1、第第2、3节生态系统的能量流动与节生态系统的能量流动与物质循环物质循环一、能量流动的过程一、能量流动的过程1概念：生态系统中能量的概念：生态系统中能量的、传递、传递、和和散失的过程。散失的过程。2过程过程(1)起点：生产者固定太阳能开始。起点：生产者固定太阳能开始。(2)流经生态系统的总能量是流经生态系统的总能量是总总量。量。输入输入转化转化生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能(4)传递途径：传递途径：和和。(5)散失：通过散失：通过，以，以的形式散的形式散失掉。失掉。食物链食物链食物网食物网细胞呼吸细胞呼吸热能热能二、能量流动的特点及意义二、能量流动的特点及意义1特点特点(1)单向流动：沿食
2、物链由低营养级流向单向流动：沿食物链由低营养级流向，不能逆转；也不能不能逆转；也不能。(2)逐级递减：逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是能量在沿食物链流动的过程中是的，传递的，传递效率大约为效率大约为。高营养级高营养级循环流动循环流动逐级减少逐级减少10%20%2研究意义研究意义(1)帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用。到最有效利用，实现能量的多级利用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中帮助人们合理地调整生态系统中，使能量持续高效地流向使能量持续高效地流向。想想议议想想议议同化量、摄入量与粪便量的关系是怎
3、样的？同化量、摄入量与粪便量的关系是怎样的？提示：提示：同化量摄入量粪便量，同化量就是输入量。同化量摄入量粪便量，同化量就是输入量。能量流动关系能量流动关系对人类最有益的部分对人类最有益的部分三、物质循环三、物质循环1概念：组成生物体的概念：组成生物体的等等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落元素，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，又称为到无机环境的循环过程，又称为。2特点特点(1)；(2)反复利用：反复利用：。3碳循环碳循环(1)无机环境中存在形式：无机环境中存在形式：。(2)无机环境与生物群落之间的循环形式是无机环境与生物群落之间的循环形式是
4、。C、H、O、N、P、S生物地球化学循环生物地球化学循环全球性全球性循环流动循环流动CO2和碳酸盐和碳酸盐CO2(3)循环过程循环过程在生物群落中以在生物群落中以形式沿形式沿 传递。传递。4能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环的关系(1)二者二者 ，彼此相互依存，不可分割。，彼此相互依存，不可分割。(2)物质作为物质作为 ，使能量沿着食物链，使能量沿着食物链(网网)流动；流动；能量作为能量作为，使物质能够不断地在，使物质能够不断地在 和和 循环往返。循环往返。有机物有机物食物链或食食物链或食物网物网同时进行同时进行能量载体能量载体动力动力群落群落生物生物无机环境之间无机环境之间1能量的输
5、入能量的输入生态系统的能量来自太阳能。即光能生态系统的能量来自太阳能。即光能有有机物中的化学能机物中的化学能2能量的传递能量的传递(1)传递途径：食物链和食物网。传递途径：食物链和食物网。(2)传递形式：有机物中的化学能。传递形式：有机物中的化学能。(3)传递过程传递过程流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同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：化的全部能量。能量的来源与去路：即一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下即一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用
6、的能量。量。(4)能量的散失：以热能形式散失，是能量流动的最后能量的散失：以热能形式散失，是能量流动的最后形式。形式。3能量流动的特点及其原因能量流动的特点及其原因(1)单向流动单向流动能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；各营养级生
7、物都会因呼吸作用消耗大部分能量；各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。被下一营养级生物所利用的部分。生态金字塔生态金字塔能量流动模型能量流动模型 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形状形状特点特点正金字塔形正金字塔形一般为正金字塔一般为正金字塔形，有时会出现形，有时会出现倒金字塔形倒金字塔形一般为一般为正金字塔形正金字塔形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象征含义象征含义能量沿食物能量沿食物链流动过程链流动过程中具有逐级中具
8、有逐级递减的特性递减的特性生物个体数生物个体数目在食物链目在食物链中随营养级中随营养级升高而逐级升高而逐级递减递减生物量生物量(现存生现存生物有机物的总物有机物的总质量质量)沿食物链沿食物链流动逐级递减流动逐级递减每一阶含每一阶含义义食物链中每食物链中每一营养级生一营养级生物所含能量物所含能量的多少的多少每一营养级每一营养级生物个体的生物个体的数目数目每一营养级生每一营养级生物的总生物量物的总生物量1如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A表示流经生态系统内部的总能量表
