生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動

1、高考總復習高考總復習生物生物第五單元第五單元 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性性第第2 2講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)自主梳理自主梳理一、能量流動的概念一、能量流動的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、傳遞、傳遞、 和散失的過程。和散失的過程。輸入輸入轉化轉化所有生態(tài)系統(tǒng)的能量都來所有生態(tài)系統(tǒng)的能量都來自太陽能嗎？自太陽能嗎？二、能量流動的過程二、能量流動的過程各級消費者的能量各級消費者的能量利用情況利用情況u 同化作用同化作用（又叫合成代謝），又叫合成代謝），是是指生物體把從外界環(huán)指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質境中獲取的營養(yǎng)物質轉變成自身轉變成自身

2、的組成物的組成物質質，并且，并且儲存能量儲存能量的的過程。過程。 同化量同化量=攝入量攝入量糞便量糞便量某種群某種群A的能量利用情況的能量利用情況思考？思考？請舉例說明請舉例說明未被捕食的、未食入的、未同化未被捕食的、未食入的、未同化的的各指的哪一部分？各指的哪一部分？1.1.補充圖中標號代表的內容補充圖中標號代表的內容甲：甲：_；乙：；乙：_；丙：；丙：_；丁：?。篲； 戊：戊：_。2.2.生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來源是生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來源是_3.3.據(jù)圖補充食物鏈中甲營養(yǎng)級能量的去向據(jù)圖補充食物鏈中甲營養(yǎng)級能量的去向(1)(1)通過自身通過自身_以以_的形式散失。的形式散失。(2)(2

3、)被被_同化。同化。(3)(3)殘枝敗葉、遺體殘骸等被殘枝敗葉、遺體殘骸等被_分解。分解。(4)(4)未被利用。未被利用。生產者生產者初級消費者初級消費者次級消費者次級消費者呼吸作用呼吸作用分解者分解者太陽能太陽能呼吸作用呼吸作用熱能熱能下一營養(yǎng)級下一營養(yǎng)級分解者分解者三、能量流動的特點及意義三、能量流動的特點及意義1.1.能量傳遞效率：是指能量傳遞效率：是指_之間之間_的比值的比值2.2.能量流動的特點：能量流動的特點：_、_3.3.研究意義研究意義(1)(1)幫助人們科學規(guī)劃、設計幫助人們科學規(guī)劃、設計_，使能量得到，使能量得到_的利用。的利用。(2)(2)幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能

4、量流動關系，使能量幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向持續(xù)高效地流向_的部分。的部分。相鄰兩個營養(yǎng)級相鄰兩個營養(yǎng)級同化量同化量單向流動單向流動逐級遞減逐級遞減人工生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)最有效最有效對人類最有益對人類最有益單向流動的原因：單向流動的原因： 逐漸遞減的原因：逐漸遞減的原因： 某一營養(yǎng)級的同化量某一營養(yǎng)級的同化量=上一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量能量傳遞效率能量傳遞效率1020高高低低能能量量低低高高營營養(yǎng)養(yǎng)級級能量金字塔能量金字塔：數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔生物量金字塔人工養(yǎng)殖的魚人工養(yǎng)殖的魚塘，生產者的塘，生產者的生物量可以小生物量可以小于消費

5、者的生于消費者的生物量物量提示提示生產者只能利用太陽能或化學能生產者只能利用太陽能或化學能(化能合成作化能合成作用用)，不能利用熱能。，不能利用熱能。 提示提示還包括傳遞和轉化過程。還包括傳遞和轉化過程。 提示提示是生產者固定的太陽能或化學能。是生產者固定的太陽能或化學能。 提示提示初級消費者同化的能量。初級消費者同化的能量。 判一判判一判練出高分練出高分如圖所示為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型，如圖所示為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型，A、B、C分分別表示流入各營養(yǎng)級的能量，別表示流入各營養(yǎng)級的能量，D、E、F分別表示各營養(yǎng)級用分別表示各營養(yǎng)級用于生物生長、發(fā)育、繁殖的能量，于生物生長、發(fā)育

