第2、3节,生态系统的能量流动和物质循环,一、能量流动,输入,转化,固定太阳能,1对能量流动的理解： (1)概念：生态系统中能量的_、传递、_和,散失的过程。,固定的太阳能总量,食物链,食物网,(2)起点：生产者_开始。 (3)总量：生产者_。 (4)流动渠道：_和_。,2能量流动的过程： (1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊所代表的内容。,甲：_,乙：_,丙：_,丁：_ 戊：_ (2)通过上述图解可看出生产者、初级消费者、次级消费者,能量流动相同的三个方向。,呼吸作用,分解者,通过_以热能的形式散失。,呼吸作用,生产者,初级消费者,次级消费者,被下一营养级_。,被_分解利用。,同化,分解者,3能量流动的特点及意义： (1)能量传递效率：指_之间_的,比值。,相邻两个营养级,同化量,单向流动,(2)能量流动的两个特点：_、_。,(3)研究意义：,逐级递减,人工生态系统,帮助人们科学规划、设计_，使能量得,到最有效的利用。,能量流动,对人类最有益,帮助人们合理地调整生态系统中的_关系， 使能量持续高效地流向_的部分。,二、物质循环,无机环境,生物群落,1概念：组成生物体的各种元素在_与,_间不断循环的过程。,全球性,循环流动,2特点：_、反复利用、_。 3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。,4实例碳循环：,CO2,CO2,(1)碳在无机环境中的存在形式：_和碳酸盐。 (2)循环形式：_(主要)。,光合,化能合成,呼吸作用,微生物的分解,(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过_作 用、_作用实现的；从生物群落到无机环境则是通 过_和_实现。 5物质循环与能量流动的联系：物质循环和能量流动是同 时进行，相互依存，不可分割的。原因是： (1)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和,分解。,食物链(网),能量,(2)物质是能量沿_流动的载体。 (3)_是物质在生态系统中往复循环的动力。,判断正误,1生产者固定的能量一定是太阳能。(,),2食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物,质循环和能量流动就是沿着这些渠道进行的。(,),3虎等大型肉食动物容易成为濒危物种，可用生态系统中,能量流动规律进行合理分析。(,),4生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能,量。(,),5食物链各营养级中 10%20%的能量会被分解者利用。,(,),答案：1.,2.,3.,4.,5.,考点一,能量流动过程及特点,1能量流动图解：,(1)能量来源,a.生产者的能量主要来自太阳能,b.消费者的能量来自上一营养级同化的能量,(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去,向可从以下两个角度分析：,定量不定时： a.自身呼吸消耗,能量的最终去路 b.流入下一营养级,c.被分解者分解利用,定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间 内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被 分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和 分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分 的能量将保留到下一年。,动物同化的能量不等于摄入的能量,同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能 量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量摄入量粪便量。,2能量流动的特点： (1)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间的,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落重,复利用，因此能量流动无法循环。,(2)逐级递减：,各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。,各营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用，这,一部分最终流入分解者。,能量传递效率为 10%20%(见下图)：,3生态金字塔：,能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说 明食物链中能量流动情况的，三者统称为生态金字塔。,利用“拼图法”巧解能量流动的相关计算,(1)输入第一营养级的能量(W1)，即生产者的同化量被分为 两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)， 一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1C1D1)。而后 一部分能量中包括现存的植物体 B1、流向分解者的 C1、流向下 一营养级的 D1。,(2) 第一营养级向第二营养级的能量传递效率 (D1/W1)100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率 (D2/D1)100%。, 高考探究 ,考向1,能量流动的特点,例1(2014 年山东卷)6 月 8 日是世界海洋日。海洋是生物 圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。,(1)根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼 种群数量应处于_点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密 度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值_ (填“偏高”“偏低”或“不变”)。,(2) 海洋鱼类生活在不同的水层，这体现了生物群落的 _结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依 次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为_。 (3)图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D 表示生态 系统的组成成分。