第五章第二节至第四节生态系统的功能

1、 第五章第五章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性 生态系统的功能生态系统的功能第二节第二节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 一、概念一、概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。的过程。二、能量流动的基本思路二、能量流动的基本思路 能量输入 种群 贮存能量 能量散失 （散失）（散失） 中中化学能化学能：直接用于各项生命活动：直接用于各项生命活动太阳能太阳能有机物中有机物中 光合作用光合作用生产者生产者呼吸作用呼吸作用生产者、消费者、分解者生产者、消费者、分解者化学能化学能热能热能ATPATP呼吸消耗呼吸消耗同化同化生长生长发育和繁殖发育

2、和繁殖三、能量流经某一营养级的过程三、能量流经某一营养级的过程析图：析图：A.A.消费者摄入能量（消费者摄入能量（a a）= =消费者同化能量消费者同化能量（b b）+ +粪便中能量（粪便中能量（c c），即动物粪便中能量不属），即动物粪便中能量不属该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。化能量。B B. .消费者同化能量（消费者同化能量（b b）= =呼吸消耗呼吸消耗( (d d)+)+生长、发生长、发育和繁殖（育和繁殖（e e）。）。C C. .生长、发育和繁殖（生长、发育和繁殖（e e）= =分解者分解利用分解者分解利用( (f f)+

3、)+下一营养级同化（下一营养级同化（i i）+ +未被利用未被利用( (j j) )，即消费者同，即消费者同化能量若为两部分之和是化能量若为两部分之和是b b= =d d+ +e e；若为四部分之和；若为四部分之和是是b b= =d d+ +f f+ +i i+ +j j。 （1 1）动物同化的能量动物同化的能量= =摄入量摄入量- -粪便有机物中的粪便有机物中的 能量，即摄入的食物只有部分被同化。能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣例如蜣 螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获 得了大象的能量。得了大象的能量。总结：能量流动过程的规律总结：能量流

4、动过程的规律（2 2）流入一个营养级的能量是指被这个营养级的）流入一个营养级的能量是指被这个营养级的 生物所同化的全部能量。能量的来源与去路：生物所同化的全部能量。能量的来源与去路： 生产者的能量主要来自太阳能生产者的能量主要来自太阳能 其余各营养级的能量来自上一营养级所同其余各营养级的能量来自上一营养级所同 化的能量化的能量来来源源 自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能 流向下一营养级流向下一营养级 残体、粪便等被分解者分解残体、粪便等被分解者分解 未被利用：未被利用：未被自身呼吸消耗，也未被后一营未被自身呼吸消耗，也未被后一营 养级和分解者利用。

5、养级和分解者利用。包括生物每年的积累量，也包包括生物每年的积累量，也包 括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量即一个营养级所同化的能量= =呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+ +被下一营被下一营养级同化的能量养级同化的能量+ +分解者利用的能量分解者利用的能量+ +未被利用的能量。未被利用的能量。去去路路提醒提醒 最高营养级能量去路只有最高营养级能量去路只有3 3个方面，少了传递给个方面，少了传递给下一营养级这一去路。下一营养级这一去路。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。流经各营养级的总

6、能量：对生产者而言强调关流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词键词“固定固定”而不能说而不能说“照射照射”，对各级消费者，对各级消费者而言强调关键词而言强调关键词“同化同化”而不能说而不能说“摄入摄入”。某营养级的某营养级的“粪便粪便”中的能量不同于中的能量不同于“尿液尿液”中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该营养级利用的能量；后者则归于该营养级，是营养级利用的能量；后者则归于该营养级，是 该营养级所同化的能量中的一部分。该营养级所同化的能量中的一部分。例例. .下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的

7、是是 （ ） A.A.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多 能获取大象所同化能量的能获取大象所同化能量的20%20% B. B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能 量就从第一营养级流入第二营养级量就从第一营养级流入第二营养级 C.C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从生产者通过光合作用合成有机物，能量就从 非生物环境流入生物群落非生物环境流入生物群落 D.D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的生态系统的能量是伴随物质而循环利用的解析解析 蜣螂以大象粪便为食，那么，大象同化的蜣螂以大象粪便为食，那么，大象同化

8、的能量没有被蜣螂获得，因为粪便为食物残渣，是能量没有被蜣螂获得，因为粪便为食物残渣，是未被吸收同化的成分；狼捕食兔子则是能量从第未被吸收同化的成分；狼捕食兔子则是能量从第二营养级流入到了第三营养级；光合作用合成有二营养级流入到了第三营养级；光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能而进入了生物群落；生态系统的能量流动伴随着而进入了生物群落；生态系统的能量流动伴随着物质循环，但不能循环利用。物质循环，但不能循环利用。答案答案 C1.1.能量流动的过程能量流动的过程 （1 1）图示）图示四、生态系统中的能量流动的过程四、生态系统中的能量流动的