9、示流经生态系统内部的总能量B一般情况下，三级消费者增加一般情况下，三级消费者增加1 kg，至少需要生产者，至少需要生产者100 kgC生物与生物之间捕食关系生物与生物之间捕食关系般不可逆转，所以能量流动具般不可逆转，所以能量流动具单向性单向性D从能量关系看从能量关系看2(2013合肥质检合肥质检)某生态系统中的四种生物构成一某生态系统中的四种生物构成一条食物链条食物链abcd，通过测定得到这四种生物，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和和M4。下列叙述中。下列叙述中错误的是错误的是()AM1一定不是一定不是a种群固定的太阳能总量种群
10、固定的太阳能总量B若若M15M2，则生态系统稳态可能遭到破坏，则生态系统稳态可能遭到破坏Cd个体所含的有机物的质量应比个体所含的有机物的质量应比c个体的少个体的少D若若M2大量增加，一般会导致大量增加，一般会导致M1减少减少M4增加增加1碳循环过程碳循环过程(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用作用(主要途径主要途径)或硝化细菌等的化能合成作用完成的。或硝化细菌等的化能合成作用完成的。(2)碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物；碳
11、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。网进行，传递形式为有机物。2物质循环的特点物质循环的特点(1)全球性。物质循环的范围是生物圈。全球性。物质循环的范围是生物圈。(2)往复循环，重复利用。物质可以在无机物环境和生往复循环，重复利用。物质可以在无机物环境和生物群落之间反复利用。物群落之间反复利用。有关碳循环示意图中生态系统成分的判断有关碳循环示意图中生态系统成分的判断(1)首先判断双箭头的两端是生产者和大气中的首先判断双箭头的两端是生产者和大气中的CO2库，库，除双箭头外生产者除双箭头外生产者(A)只有出发箭头，大气只有出发箭头，大气(B)只有接受箭头。只有接受箭头
12、。(2)消费者消费者(C)接受一个箭头而出发两个，分解者接受一个箭头而出发两个，分解者(D)则则接受两个出发一个，两者之间物质流动方向是从消费者接受两个出发一个，两者之间物质流动方向是从消费者(C)到分解者到分解者(D)。3.如图是生态系统中碳循环示意图，图中如图是生态系统中碳循环示意图，图中“”表示表示碳的流动方向，碳的流动方向，A为大气中的为大气中的CO2。下列分析错误的是。下列分析错误的是()A该生态系统中属于生产者的是该生态系统中属于生产者的是DBC是该生态系统中的分解者是该生态系统中的分解者C图中含有的最长的食物链是图中含有的最长的食物链是DFEBCD图中的过程所代表的都是呼吸作用图
13、中的过程所代表的都是呼吸作用生态系统能量流动的相关分析生态系统能量流动的相关分析(1)动物同化的能量摄入的能量粪便中的能量，即动物同化的能量摄入的能量粪便中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如，蜣螂利用大象的粪便摄入的食物只有部分被同化。例如，蜣螂利用大象的粪便获得能量，而不能说蜣螂获得了大象的能量。获得能量，而不能说蜣螂获得了大象的能量。(2)消费者产生的粪便不属于被该营养级同化的能量，消费者产生的粪便不属于被该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利用它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利用的部分。的部分。(2013蚌埠模拟蚌埠模拟)如图表示某草原生
14、态系统中如图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程的能量流动。下列有能量流动图解，表示相关过程的能量流动。下列有关叙述正确的是关叙述正确的是()A是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量B分解者获得的能量最少分解者获得的能量最少C图中与的比值代表草图中与的比值代表草兔的能量传递效率兔的能量传递效率D和分别属于草和兔同化量的一部分和分别属于草和兔同化量的一部分(2011福建理综卷福建理综卷)下表选项中，甲、乙、丙下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用右图表示的是三者关系能用右图表示的是()选项选项表示内容表示内容甲甲乙乙丙丙A碳元素的流向碳元素的流向消费者消费者CO2库库生产者生产者
15、B内环境成分的内环境成分的关系关系血浆血浆淋巴淋巴组织液组织液C生态系统的能生态系统的能量流向量流向生产者生产者消费者消费者分解者分解者D甲状腺激素分甲状腺激素分泌的分级调节泌的分级调节下丘脑下丘脑甲状腺甲状腺垂体垂体【活学巧练活学巧练】(2013济南二模济南二模)如图为生态系统中碳循环示意图，箭如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是头表示循环方向。下列相关叙述正确的是()A图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落B图中图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸过程均可表示不同生物的细胞呼吸 C缺少类群丙则生态系统的物质循
