生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)(姜振華)

知識(shí)內(nèi)容考綱要求考綱理解物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用Ⅱ能量流動(dòng)的概念、過程、特點(diǎn)、意義；物質(zhì)循環(huán)的概念、特點(diǎn)，碳循環(huán)，物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈，食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)你能寫出一條食物鏈嗎？一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)思考：請?jiān)囍f出小草的能量來源和去向。殘枝敗葉呼吸作用散失散失呼吸作用…分解者利用生產(chǎn)者同化用于生長發(fā)育和繁殖初級(jí)消費(fèi)者攝入蝗蟲的能量來源和去向呢？糞便遺體殘骸呼吸作用散失散失呼吸作用……初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入分解者利用注意：攝入=同化+糞便攝入量和同化量什么關(guān)系？P94圖5-6①同化量＝攝入量－糞便量②積累量＝同化量―呼吸量③光能入射量＝生產(chǎn)者固定量＋反射量④生產(chǎn)者同化量＝流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量≠各營養(yǎng)級(jí)同化量總和⑤糞便量屬于上一營養(yǎng)級(jí)的同化量一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)根據(jù)上述小草和蝗蟲的能量來源和去向，總結(jié)能量流動(dòng)過程。

生產(chǎn)者（植物）呼吸作用初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物）呼吸作用次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用太陽能1.能量流動(dòng)傳遞的過程

可見能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每個(gè)營養(yǎng)級(jí)都有能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。

生態(tài)系統(tǒng)中能量的______、_______、________和_________的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。P932.能量流動(dòng)的概念輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭是什么？怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？能量流動(dòng)的渠道是什么？比較正確錯(cuò)誤起點(diǎn)(輸入)生產(chǎn)者固定的太陽能入射到生產(chǎn)者的總能量總量生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能總量各營養(yǎng)級(jí)能量的總和途徑食物鏈和食物網(wǎng)不含分解者的腐生鏈能量變化情況太陽能→生物體內(nèi)的化學(xué)能→熱能只考慮太陽能→生物體有機(jī)物形式有機(jī)物ATP生理過程光合作用、呼吸作用、化能合成作用只考慮光合作用、呼吸作用能量流動(dòng)要點(diǎn)辨析（補(bǔ)充）

賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)分析與處理營養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量（輸入后一營養(yǎng)級(jí)）出入比生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物分解者464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)1、能量流動(dòng)不是循環(huán)的而是單向流動(dòng)的：2、能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的：相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)的傳遞率為10％～20％

從生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者→三級(jí)消費(fèi)者→……不可逆轉(zhuǎn)逐級(jí)遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)利用。10%~20%生產(chǎn)者10%~20%初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者10%~20%……為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級(jí)不會(huì)多于5個(gè)？答：根據(jù)能量傳遞效率為10%~20%計(jì)算，流入到下一營養(yǎng)級(jí)能量是很少的。所以營養(yǎng)級(jí)越高生物種類和數(shù)量就越少。當(dāng)能量流經(jīng)4~5個(gè)營養(yǎng)級(jí)，所剩的能量就少到不足以再維持下一營養(yǎng)級(jí)的生命了。在綠色植物→鼠→貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少需要消耗綠色植物______Kg。X×20%×20%=1Kgx=25Kg最多呢？如果是多條食物鏈呢？如果一個(gè)人食物有1/2來自綠色植物，1/4來自羊肉，1/4來自小型肉食動(dòng)物，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1千克體重，約消耗植物（）X=(1/2)÷10%+(1/4)÷10%÷10%+(1/4)÷10%

÷10%÷10%=280能量金字塔高低能量低高營養(yǎng)級(jí)永遠(yuǎn)都是金字塔形數(shù)量金字塔樹數(shù)昆蟲數(shù)目小鳥數(shù)目例外能量金字塔會(huì)有例外的情況嗎?鳥樹昆蟲能量金字塔ADCB