9、过程（2 2）析图：）析图：能量流动的源头能量流动的源头太阳能。太阳能。 能量转化：太阳能能量转化：太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能 （最终散失）。（最终散失）。 流动形式：有机物中的化学能。流动形式：有机物中的化学能。 散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的 呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 能量散失的形式：以热能形式散失。能量散失的形式：以热能形式散失。 箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐 级递减。级递减。 随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来随营养级的升高

10、，储存在生物体内的能量越来 越少。越少。1717班班例、例、下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是的是 （ ） A.A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量 属于消费者同化作用所获得的能量的一部分属于消费者同化作用所获得的能量的一部分 B.B.能量伴随着物质而循环流动能量伴随着物质而循环流动 C.C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能生产者可通过光合作用合成有机物，并把能 量从无机环境流入生物群落量从无机环境流入生物群落 D.D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了 被

11、捕食者的全部能量被捕食者的全部能量 解析解析 同化量同化量= =摄入量摄入量- -粪便量，粪便量不属于粪便量，粪便量不属于 同化量，故同化量，故A A、D D错。能量流动是单向的，不能错。能量流动是单向的，不能 循环流动，故循环流动，故B B错。错。1919班班1818班班C美国生态学家林德曼美国生态学家林德曼19421942年对赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析年对赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析五、能量流动的特点五、能量流动的特点（1 1）能量传递效率）能量传递效率 一般说来，能量传递的平均效率大约为一般说来，能量传递的平均效率大约为10%10%20%20%。能量传递效率能量传递效率=

12、=下一营养级的同化量下一营养级的同化量上一营养级的同化量上一营养级的同化量100%100%1、单向流动、单向流动2、逐级递减：、逐级递减：10%20%（同化量）（同化量）（2 2）能量传递效率的相关）能量传递效率的相关“最值最值”计算计算（最多、最最多、最少）少） 能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量 大约有大约有10%10% 20%20%传到下一营养级，营养级越高，传到下一营养级，营养级越高， 能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。 为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关为了充分利用能量，应尽量缩短食物链

13、。有关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下：计算方法总结如下： 选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得最多能量获得最多能量获得最少能量获得最少能量 选最长食物链选最长食物链知高营养级知高营养级 按按10%10%计算计算求低营养级求低营养级 选最短食物链选最短食物链 按按20%20%计算计算需最少能量需最少能量需最多能量需最多能量 同一食物链不同环节能量传递效率往往不同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及完全相同，不涉及“最多最多”、“最少最少”，计算时，计算时不能

14、按不能按10%10%或或20%20%，而需按具体数值计算。如在食，而需按具体数值计算。如在食物链物链A AB BC CD D中，能量传递效率分别为中，能量传递效率分别为a a% %、b b% %、c c%,%,若若A A的能量为的能量为M M, ,则则D D的能量为的能量为M Ma a% %b b% %c c% %。提醒提醒例例. .图中食物网中的猫头鹰体重每增加图中食物网中的猫头鹰体重每增加20 20 g g，至少，至少 需要消耗植物需要消耗植物 （ ） A.200A.200g g B.250B.250g g C.500C.500g g D.1 000D.1 000g g 解析解析 该题有该

15、题有2 2条食物链，但因计算的是猫头鹰条食物链，但因计算的是猫头鹰 和植物的关系，则可当作和植物的关系，则可当作“1 1条条”链来看；链来看；“至至 少少”提示应按提示应按20%20%的传递效率计算，所以有：的传递效率计算，所以有： 2020g g20%20%20%=500 20%=500 g g。植物植物兔兔猫头鹰猫头鹰鼠鼠C（3） 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔 不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数 量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统 的直观体现。的直观体现。

16、某个湖的能量金字塔能量金字塔能量金字塔-根据单位时间内流经各根据单位时间内流经各个营养级的能量数值绘制而成。个营养级的能量数值绘制而成。（1 1）能量单向流动的原因：）能量单向流动的原因：只能从被捕食者流向捕食只能从被捕食者流向捕食者，不能逆流；者，不能逆流；散失的热散失的热能不能重新利用，不能循环，能不能重新利用，不能循环，只能单向。只能单向。 （2 2）能量逐渐递减的原因：）能量逐渐递减的原因：自身呼吸消耗；自身呼吸消耗； 分解者分解；分解者分解；未被利用。未被利用。在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：的个体数比例关系如下图所示：鸟树昆虫