16、环不能正常进行缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行D由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量摄入量1(2011海南卷海南卷)关于生态系统的叙述，正确的是关于生态系统的叙述，正确的是()A生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的到的B生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的的C生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大必然越大 D生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型生态系统的食物链中营养级
17、越高的生物，其体型必然越小必然越小2(2013玉溪一中模拟玉溪一中模拟)如图表示如图表示A、B两个特殊生态两个特殊生态系统的能量金字塔。下列有关解释正确的是系统的能量金字塔。下列有关解释正确的是()一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多能量沿食物链单向流动，传递效率随人获得的能量多能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减若营养级的升高而逐级递减若A和和B中玉米的数量相同，中玉米的数量相同，A能养活能养活10 000人，则人，则B能养活能养活1 000人若土壤中含相同人若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则浓度的难降解污
18、染物，则A中的人比中的人比B中的人体内污染物浓中的人体内污染物浓度低度低ABC D3.(2013青岛模拟青岛模拟)如图表示生物圈中碳元素的循环过如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述中正确的是程，下列有关叙述中正确的是()A过程代表绿色植物的光合作用过程代表绿色植物的光合作用B图中图中A、B分别代表消费者和生产分别代表消费者和生产者者C温室效应主要是由过程造成的温室效应主要是由过程造成的D农业生产中的松土可以增大过农业生产中的松土可以增大过程程【答案答案】C4.(2013金华模拟金华模拟)右图表示碳元素在无机环境和生物右图表示碳元素在无机环境和生物群落中循环流动的一部分，下列说法正确的
19、是群落中循环流动的一部分，下列说法正确的是()ACO2只能通过光合作用从无机环境到生物群落只能通过光合作用从无机环境到生物群落B有机物中的碳只能通过呼吸作用返回无机环境有机物中的碳只能通过呼吸作用返回无机环境CA、B是存在于不同组织中的同一类化合物，但转是存在于不同组织中的同一类化合物，但转化形式不同化形式不同D某种植食性动物体重若要增加某种植食性动物体重若要增加1千克，则其消耗的千克，则其消耗的植物至少为植物至少为10千克千克5(2013大同模拟大同模拟)下图表示生物圈中碳循环的部分下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头表示示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭
20、头表示循环过程。下列有关说法正确的是循环过程。下列有关说法正确的是()A大气中的气体大气中的气体X是指是指CO2和和COB完成过程的能量主要是由过程提供的完成过程的能量主要是由过程提供的C丁经过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的丁经过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%20%D丙处在第三营养级丙处在第三营养级6(2012安徽理综安徽理综)某弃耕地的主要食物链由植物某弃耕地的主要食物链由植物田鼠田鼠鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是结果如下表，单位是J/(hm2a)。植物植物田鼠田鼠鼬鼬固定的固定的太阳能太阳能摄入摄入量
21、量同化同化量量呼吸呼吸量量摄入摄入量量同化同化量量呼吸呼吸量量2.4510111.051097.501087.151082.441072.251072.18107(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是能量从田鼠传递到鼬的效率是_。(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第只田鼠，第二次捕获二次捕获30只，其中有标记的只，其中有标记的15只。该种群密度是只。该种群密度是_只只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果致种群密度估算结果_。(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%5%用于用于_，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够_，维持生态系统的稳定。，维持生态系统的稳定。
