中抽出，真菌无法生长；这正是用盐渍鱼肉来保存食物的原理。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题