6、、繁殖的能量，G、H、I分別表示草、兔分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分別表示流入分解者分別表示流入分解者的能量。下列說法中，正確的是的能量。下列說法中，正確的是() A圖中圖中AD，BE，CF BK中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量 C食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級 D第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是E/DB下圖表示流入某營養(yǎng)級的能量下圖表示流入某營養(yǎng)級的能量W1，則該營養(yǎng)級的呼吸量、，則該營養(yǎng)級的呼吸量、生長發(fā)育繁殖的能

7、量各是多少？生長發(fā)育繁殖的能量各是多少？提示：提示：該營養(yǎng)級的呼吸量為該營養(yǎng)級的呼吸量為A1，生長發(fā)育繁殖的能量為，生長發(fā)育繁殖的能量為(B1C1D1)或或(W1A1)?！纠纠? 1】某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解, ,下列下列敘述正確的是敘述正確的是( () )A.A.生產者固定的總能量可表示為生產者固定的總能量可表示為(A(A1 1+B+B1 1+C+C1 1+A+A2 2+B+B2 2+C+C2 2+D+D2 2) )B.B.由生產者到初級消費者的能量傳遞效率為由生產者到初級消費者的能量傳遞效率為D D2 2/W/W1 1C.C.初級消費者攝入的能

8、量為初級消費者攝入的能量為(A(A2 2+B+B2 2+C+C2 2) )D.WD.W1 1=D=D1 1+D+D2 2A 一、能量流動的過程一、能量流動的過程(1)第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)劑的傳遞效率是多少?（2）植食性動物到肉食性動物的傳遞效率是多少？ 62.8/464.6=13.5%12.6/62.8=20.0%關于能量流動計算規(guī)律總結關于能量流動計算規(guī)律總結xyz5+x=0.25+0.05+2.1+5.1X=2.52+y=0.5+2.5+4+9y=14Z=3+14+70+23 =110在在綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹這條食物鏈中，綠色植物為這條食物鏈中，綠色植物為100Kg貓頭鷹最多增

9、重多少千克？貓頭鷹最多增重多少千克？貓頭鷹最少增重多少千克？貓頭鷹最少增重多少千克？最多最多 100 20%20%=4Kg最少最少 100 10%10%=1Kg1.正推類型：正推類型：在在綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，最多需要消耗綠色植物最多需要消耗綠色植物_Kg至少需要消耗綠色植物至少需要消耗綠色植物_Kg。至少：至少：Y20%20%=1Kg Y=25Kg最多：最多：X10%10%=1Kg x=100Kg2.逆推類型：逆推類型：3.上述能量傳遞效率是指各營養(yǎng)級之間的比例，上述能量傳遞效率是指各營養(yǎng)級之間的比例，一般為一般為10%20%

10、，若題目中給出具體值，則按，若題目中給出具體值，則按具體值計算。具體值計算。4、若在食物網中有：、若在食物網中有：A 在計算時，應將在計算時，應將B、C看做同一營養(yǎng)級來對待，流看做同一營養(yǎng)級來對待，流向向B、C的總量占的總量占A的的10%20% BC練習：有一食物網如圖練習：有一食物網如圖1所示。所示。假如貓頭鷹的食物假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加么貓頭鷹要增加20g體重，體重，最多最多消耗消耗植物多少克？植物多少克？鷹鷹20g最多最多要消要消耗上耗上一營一營養(yǎng)級養(yǎng)級200g兔占兔占80g鼠占鼠占80g蛇占蛇占40

11、g最多要消耗最多要消耗植物植物800g最多要消耗最多要消耗植物植物800g最多要消耗最多要消耗植物植物4000g最多要消耗下最多要消耗下一營養(yǎng)級（鼠）一營養(yǎng)級（鼠）400g消耗最多植物按最低效率計算消耗最多植物按最低效率計算總共最多消耗總共最多消耗植物植物5600g 1.辨別食物鏈 （1）曲線圖呈現(xiàn)構建食物鏈）曲線圖呈現(xiàn)構建食物鏈 先增加者先減少，先變化的是被捕食者先增加者先減少，先變化的是被捕食者丁 （2）柱形圖呈現(xiàn)構建食物鏈（網）柱形圖呈現(xiàn)構建食物鏈（網）丙甲乙丁 如果有兩個生物有機物總量或者能量大致相等，則可能是同一營養(yǎng)級，兩者關系可能是競爭。 （3）表格數(shù)據(jù)形式直接呈現(xiàn)（能量值）構建食