17、昆虫树鸟数量金字塔能量金字塔对一片海域中生态系统作了统计：对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）生产者（大叶藻）4 8004 800万吨万吨次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）1717万吨万吨三级消费者（吃大鱼的鱼）三级消费者（吃大鱼的鱼）3 3万吨。万吨。初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）12001200万吨万吨生物量金字塔生物量金字塔类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔含义含义各营养级固各营养级固定的总能量定的总能量每一营养级生每一营养级生物个体的数量物个体的数量每一营养级现存每一营养级现存

18、生物的总质量生物的总质量形状形状特点特点呈正金字呈正金字塔形塔形一般呈正金一般呈正金字塔形字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析分析(反映能量反映能量流动情况流动情况)能量流动能量流动的过程中的过程中总是有能总是有能量的耗散量的耗散 一株大树上一株大树上,鸟、虫、树鸟、虫、树的数量金字的数量金字塔的塔形会塔的塔形会发生倒置发生倒置 浮游植物的个体小浮游植物的个体小,寿命短，又不断被寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所浮游动物吃掉，所以以某一点时间某一点时间浮游浮游植物的生物量（用植物的生物量（用质量来表示）可能质量来表示）可能低于浮游动物的生低于浮游动物的生物量物量特别提醒特别提醒1.1.在一

19、条食物链中，由低营养级到高营养级推算在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算, , 前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是 “能量流动量能量流动量”，而而“数量数量”和和“生物量生物量”均均 可能出现反例。可能出现反例。2.2.在人工生态系统中因在人工生态系统中因能量可人为补充能量可人为补充，可能会，可能会 使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生 产者的能量未必比消费者（鱼）多。天然生态产者的能量未必比消费者（鱼）多。天然生态 系统则必须当系统则必须当能量流动状况表现为金字塔形状能量流动状况表现为金字塔形状 时

20、，方可维持生态系统的正常运转时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持，从而维持 生态系统的稳定性。生态系统的稳定性。3.3.以金字塔图形式呈现以金字塔图形式呈现 如下图所示，如果成千上万只昆虫生活在一棵如下图所示，如果成千上万只昆虫生活在一棵 大树上，鸟又以该树上的昆虫为食（食物链：大树上，鸟又以该树上的昆虫为食（食物链： 树树昆虫昆虫鸟）。那么鸟）。那么树、昆虫和鸟的能量金树、昆虫和鸟的能量金 字塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次字塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次 表示为表示为A A、A A、C C。例例. .（20092009广东理基，广东理基，5151）如图为某一生态系统如图为

21、某一生态系统 的能量金字塔，其中的能量金字塔，其中、分别代表分别代表 不同的营养级，不同的营养级，E E1 1、E E2 2代表能量的形式。下列代表能量的形式。下列 叙述正确的是叙述正确的是 （ ） A.A.是初级消费者是初级消费者 B.B.为分解者为分解者 C.C.E E1 1为太阳能，为太阳能，E E2 2为热能为热能 D.D.能量可在食物链中循环利用能量可在食物链中循环利用 解析解析 依题意依题意是生产者，是生产者，是初级消费者，是初级消费者， 是次级消费者，是次级消费者，三级消费者，三级消费者，E E1 1为生产者为生产者 利用的能量，应是太阳能，利用的能量，应是太阳能，E E2 2为

22、各营养级的生为各营养级的生 物释放出的能量，应为热能，故物释放出的能量，应为热能，故 C C正确。正确。 答案答案 C六、根据提供的数据构建食物（网）六、根据提供的数据构建食物（网） （1）曲线图呈现构建食物链）曲线图呈现构建食物链 如图如图1 1为一定时间内某生态系统中几个种群的为一定时间内某生态系统中几个种群的数量变化曲线，如果它们构成一条食物链，在一数量变化曲线，如果它们构成一条食物链，在一般的生态系统中，种群的相对数量与种群的能量般的生态系统中，种群的相对数量与种群的能量呈正相关。从图示三条曲线与纵坐标的交点可以呈正相关。从图示三条曲线与纵坐标的交点可以看出看出, ,此生态系统中乙的相