图中_和_(填字母)在碳循环 过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的 传递效率为_。,(4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污 染超过海洋生态系统的_，海洋生态系统就很 难恢复到原来的状态。,解析(1)对于种群中有益动物的开发和利用，为了能获得 最大持续捕捞量，应在种群数量大于K/2 时进行捕获，并使捕 获后种群的数量保持在K/2 点，此时种群增长速率最大，资源 再生能力强；用标志重捕法调查动物的种群密度时，根据公式： 个体总数N/初次捕获个体数M重捕个体总数n/重捕中被标记 的个体数m，可推出种群个体数NMn/m，由于标记个体更 易于被捕食，所以分数中分子不变，分母减小，分数值增大，,即种群数量偏大。(2)群落中各种生物在垂直方向上具有明显的 分层现象，叫群落的垂直结构；新建码头的桩柱表面很快被细 菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，是群落演替中的 初生演替。(3)从图中能量流动来看，固定太阳能的是生态系统 的生产者，是能量流动的起点，整个生物部分最终都流向 B， 说明其是分解者，C、D 是消费者；连接生物部分与非生物的主 要生物成分是生产者和分解者；在食物链ADC 中，传递效 率为1.5106/7.510620%。(4)生态系统之所以能抵抗干扰 保持原状，取决于自我调节能力或抗污染的自我净化能力，但 其调节能力是有一定限度的，若超过该生态系统自我调节能力 或抗污染的自我净化能力，就很难恢复到原来的状态。,答案(1)b 偏高,(2)垂直,(群落的)演替(或初生演替),(3)A B(两空可颠倒) 20% (4)自我调节能力(或自净能力),考向 2,能量流动的计算,例 2(2016 年菏泽质检)有一食物网如下图所示。如果能量 传递效率为 10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加,1 kJ 的能量，丙最少含多少能量(,),A550 kJ C400 kJ,B500 kJ D100 kJ,解析设丙的能量为 x，因为各条食物链传递到庚的能量相 等，故经丙丁己庚传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙 0.5(10%)3500(kJ)，经丙戊庚传递到庚的能量为 0.5 kJ， 则需要丙0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含50050550(kJ)的 能量。,答案A,考向3,生态系统能量流动途径,例3(2016 年新课标卷)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀 在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在,),的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的方向,解析鹰迁入后，形成了食物链：植物蝉螳螂黄雀 鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀(蝉的天敌)的数 量减少，故 A 项错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是 分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者， B 项错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有增加 该生态系统能量流动的方向，D 项错误。,答案C,【考点练透】 1(2016 年烟台一模)下图表示某生态系统中四种成分之间,的相互关系，以下相关叙述正确的是(,),A甲和丙所包含的所有种群构成生物群落 B乙不一定是原核生物 C丁的 CO2 含量减少，将导致臭氧层破坏 D丙1 同化量越大，丙2 的同化量越小,解析：由图分析可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消 费者，丁为非生物的物质和能量，一个生物群落应包括生产者、 消费者、分解者；有些真核生物也是分解者，如某些真菌和蚯,1,蚓；臭氧层的破坏是由氟氯烃的大量排放所致；一般来说丙 同化量越大，丙2 的同化量越大。 答案：B,考点二,生态系统的物质循环,1碳循环实例分析： (1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成 作用。,(2)碳返回无机环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用；,分解者的分解作用；化学燃料的燃烧。,(3)温室效应产生的原因：化学燃料的大量燃烧，产生了大 量 CO2；植被破坏，降低了对大气 CO2 的吸收能力。 (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。,物质循环与能量流动之间的关系,(1)区别：,(2)联系：, 高考探究 ,考向,碳循环实例分析,典例(2016 年浙江杭州模拟)下图是生物圈中碳循环示意,图，下列相关分析错误的是(,)(导学号 57130084),A生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足,BA 是消费者，C 是生产者，碳在各成分间以 CO2 的形,式循环,C对 E 过度开发利用会打破生物圈中碳平衡,D碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体 解析生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足；A 是消费 者，C 是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式流动，在生 物群落和无机环境之间以CO2 的形式循环；E 为化学燃料，若 对此过度开发利用会打破生物圈中的碳平衡；能量是物质循环 的动力，物质是能量的载体。,答案B,【考点练透】 2(2014 年江苏卷)下列关于生态系统中物质循环和能量流,动的叙述，正确的是(,),A富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流 动的特点 B生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C食物链各营养级中 10%20%的能量会被分解者利用 D无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复 利用,解析：富营养化水体出现蓝藻水华是大量有机污物排到江 湖中导致藻类大量繁殖，为物质循环的再生利用，说明物质循 环反复