第2、3节生态系统的功能——能量流动与物质循环1.ppt

1、第2、3节生态系统的功能能量流动与物质循环,能量流动的分析,能量流动的过程,地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。 进入生态系统中生物体的能量是生产者光合作用吸收的能量。这些能量固定到生产者所制造的有机物中。 进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球输送能量的1%。,能量流动的过程,输入第一营养级的能量转移方向： （1）呼吸作用中热能散失 （2）生产者自身的生长、发育和繁殖消耗 （3）残枝败叶带走的能量 （4）储存于植物体中的有机物的能量。,能量流动的过程,能量流动的过程,能量流动的特点,“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量,能量流动的特点,能量流动的特

2、点,第一、能量流动不是循环的而是单向的：从生产者初级消费者次级消费者三级消费者。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。 第二、能量流动是逐级递减的：传递率为1020，一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为1020，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。,能量流动的特点,A,B,C,D,引 申,为什么

3、肉类食品的价格比小白菜价格高？ 为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫? 人增加一千克，要消耗多少克的植物？ (从不同食物链考虑),假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是（ ） 解析：第三营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）4-1=81千焦。,有关计算,在图中海鸟获得能量最多的食物链 是 。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是_千克。,有关计算,水绵水

4、蚤 甲壳类海鸟,125,表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为2107KJ，则鹰最终获得的能量是_。要使鹰的数量最多它应处于_营养级。,有关计算,5104+104+5102=60500KJ,3,图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1109kJ，B生物种群总能量为2.3108 kJ，从理论上计算A贮存的总能量最少为_ kJ。,有关计算,4.8107,1能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。 2能量流动的渠道：食物链和食物网。 3能量流动中能量形式的变化：太阳

5、光能生物体有机物中的化学能热能(最终散失)。 4能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。 5能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)。能量散失的主要形式：热能。,6能量在流经每一营养级时的分流问题分析 (1)能量来源 生产者的能量来自于太阳能。 各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量=摄入量-粪便中所含能量)。,(2)能量去路 每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能散失。 每个营养级生物一部分能量流到后一个营养级中。 每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。 未利用能量(现存量：最终被分

6、解者利用，因此，也可归为)。,2如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自植食物动物，假如能量传递效率为10%。食物链关系如下图，那么该人每增加1千克体重，约需消耗植物(),【答案】D,生态系统的物质循环,1、物质循环的概念,是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。,2、物质循环的特点,水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体 重的6095，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。,氮循环： 氮是组成蛋白质和核

7、酸的主要成 分。氮占大气成分的79，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。,碳循环： 碳元素约占生物体干重的49，碳 是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有 生命。碳在无机环境与生物群落之间是 以CO2的形式进行循环的。,碳的循环过程,碳的作用： 糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生 物体的基本物质，在它们的分子中都含有 碳元素。碳元素大约占生物体干重的49 ，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有 生命。,碳在无机自然环境中存在的形式即 以CO2和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的 形式存在。,碳的循环形式：碳在无机环境与生物 群落间是以CO2的形式进行循环的

8、。大气 中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色 植物的光合作用，使CO2中的“C”变成为有 机物中的“C”，再通过食物链进入动物和其 他生物体中，因此从“C”的循环可见绿色植 物是生态系统的基石。除此之外，还有化 能合成作用的微生物也能把CO2合成为有 机物。,还有一部分生物遗体没有被分解者 分解，转变成为地下的石油和煤，这部 分“C”暂时脱离循环，一经开采运到地面 燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。,绿色植物的光合作用 碳进入生物群落 碳出入生物 把CO2合成有机物 群落的途径 动植物的呼吸作用 碳出生物群落 微生物的分解作用 燃烧,特点：,（1）碳循环的形式： （2）碳在自然界中的存在形式