23、对数量最多此生态系统中乙的相对数量最多, ,能量也最能量也最多，应处于第一营养级多，应处于第一营养级, ,丙其次丙其次, ,甲最少甲最少, ,分别处于分别处于第二、第三营养级第二、第三营养级, ,则食物链是乙则食物链是乙丙丙甲。甲。 （2 2）柱形图呈现构建食物链（网）柱形图呈现构建食物链（网） 如图如图2 2在一个生态系统中有四种生物构成一在一个生态系统中有四种生物构成一 条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、 乙、丙、丁）所含有机物的总量。能量储存在有乙、丙、丁）所含有机物的总量。能量储存在有 机物中，各营养级的有机物总量可以看作各营养机物

24、中，各营养级的有机物总量可以看作各营养 级含有的能量。在生态系统中，营养级越低，所级含有的能量。在生态系统中，营养级越低，所 占有的能量越多，反之，则越少。据此可以推出占有的能量越多，反之，则越少。据此可以推出 此生态系统的食物链是丙此生态系统的食物链是丙甲甲乙乙丁。丁。 （3 3）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食物链（网）物链（网） 下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中调查结果，表中A A、B B、C C、D D分别表示不同的营养分别表示不同的营养级，级，PgPg表示生物同化作用固定能量的总量

25、。表示生物同化作用固定能量的总量。 所以根据能量多少和传递效率所以根据能量多少和传递效率10%10% 20%20%可以确可以确定食物链为定食物链为B BD DA AC C。营养级营养级A AB BC CD DPgPg15.915.9870.7870.70.90.9141.0141.0 （4 4）表格数据形式间接呈现（重金属、）表格数据形式间接呈现（重金属、DDT DDT 等浓度）构建食物链（网）等浓度）构建食物链（网） 如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表：如下表：生物体生物体A AB BC CD DE E有机汞浓度有机汞浓度( (ppmppm)

26、) 0.050.057 70.510.5168680.390.39 注意注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在生物富集现象，即度，并非能量值。有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。表中大小。表中A A有机汞浓度最低，属第一营养级，有机汞浓度最低，属第一营养级，含能量也最多，含能量也最多，C C

27、和和E E的有机汞浓度差不多的有机汞浓度差不多(5-10(5-10倍倍) )，表明两者属同一营养级，表明两者属同一营养级，D D有机汞有机汞浓度最高，属最高营养级浓度最高，属最高营养级, ,含能量也最少含能量也最少, ,那么那么, ,最可能最可能的食物链如右图。的食物链如右图。 （5 5）根据提供的捕食方面的信息构建食物链）根据提供的捕食方面的信息构建食物链（网）（网） 古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊等麻雀、花喜鹊等6 6种动物，它们之间的关系是：草种动物，它们之间的关系是：草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫蛉、七星瓢虫捕食红

28、蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。蚜虫、草蛉为食。 根据上述材料根据上述材料, ,画出该生态系统的食物网简图，画出该生态系统的食物网简图，以表示各生物之间的关系，图示如下：以表示各生物之间的关系，图示如下：1919班班1818班班1717班班例例 下面表格表示某生态系统的食物网情况（相应动下面表格表示某生态系统的食物网情况（相应动 物右边格中的物右边格中的“”表示此动物胃中含有上面的表示此动物胃中含有上面的 生物）。生物）。植物植物食植食植昆虫昆虫食虫食虫昆虫昆虫蛙蛙食虫鸟食虫鸟鼠鼠 蛇蛇 鹰鹰食植昆

29、虫食植昆虫 食虫昆虫食虫昆虫 蛙蛙 食虫鸟食虫鸟 鼠鼠 蛇蛇 鹰鹰 请据表分析回答该生态系统共有请据表分析回答该生态系统共有 条食物链。条食物链。8七、研究能量流动的意义七、研究能量流动的意义 1、实现对能量多级利用，大大提高能量利用率； 2、调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效流向对人类有益部分； 3、减少环境污染，提高生态系统稳定性 （1）延长食物链； （2）除杂草、杀虫； （3）建沼气池。例例. .下图表示某草原生态系统中能量流动图解，下图表示某草原生态系统中能量流动图解， 表示相关过程能量流动量。下列有关叙述表示相关过程能量流动量。下列有关叙述 正确的是正确的是 （ ） A.A.是

30、流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量 B.B.分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可 供绿色植物再利用供绿色植物再利用 C.C.图中图中/ /的比值代表的比值代表“草草兔兔”的能量传递的能量传递 效率效率 D.D.和和分别属于草和兔同化量的一部分分别属于草和兔同化量的一部分解析解析 流入该生态系统的总能量应该是生产者流入该生态系统的总能量应该是生产者（草）所固定的太阳能的总量，而（草）所固定的太阳能的总量，而仅是其中的仅是其中的一部分，所以一部分，所以A A错。分解者分解遗体，最终是以热错。分解者分解遗体，最终是以热能的形式释放，而热能是不能被绿

