生态系统的功能能量流动和物质循环

生态系统的功能能量流动和物质循环第1页，共23页，2023年，2月20日，星期六1．能量流动的过程

(1)概念：生态系统中能量的_____、_____、______和_______的过程。考点1生态系统的能量流动(5年17考)输入转化传递散失第2页，共23页，2023年，2月20日，星期六

(2)、图解

传递过程，见下图。

⑴能量流动的源头——太阳能。

⑵能量转化：太阳能→有机物中的＿＿＿→热能(最终散失)。

⑶流动形式：有机物中的＿＿＿。

⑷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。

⑸能量散失的形式：＿＿。

⑹箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量＿＿＿＿。

⑺随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。化学能化学能热能逐级递减第3页，共23页，2023年，2月20日，星期六⑴消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。即输入量=同化量=摄入量—粪便量2、能量流经第二营养级示意图分析第4页，共23页，2023年，2月20日，星期六⑵消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁殖(e)

⑶生长、发育和繁殖(e)＝分解者分解利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是b＝d＋e；若为四部分之和是b＝d＋f＋i＋j。第5页，共23页，2023年，2月20日，星期六3、每一营养级能量来源与去路的总结第6页，共23页，2023年，2月20日，星期六

4、能量流动特点及原因

⑴单向流动——捕食关系是长期自然选择的结果，不能“逆转”；散失的热能不能利用，无法“循环”。

⑵逐级递减——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用

5、能量传递效率

能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%

一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。

提醒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“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算，如在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D的能量为M×a%×b%×c%。第7页，共23页，2023年，2月20日，星期六

6．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、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的消耗散失一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量第8页，共23页，2023年，2月20日，星期六

1．如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()

A．①表示流经生态系统内部的总能量

B．一般情况下，次级消费者增加1kg，生产者至少增加100kg

C．生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性

D．从能量关系看②≥③＋④

答案C第9页，共23页，2023年，2月20日，星期六7、

能量流动的意义

①帮助人们科学规划、设计

，使能量得到最有效的利用。②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向

的部分。人工生态系统对人类最有益第10页，共23页，2023年，2月20日，星期六易错点1错将“相邻两营养级”的传递效率等同于“相邻两个生物个体”间的传递效率点拨能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量×100%，而不是相邻营养级中个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才是10%～20%

第11页，共23页，2023年，2月20日，星期六易错点2错将能量“传递效率”等同于“能量利用效率”或将能量“多级利用”看作能量“循环利用”(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。其计算公式为能量传递效率＝(下一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人类可利用部分的能量(即流入目标环节的能量)占生产者能量的比值，生态工程中常通过建“沼气池”“蘑菇房”等实现废物资源化，这就是提高了能量利用率。“原料—产品—原料—产品”的无废弃物生产模式正是实现物质循环再生、能量多级利用的典型模式，该模式具有少消耗、多效益、可持续的特点。提高了能量利用率，但并未提高能量“传递效率”。此外，能量流动永远是单向的、不循环的，能量最终均以热能形式散失于系统中，不能被“循环利用”。第12页，共23页，2023年，2月20日，星期六（1）计算某一生物所获得的最多(最少)的能量规律(设食物链为A→B→C→D)：已知问题求解思路D营养级净增重M至少需要A营养级多少N×(20%)3＝M最多需要A营养级多少N×(10%)3＝MA营养级净增重ND营养级最多增重多少N×(20%)3＝MD营养级至少增重多少N×(10%)3＝M（2）涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多(或最少)的能量时，其规律如下：生产者消费者选最短食物链选最大传递效率20%最少消耗获得最多最多消耗获得最少选最长食物链选最小传递效率10%8、与能量流动有关的计算第13页，共23页，2023年，2月20日，星期六

2、某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物1/2来自浮游植物乙，1/4来自草食性鱼类丙，1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉食性鱼类丁。下列叙述中错误的是()

A．甲和丁存在着竞争关系

B．从理论上计算，甲每增加1kg体重，最少需要乙提供360kg的物质

C．若湖泊中受到DDT污染，则DDT浓度最低的生物是乙

D．此食物网中占有三个营养级的生物是甲答案：B第14页，共23页，2023年，2月20日，星期六1．生态系统的物质循环考点2生态系统的物质循环(5年9考)

第15页，共23页，2023年，2月20日，星期六意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。2、实例——碳循环(1)碳在无机环境中的存在形式：_____和碳酸盐。(2)过程及解读CO2a、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作用完成的。第16页，共23页，2023年，2月20日，星期六b、碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。

c、大气中CO2的主要来源

d、碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只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)分解者的分解作用动植物的细胞呼吸化学燃料的燃烧

3．温室效应

⑴成因

①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CO2。第17页，共23页，2023年，2月20日，星期六②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。

⑵危害

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。

⑶缓解措施

①植树造林，增加绿地面积。

②开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。第18页，共23页，2023年，2月20日，星期六思维激活巧辨图形判断参与碳循环的四种成分：以下三幅图均为生态系统物质循环常见图解，你能否辨认出各图中A～E的成分类别？第19页，共23页，2023年，2月20日，星期六4、物质循环与能量流动的关系第20页，共23页，2023年，2月20日，星期六

能量流动与物质循环之间的关系图解（1）从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。

（2）绿色植物同化的CO2等物质，大约90%需经分解者的分解作用返回无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。

第21页，共23页，2023年，2月20日，星期六3．如图是两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况，这两个生态系统分别是 ()实验——“土壤微生物的分解作用”的探究活动

A．A是热带草原，B是热带雨林

B．A是热带雨林，B是温带草原

C．A是冻土苔原，B是热带雨林

D．A是冻土苔原，B是温带草原

注意：腐殖质是落叶等与土壤的混合物，含有大量的未完全分解的动植物残体。⑴腐殖质的量与矿质元素的量成反比；⑵腐殖质的量主要取决于该环境的分解者的分解能力——雨水充足、温度高的热带雨林微生物的分解能力最强；⑶人为焚烧落叶层的主要目的是加速物质循环。答案C第22页，共23页，2023年，2月20日，星期六实验假设案例1案例2微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30mL土壤浸出液对