9、： （3）碳在生物体内的存在形式： （4）碳进入生物体的途径： （5）碳在生物体之间传递途径： （6）碳进入大气的途径：,CO2；,CO2和碳酸盐；,含碳有机物；,绿色植物的光合作用；,食物链；,生物的呼吸作用 分解者有分解作用 化石燃料的燃烧,物质循环的主要特点： 物质循环是带有全球性的，生物群落 和无机环境之间的物质可以反复出现反复 利用，周而复始进行循环，不会消失。,能量流动和物质循环的因果关系 生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。生态系统的能量流动和物 质循环都是通过食物键和食物网的渠道实 现的，二者相互伴随进行，又相辅相承， 密不可分的统一整体。,但是，能量流动和物质循环

10、又有本质 上的区别：能量流经生态系统各个营养级 时是逐级递减，而且运动是单向的、不是 循环的，最终在环境中消失。物质循环是 带有全球性的，在生物群落与无机环境间 物质可以反复出现，反复利用，循环运动 ，不会消失。,能量流动和物质循环的相互关系,能量流动,物质循环,形式 特点 范围 联系,主要以有机物形式 单向流动逐级递减 生态系统的各营养级,组成生物体的基本元素在生物 群落与无机环境间反复循环 反复循环维持生态平衡 具全球生物圈,能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承， 是不可分割的统一整体。,三、生态系统的碳循环,1大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用而实现的。

11、2碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。 3大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。,4实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。 5碳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，其他各成分间的传递均是单向的。,1.(2010年烟台诊断测试)如右图所示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是(),A过程代表绿色植物的光合作用 B图中A、B分别代表消费者和生产者 C温室效应主要是由过程造成的 D农业生产中的中耕松

12、土可以增大过程,【解析】在生物圈碳循环过程中，大气中的CO2只有通过生产者才能进入生物群落，故B为生产者，为绿色植物光合作用，故A错。C和A分别代表消费者和分解者。化石燃料大量燃烧，使地层中千百万年积累的碳元素在很短时间内释放出来，使大气层中CO2迅速增加形成“温室效应”，故C对。为消费者的呼吸作用，与松土无关。 【答案】C,2. (2009年重庆高考题)下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是(),A进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等 B生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量

13、C流向分解者的k可被生产者直接吸收利用 D流向该生态系统的物质和能量可循环利用,【自主探究】B 【解析】据图判断，h表示各营养级呼吸消耗的有机物，i表示被下一营养级摄入的有机物，k表示通过生物的遗体、粪便等流入分解者的有机物。进入该生态系统的CO2量即生产者固定的CO2量，大于各营养级的h分解消耗产生的CO2总量，A选项错误；流向分解者的有机物(k)经分解者分解为CO2和无机盐后才能被生产者利用，C项错误；在生态系统中，物质可循环利用，能量只能单向传递，不能循环利用，D项错误。,3. 如右图为生态系统中碳循 环的模式图，1、2、3、4分别代 表生态系统的不同成分。下列相 关叙述正确的是() A

14、1代表生产者，5可以代表化能合成作用 B碳元素在1234间以含碳有机物的形式传递 C该图中营养级别最高的生物是4 D碳元素在该图所示食物链中的流动是单向的,【自主探究】D 【解析】题干中明确指出1、2、3、4为生态系统的四种成分，分析箭头指向不难判断出4应为大气中的二氧化碳库，进而推知1为生产者、2为消费者、3为分解者，则5和7为呼吸作用、6为光合作用或化能合成作用，因此A选项错误；,4.2009年广东理科基础)右图为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是() A是初级消费者 B为分解者 CE1为太阳能，E2为热能 D能量可在食物链中循

15、环利用,【解析】从能量流动方向看，食物链应该是：，故是生产者，为三级消费者。能量在食物链中是单向流动、逐级递减的，只有C符合题意。 【答案】C,5(2009年江苏高考题)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是() A虎等大型肉食动物容易成为濒危物种 B蓝藻易在富营养化水体中爆发 C饲养牛、羊等动物，成本低、产量高 D巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食,【解析】生态系统中的能量是沿食物链从低营养级到高营养级单向流动的，且逐级递减。富营养化水体中爆发蓝藻是N、P含量过多导致的。 【答案】B,6(2007年高考四川卷)在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如下图所示)。下列有关叙述不正确的是(),A该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜 B该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分 C该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率 D沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性,【解析】本题主要考查生态系统的相关知识。在生态系统中，能量传递效率为10%20%，该生态系