31、色植物固定利能的形式释放，而热能是不能被绿色植物固定利用，所以用，所以B B错。图中错。图中分别是流向兔和狐的能分别是流向兔和狐的能量，二者之比不能代表量，二者之比不能代表“草草兔兔”的能量传递效的能量传递效率，所以率，所以C C错。错。是兔排出的粪便中所含的能量，是兔排出的粪便中所含的能量，兔是初级消费者，初级消费者的粪便所含的能量兔是初级消费者，初级消费者的粪便所含的能量不属于初级消费者所同化的，应该属于生产者不属于初级消费者所同化的，应该属于生产者（草）的；（草）的；是由兔流向分解者的能量，应属于是由兔流向分解者的能量，应属于兔同化量的一部分，所以兔同化量的一部分，所以D D正确。正确。

32、答案答案 D 第三节第三节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环一、物质循环的概念一、物质循环的概念 在生态系统中，组成生物体的在生态系统中，组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程。其中的生态系统是指再回到无机环境的循环过程。其中的生态系统是指生物圈，所以又称生物地球化学循环。生物圈，所以又称生物地球化学循环。 二、碳循环二、碳循环碳是地球上碳是地球上 最丰富的元素之一，它分布最丰富的元素之一，它分布 ；同时碳又是构成生命体的同时碳又是构成生命体的 元素；元素；碳

33、是有机化合物的碳是有机化合物的“ ”，没有碳就没有生命。，没有碳就没有生命。储量储量广泛广泛基本基本骨架骨架1. 1. 碳在无机环境中的碳在无机环境中的 存在形式存在形式COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐含碳有机物含碳有机物3. 3. 碳在生物体之间传递途径碳在生物体之间传递途径沿食物链以含碳有机沿食物链以含碳有机物的形式传递物的形式传递2. 2. 碳在生物体内的碳在生物体内的 存在形式存在形式（一）碳循环过程（一）碳循环过程6. 6. 碳在无机环境和生物群落碳在无机环境和生物群落 之间的循环形式之间的循环形式光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用无机环境无机环境 生物群落生物群落呼吸作用、

34、微生物分解作用呼吸作用、微生物分解作用5. 5. 碳进入大气的途径碳进入大气的途径绿色植物的光合作用绿色植物的光合作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧化能合成作用化能合成作用4.4.碳进入生物体的途径碳进入生物体的途径COCO2 2生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐有机物有机物光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用燃烧作用燃烧作用分解作用分解作用摄食作用摄食作用无机环境无机环境化石燃料化石燃料生产者生产者分解者分解者消费者消费者形成石油、形成石油、天然气等天然气等形成石油、形成石油、天然气等天然气等（

35、二）碳循环的文字图解（二）碳循环的文字图解（1）碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解（呼吸）作用、化石燃料的燃烧产生CO2。（三）碳循环过程总结（三）碳循环过程总结（2）碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在；碳在生物群落中以含碳有机物的形式沿着食物链和食物网流动；碳在生物群落和无机环境之间以CO2 形式循环。（四）温室效应（四）温室效应1 1、成因：、成因：大气中大气中CO2 含量增加含量增加 工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大 量使用，向大气中释放大量的量使用，

36、向大气中释放大量的COCO2 2。 森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低 了对大气中了对大气中COCO2 2的调节能力。的调节能力。2 2、危害、危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生 态系统和人类的生存构成威胁。态系统和人类的生存构成威胁。3 3、缓解措施、缓解措施 植树造林，增加绿地面积。植树造林，增加绿地面积。 开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。（五）（五）碳循环碳循环过程图解及解读过程图解及解读 （1 1）图示）图示（2 2）析图）析图 大气中的碳元素进入生物群落，

37、是通过植物的大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的 光合作用（主要途径）或硝化细菌等的化能合成光合作用（主要途径）或硝化细菌等的化能合成 作用完成的。作用完成的。 碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要 形式是形式是COCO2 2；碳元素在生物群落中的传递；碳元素在生物群落中的传递主要主要沿沿 食物链和食物网进行，传递形式为有机物。食物链和食物网进行，传递形式为有机物。 分解者的分解作用分解者的分解作用 动植物的细胞呼吸动植物的细胞呼吸 化学燃料的燃烧化学燃料的燃烧 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只 有