12、物）表格數(shù)據(jù)形式直接呈現(xiàn)（能量值）構建食物鏈（網）鏈（網）營養(yǎng)級ABCD同化量15.9870.70.9141.0BDAC （4）表格數(shù)據(jù)形式間接呈現(xiàn)（重金屬、）表格數(shù)據(jù)形式間接呈現(xiàn)（重金屬、DDT等濃等濃度）構建食物鏈（網）度）構建食物鏈（網） 因為食物鏈的富集作用，使高營養(yǎng)級的有害物質濃因為食物鏈的富集作用，使高營養(yǎng)級的有害物質濃度更高。度更高。生物體ABCDE有機汞濃度(ppm)0.0570.51680.51生物富集生物富集是指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學農藥），是指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學農藥），通過食物鏈在生物體內大量積累的過程。通過食物鏈在生物體內大量積累的過程。這些

13、污染物一般具有這些污染物一般具有化學性質穩(wěn)定而不易分化學性質穩(wěn)定而不易分解，解，在生物體內積累而不易排出。在生物體內積累而不易排出。隨著食物鏈的延長而不斷加強隨著食物鏈的延長而不斷加強（營養(yǎng)級越高，有毒物質的積累就越多）（營養(yǎng)級越高，有毒物質的積累就越多）原因：原因：特點：特點：（新課標（新課標卷）某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、卷）某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊丁、戊5個種群。調查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有個種群。調查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有4個營養(yǎng)級，營養(yǎng)級之間個營養(yǎng)級，營養(yǎng)級之間的能量傳效率為的能量傳效率為10%20%，且每個種群只處于一個營養(yǎng)級。一年，且每個種群只

14、處于一個營養(yǎng)級。一年內輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同。內輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同?；卮鹣铝袉栴}：回答下列問題：（1）請畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網。）請畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網。（2）甲和乙的種間關系是）甲和乙的種間關系是 ；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組成；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組成成分中的成分中的 。（3）一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能）一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能 、 ，此外還具，此外還具有信息傳遞等功能。碳對生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，有信息傳遞等功能。碳對生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，碳在碳在 和和 之間的循環(huán)主要以之間的循環(huán)主要以CO2的形式

15、進行。的形式進行。種群種群甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊能量能量3.563.5612.812.810.310.30.480.48226.50226.50捕食捕食消費者消費者物質循環(huán)物質循環(huán) 能量流動能量流動生物群落生物群落 無機環(huán)境無機環(huán)境5 5(2011(2011湖南十二校聯(lián)考湖南十二校聯(lián)考) )下圖甲為北極凍原生態(tài)系統(tǒng)下圖甲為北極凍原生態(tài)系統(tǒng)中部分生物構成的食物網。中部分生物構成的食物網。圖乙虛線方框內表示一個生態(tài)系統(tǒng)，箭頭表示該生態(tài)圖乙虛線方框內表示一個生態(tài)系統(tǒng)，箭頭表示該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向。請據(jù)圖回答：系統(tǒng)能量流動的方向。請據(jù)圖回答：( 1)圖甲中雪兔和狼之間有明顯的種間關系是_。(2)假如

16、北極狐的食物1/2來自雷鳥，1/8來自植物，且該系統(tǒng)能量從生產者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%，如果北極狐種群增加的能量為80 kJ，若不考慮其他變化的影響，則植物增加的能量是_kJ。(3)圖乙中C代表生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_。(4)下表表示圖乙生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。同化總量(106J)儲存能量(106J)呼吸消耗(106J)A900200700B1001585C15213D186012分析上表可知，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_(106J)，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為_。從能量輸入和輸出來看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加？_。答案：(1)捕食(2)3