（1）.幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

（2）.設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?.能量流動(dòng)的意義1、碳循環(huán)碳是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一。碳是構(gòu)成生物體的基本元素，約占生物體干重的49％，碳鏈?zhǔn)怯袡C(jī)化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)碳的循環(huán)過程

無機(jī)環(huán)境生產(chǎn)者消費(fèi)者光合作用呼吸作用呼吸作用捕食分解者呼吸作用煤、石油燃燒1、碳在無機(jī)環(huán)境中以什么形式存在？2、碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式？3、碳進(jìn)入生物體的途徑？問題思考4、碳在生物體內(nèi)的存在形式？5、碳在生物體之間傳遞途徑？1、碳進(jìn)入大氣的途徑？2、碳循環(huán)的特點(diǎn)?（有機(jī)物）（有機(jī)物）全球性、反復(fù)循環(huán)（CO2）食物鏈1、圖中A、B、C、D各指什么?2、圖中①～⑦又分別指什么生理作用?C

右圖為生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的關(guān)系圖解示意圖，請分別回答如下問題：

DAB①③⑦⑤④⑥②生產(chǎn)者無機(jī)環(huán)境消費(fèi)者分解者3、與碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是______.4、生物的下列過程中，與碳循環(huán)無直接關(guān)系的是

A、光合作用B、呼吸作用

C、蒸騰作用D、微生物分解作用線粒體、葉綠體C概念：2、物質(zhì)循環(huán)的概念生物群落反復(fù)循環(huán)無機(jī)環(huán)境

組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，這種物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)(生物地化循環(huán))。P101能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式過程范圍特點(diǎn)聯(lián)系主要以有機(jī)物形式沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減主要以無機(jī)物形式在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間反復(fù)循環(huán)全球（生物圈）反復(fù)循環(huán)1、能量流動(dòng)的過程離不開物質(zhì)的合成與分解；2、物質(zhì)是能量沿食物鏈流動(dòng)的載體；3、能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力。3、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)主要功能，同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割本節(jié)知識(shí)體系能量流動(dòng)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)特點(diǎn)單向流動(dòng)：逐級(jí)遞減：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級(jí)流向下一營養(yǎng)級(jí)能量金字塔：能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減；傳遞效率為10%~20%。研究意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔柲?/p>

1、如圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解，①④表示相關(guān)過程的能量數(shù)值，下列有關(guān)敘述正確的是（）草兔狐分解者糞便遺體殘骸等呼吸作用A、①是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。B、分解者獲得的能量最少。C、圖中的②/①比值代表草兔的能量傳遞效果。D、③和④分別屬于草和兔同化能量的一部分。①②③④D☆反饋強(qiáng)化☆2、下圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是 A．Ⅰ和Ⅳ是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分

B．該圖所示的食物網(wǎng)只有1條食物鏈：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C．E1

表示主要通過光合作用所固定的能量

D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用C3、下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別表示不同的營養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體儲(chǔ)存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4單位：102千焦/m2/年分析回答：（1）能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營養(yǎng)級(jí)開始的？為什么？（2）該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營養(yǎng)級(jí)傳到第四營養(yǎng)級(jí)的效率是多少？（3）從能量輸入和輸出角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加？PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4B5.7%增加，輸入=生固，輸出=Pn之和

4．下圖是生態(tài)系統(tǒng)中某元素循環(huán)的模式圖，該圖可以說明①該圖主要體現(xiàn)的是碳元素的循環(huán)②A與B兩種生物是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的成分③圖中的生理過程②全在線粒體中進(jìn)行④該物質(zhì)循環(huán)帶有全球性A．①④B．②④C．①②D．①③A5、下圖表示某種生態(tài)系統(tǒng)中)4種成分之間的關(guān)系，以下相關(guān)敘述中正確的是( A．甲和乙所包含的所有種群構(gòu)成群落

B．乙1

的同化