38、生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他 成分都是单向的。（判断成分的依据）成分都是单向的。（判断成分的依据）大气中大气中COCO2 2的主要来源的主要来源例、例、 右图为生态系统中碳循环的模右图为生态系统中碳循环的模 式图，式图，1 1、2 2、3 3、4 4分别代表生分别代表生 态系统的不同成分。下列相关态系统的不同成分。下列相关 叙述正确的是叙述正确的是 （ ） A.1A.1代表生产者，代表生产者，5 5可以代表化能合成作用可以代表化能合成作用 B.B.碳元素在碳元素在1 1、2 2、3 3、4 4间以含碳有机物的形式间以含碳有机物的形式 传递传

39、递 C.C.在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1 1 D.1 D.1、2 2、3 3中含有的有机物可以作为动力来促进中含有的有机物可以作为动力来促进 碳元素在群落和环境之间循环碳元素在群落和环境之间循环解析解析 考查生态系统中碳循环的相关知识。考查生态系统中碳循环的相关知识。1 1代表代表生产者；生产者；2 2代表消费者；代表消费者；3 3是分解者；是分解者；4 4是环境中的是环境中的二氧化碳。碳元素在二氧化碳。碳元素在1 1、2 2、3 3间以含碳有机物的形间以含碳有机物的形式传递。式传递。1 1（生产者）是其他营养级的能量来源，（生产者）是其他营养

40、级的能量来源，因此含碳元素最多。碳元素通过光合作用或化能因此含碳元素最多。碳元素通过光合作用或化能合成作用进入生物界。合成作用进入生物界。答案答案 C三、氮循环三、氮循环必须经过哪些过程才能反复循环？必须经过哪些过程才能反复循环？生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用1717班班1919班班四、物质循环和能量流动的关系四、物质循环和能量流动的关系 物质循环流动，能量单向流动不循环，所物质循环流动，能量单向流动不循环，所 以不能说能量伴随着物质循环而循环。以不能说能量伴随着物质循环而循环。18班班能量流动能量流动物质循环物质循环形式形式以以 的的形式流动形式流动因不

41、同元素而异，如碳以因不同元素而异，如碳以 或有机物的形式循环或有机物的形式循环特点特点 物质被物质被 ，即具有循，即具有循环性和环性和范围范围 生态系统的生态系统的各个营养级各个营养级内内联系联系二者都是生态系统的功能，二者都是生态系统的功能， 进行进行, ,相相互依存互依存, ,不可不可 , ,物质是能量的物质是能量的 , ,能能量则是物质循环的量则是物质循环的提醒提醒有机物有机物COCO2 2单向流动，单向流动，逐级递减逐级递减反复利用反复利用全球性全球性生物圈生物圈同时同时分割分割载体载体动力动力物质循环和能量流动的关系解读物质循环和能量流动的关系解读1.1.图示图示2.2.析图析图 （

42、1 1）生物群落中物质和能量最终来自无机环境。）生物群落中物质和能量最终来自无机环境。 （2 2）连接生物群落和无机环境的两大成分）连接生物群落和无机环境的两大成分 生产者和分解者；图示中未标出生产者还可以生产者和分解者；图示中未标出生产者还可以 利用化学能进行化能合成作用。利用化学能进行化能合成作用。 （3 3）二者均开始于生产者，通过光合作用合成）二者均开始于生产者，通过光合作用合成 有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道 食物链（网）一起进行。食物链（网）一起进行。（4 4）能量的固定、储存、转移和释放，离不开物）能量的固定、储存、转移和释放，离不开物

43、质的合成与分解等过程。质的合成与分解等过程。（5 5）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动。（网）流动。（6 6）能量作为动力，使物质在生物群落和无机环）能量作为动力，使物质在生物群落和无机环 境之间不断地循环往返。境之间不断地循环往返。（7 7）上述关系，总体上体现了二者相互依存、不）上述关系，总体上体现了二者相互依存、不 可分割，并且同时进行。可分割，并且同时进行。五、土壤微生物的分解作用五、土壤微生物的分解作用”的探究活动的探究活动实验实验假设假设案例案例1 1案例案例2 2微生物能分解落微生物能分解落叶使之腐烂叶使之腐烂微生物分解淀粉微生

44、物分解淀粉实实验验设设计计 实验实验组组对土壤高温处理对土壤高温处理A A杯中加入杯中加入3030mLmL土壤浸出液土壤浸出液 对照对照组组对土壤不做任何对土壤不做任何处理处理B B杯中加入杯中加入3030mLmL蒸馏水蒸馏水 自变自变量量土壤中是否含微土壤中是否含微生物生物土壤中是否含有土壤中是否含有分解淀粉的微生分解淀粉的微生物物 （注：在（注：在A A1 1、B B1 1中加入碘液，在中加入碘液，在A A2 2、B B2 2中加入斐中加入斐 林试剂）林试剂） 实验实验现象现象在相同时在相同时间内实验间内实验组落叶腐组落叶腐烂程度小烂程度小于对照组于对照组 A AA A1 1不变蓝不变蓝A