17、600(3)分解者(4)90018%增加(是)自主梳理自主梳理一、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)1概念概念(1)物質：組成生物體的物質：組成生物體的 等元素。等元素。(2)循環(huán)：無機環(huán)境與循環(huán)：無機環(huán)境與之間。之間。(3)范圍：整個范圍：整個。C、H、O、N、P、S生物群落生物群落生物圈生物圈2特點特點(1)具有全球性，因此又稱具有全球性，因此又稱循環(huán)。循環(huán)。(2)生物群落中的主要存在形式：生物群落中的主要存在形式：。 (3)特點：具特點：具性，可性，可利用。利用。 生物地球化學生物地球化學有機物有機物往復循環(huán)往復循環(huán)重復重復二、生態(tài)系統(tǒng)二、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)的碳循環(huán)1、碳在無機環(huán)境中

18、主要以什么形式存在？、碳在無機環(huán)境中主要以什么形式存在？CO22、碳在生物群落中以什么形式存在？、碳在生物群落中以什么形式存在？含碳有機物含碳有機物3、碳從無機環(huán)境進入生物群落的方式有哪些？、碳從無機環(huán)境進入生物群落的方式有哪些？4、碳在無機環(huán)境和生物群落的循環(huán)形式？、碳在無機環(huán)境和生物群落的循環(huán)形式？光合作用化能合成作用光合作用化能合成作用CO25、碳在生物體之間的傳遞途徑是什么？、碳在生物體之間的傳遞途徑是什么？食物鏈、食物網食物鏈、食物網6、碳從生物群落回到無機環(huán)境的途徑有哪些？、碳從生物群落回到無機環(huán)境的途徑有哪些？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 化石燃

19、料的燃燒化石燃料的燃燒“溫室效應溫室效應”的形成、危害及防止措施的形成、危害及防止措施“溫室效應溫室效應”的形成的形成煤和石油等化石燃料的大量燃燒煤和石油等化石燃料的大量燃燒 人類人類亂砍濫伐亂砍濫伐CO2含量增加含量增加 溫度升高溫度升高防止防止“溫室效應溫室效應”的措施的措施(1)(1)植樹造林，增加綠地面積。植樹造林，增加綠地面積。(2)(2)減少化石燃料的燃燒。減少化石燃料的燃燒。(3)(3)開發(fā)清開發(fā)清潔能源。潔能源。3.3.物質循環(huán)與能量流動的關系物質循環(huán)與能量流動的關系項目項目能量流動能量流動物質循環(huán)物質循環(huán)(以碳循環(huán)為例以碳循環(huán)為例)形式形式特點特點范圍范圍聯(lián)系聯(lián)系以有機物為載

20、體以有機物為載體單向流動、逐級遞減單向流動、逐級遞減生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級主要是無機物主要是無機物全球性、循環(huán)性全球性、循環(huán)性生物圈生物圈( (全球性全球性) )同時進行、相互依存同時進行、相互依存,不可分割不可分割能量的固定、儲存、轉移和釋放能量的固定、儲存、轉移和釋放,離不開物質的合成和分解離不開物質的合成和分解物質是能量沿食物鏈物質是能量沿食物鏈(網網)流動的載體流動的載體能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力【典例訓練【典例訓練3 3】20122012年世界環(huán)境日的主題主要凸顯綠色經濟，年世界環(huán)境日的主題主要凸顯綠色經濟，如今低碳生活、綠色經濟已成為人類共同的目標。如圖是碳循如今低碳生活、綠色經濟已成為人類共同的目標。如圖是碳循環(huán)的部分過程，有關分析不正確的是環(huán)的部分過程，有關分析不正確的是( )( )A.A.碳循環(huán)的過程碳循環(huán)的過程、伴隨著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動伴隨著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動B.B.植樹造林有助于增強過程植樹造林有助于增強過程而減少大氣而減少大氣COCO2 2含量含量C.C.減少對過程減少對過程的依賴是緩解溫室效應的重要措施的依賴是緩解溫室效