45、 A2 2产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀B BB B1 1变蓝变蓝B B2 2不变色不变色结论结论分析分析微生物对落叶微生物对落叶有分解作用有分解作用 土壤浸出液中的微生土壤浸出液中的微生物能分解淀粉物能分解淀粉例例. .右图表示右图表示a a、b b、c c三地区森林土三地区森林土 壤有机物分解状况，则分解者壤有机物分解状况，则分解者 的作用强弱是的作用强弱是 （ ） A.A.a ab bc c B. B.c cb ba a C. C.c c= =b ba a D. D.a ac c= =b b 解析解析 由题意可知，土壤中有机物量指的是未由题意可知，土壤中有机物量指的是未 被分解者分解的有机

46、物的数量，由图可知，被分解者分解的有机物的数量，由图可知，a a的的 数量少，分解的落叶量最多；数量少，分解的落叶量最多；b b次之；次之；c c数量最数量最 多，分解的落叶量最少。由此可推知，分解落多，分解的落叶量最少。由此可推知，分解落 叶的能力叶的能力a ab bc c。A例、例、（20092009山东理综山东理综,4,4）利用泥浆生物反应器利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，件下剧烈搅拌，使污染物

47、快速分解。由此推知，该反应器该反应器 （ ） A.A.能够实现物质循环能够实现物质循环 B.B.主要处理有机污染主要处理有机污染 C.C.可看作一个小型生态系统可看作一个小型生态系统 D.D.存在能量输入、传递、转化和散失存在能量输入、传递、转化和散失解析解析 本题通过泥浆生物反应器的介绍考查了对本题通过泥浆生物反应器的介绍考查了对于生态系统结构和功能的理解。解答本题的关键于生态系统结构和功能的理解。解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解，所以肯定是菌种进烈搅拌而使污染物快速分解，所以肯定是菌种进行有氧呼吸而分

48、解有机物行有氧呼吸而分解有机物, ,故故B B正确。本题中的反正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种应器中有土壤、营养物质和菌种, ,无生产者无生产者, ,不满不满足生态系统（生物群落及其无机环境）的概念范足生态系统（生物群落及其无机环境）的概念范畴畴, ,更谈不上生态系统功能中的物质循环和能量流更谈不上生态系统功能中的物质循环和能量流动动, ,A A、C C、D D均错误。均错误。答案答案 B 拓展提升拓展提升 处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用 特别关注微生物代谢类型与环境关系。特别关注微生物代谢类型与环境关系。（1 1）自养型微生物

49、处理无机物污染，如富营养化）自养型微生物处理无机物污染，如富营养化 问题的解决、重金属污染等。问题的解决、重金属污染等。（2 2）异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、）异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、 农药等。农药等。（3 3）异养需氧型微生物处理时保证充足的空气）异养需氧型微生物处理时保证充足的空气 采用搅拌、通气等措施。采用搅拌、通气等措施。（4 4）异养厌氧型微生物处理时保证厌氧环境）异养厌氧型微生物处理时保证厌氧环境 密封、池底沉积物等措施。密封、池底沉积物等措施。第四节第四节 生态系统的信息传递生态系统的信息传递 一、物理信息一、物理信息1、光信息 ：（1）雌雄萤火虫相互

50、识别（雄虫发光，初级信源）；（2）老鹰发现兔子（兔子反射太阳光，次级信源）（3）延长日照增加鸡的产蛋率（4）昆虫的趋光性（5）黑光灯诱杀昆虫有些植物，像茄、烟草、有些植物，像茄、烟草、莴苣莴苣的种子必的种子必须接受某些波长的光信息，才能萌发生须接受某些波长的光信息，才能萌发生长。长。500600700800波长波长/nm/nm0255075100萌发率萌发率/%/%2、声信息、声信息（1）鸟声婉转多变发出警报（2）含羞草在强声下合拢春眠不觉晓，处处闻啼鸟春眠不觉晓，处处闻啼鸟蝙蝠回声定位蝙蝠回声定位3、电信息、电信息（1）鱼的回游是本身电场与地球磁场相互作用定位完成电信息电信息特别是鱼类，大约

51、有特别是鱼类，大约有300300多种能产生多种能产生0.2-20.2-2伏伏微弱电压，电鳗产生的电压能高达微弱电压，电鳗产生的电压能高达600600伏。伏。原产地：原产地：亚玛逊河流域亚玛逊河流域体长可以超过体长可以超过2米、具有惊米、具有惊人的放电能力人的放电能力4、磁力信息、磁力信息（1）候鸟的长途迁徙，自身电场与地球磁场相互作用定位完成（2）植物在磁场异常区，萌发率减少磁信息磁信息鱼类遨游迁徙于大海，候鸟成群结队长途飞行鱼类遨游迁徙于大海，候鸟成群结队长途飞行都靠动物自己都靠动物自己的电磁场与地球磁场互相作用确定方向、方位。的电磁场与地球磁场互相作用确定方向、方位。5、温度、温度.湿度信

52、息湿度信息 （1）对动植物生长发育和行为有较大的影响17班18班19班雨燕是飞翔速度最快的鸟雨燕是飞翔速度最快的鸟类，常在空中捕食昆虫，类，常在空中捕食昆虫，翼长而腿，脚弱小。雨燕翼长而腿，脚弱小。雨燕分布广泛，常在高纬度地分布广泛，常在高纬度地区繁殖而到热带地区越冬区繁殖而到热带地区越冬二、化学信息二、化学信息信息素（植物生物碱、有机酸、动物体表腺体分泌具挥发性的化学物质如性外激素）（1）昆虫通过特殊腺体分泌信息素性外激素；（2）猎豹和猫科动物高度特化的尿标志；（3）鼬遇危险时，肛门排臭味气体；（4）蚜虫被捕，放警报信息素；（5）植物自毒，早起产生毒素，使幼子植物死亡；（6）雄鼠气味使雌鼠成

53、熟。臭鼬臭鼬当烟草植物受到蛾幼当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，和释放一种信息素，该化学物质在白天可该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天以吸引蛾幼虫的天敌敌捕食者，夜间捕食者，夜间又能够驱赶雌蛾，使又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片它们不能停留在叶片上产卵。上产卵。三、行为信息三、行为信息（物理、化学信息的综合体现）（1）蜜蜂的舞蹈行为，跳“8”字舞，跳“0”舞；（2）雄性孔雀开屏；（3）雄鸟遇到危险起飞，煽动双翼；（4）猫狗对主人弯腰的动作产生反应。孔雀开屏孔雀开屏四、营养信息：四、营养信息：通过食物链起作用（1）动物因食物因素的迁徙蜜蜂的圆圈舞和八字舞

54、蜜蜂的圆圈舞和八字舞五、信息传递在生态系统中的作用五、信息传递在生态系统中的作用 （1 1）个体：）个体： ，离不开信息的，离不开信息的 传递。（实例见教材传递。（实例见教材P P106106资料分析资料分析1 1和和2 2） （2 2）种群：）种群： ，离不开信息的传递。，离不开信息的传递。 （实例见教材（实例见教材P P107107资料分析资料分析3 3） （3 3）群落和生态系统）群落和生态系统: :能能 关系关系, ,以以 维持维持 。（实例见教材。（实例见教材P P107107资料分析资料分析 4 4和和P P107107中草、兔子、狼之间信息传递关系）中草、兔子、狼之间信息传递关系

55、）生命活动的正常进行生命活动的正常进行生物种群的繁衍生物种群的繁衍调节生物的种间调节生物的种间生态系统的稳定生态系统的稳定六六. .信息传递的应用信息传递的应用 （1 1）提高）提高 的产量。的产量。 （2 2）对）对 进行控制。进行控制。 教材教材P P107107信息传递在农业生产中应用信息传递在农业生产中应用 提到提到, ,提高农作物产量和控制害虫的信息传递的提高农作物产量和控制害虫的信息传递的 具体措施在开放性题目中经常用到。具体措施在开放性题目中经常用到。农产品或畜产品农产品或畜产品有害动物有害动物挖掘教材挖掘教材七七. .信息传递的模型及解读信息传递的模型及解读 （1 1）模型）模型（2 2）析图）析图 该模型为信息传递模式图。该模型为信息传递模式图。 范围范围 个体个体 个体个体 种群种群 种群种群 生物群落生物群落 环境环境 形式：分为物理信息、化学信息、行为信息。形式：分为物理信息、化学信息、行为信息。生态系统生态系统信息传递信息传递信息传递信息传递信息传递信息传递来源：可来自于环境，也可来自于生物。来源：可来自于环境，也可来自于生物。方向：方向：信息传递是双向的（信息传递的特点）信息传递是双向的（信息传递的特点）。作用