能量流动与物质循环
能量流动和物质循环
2、如图表示某水生生态系统的能量金字塔,请据图回答:
(1)此生态系统中能量流动的渠道是 食物链 。 (2)从图中可看出,能量流动的特点是 单向,逐级递减 。 (3)能量流经各个营养级的转化效率是 10-20% 。 (4)食物链越长,营养级越多,能量损失 越多 。
概念: 细胞利用 氧 ,将 有机物 分解成 二氧化碳 和 水并且将储存在有机物中 能量 释放出来,供给 生命活动的需要,这个过程叫做呼吸作用。 呼吸作用是生物的共同特征。
一、生态系统的物质循环
1、物质循环概念:
在生态系统中,组成生物体的化学成分从 无机环境 开 始,经生产者、消费者和分解者,又回到 无机环境 ,就完成
5、右图是生态系统4种组成成分的关系图解,图中的C 是分解者,B是二氧化碳。请据图回答:
(1)本生态系统中的能量流动是从 A 生产者 固定太阳能开始的。 CO2 (2)图中A→B的过程是通过 呼吸作用 实 现的;B→A的过程是通过 光合作用实 现的。 (3)图中能参与构成食物链的是 。 A 和 D (4)A→D的过程中,能量流动是通过 捕食 作用 进行的,由此可以看出,生态系统内的能量流动是 随着 食物链 而进行的。 (5)碳在生态系统中主要以 二氧化碳 形式循环 的。
生态系统的物质循环与能量流动
生态系统的物质循环与能量流动生态系统是指一个地理区域内,生物、非生物之间相互作用形
成的复杂有机整体。其中,物质循环和能量流动是促使生态系统
运转的两大核心机制。本文将着重探讨这两个方面的原理和重要性。
一、物质循环
物质循环指的是,生态系统中大量生物和非生物物质通过不同
的生物过程,循环利用并在不同环节中被转化。其中包括了水循环、碳循环、氮循环、磷循环等主要物质循环。
1. 水循环
水是生命之源,也是我们星球上最重要的化学物质之一。水循
环从河流、海洋、湿地开始,水分会蒸发为水蒸气,进入大气层,在任意地点冷却后小雨变成了积雪、降雨或露水。其中,植物和
土壤中的水分方面尤其重要。树木和其他植物通过根系从土壤中
吸取水和营养物质,然后排放出氧气;土壤中的水分有多种关键
功能,如提供植物所需的生长速度和养分,也作为地下蓄水层,
提供我们家庭生活和农业生产所需的清洁水源。
2. 碳循环
碳是生命的基础,也是生态系统中重要的化学元素。生态系统
中的碳循环主要有以下几个关键步骤:首先,碳会由植物通过光
合作用转化为糖类、脂肪酸、淀粉等碳水化合物,然后这些物质
会被通过食物链转移至不同的生物之中。一旦生物体内的碳化合
物被消化或分解,这些碳元素就会被产生二氧化碳和甲烷的化学
过程中释放出来。最后,这些气体会被吸收进入植物中,并继续
循环。
3. 氮循环
氮循环是生态系统循环中较为复杂的一个环节。通过空气和土
壤的吸收,氮在生态系统中以多种形式出现,如氨、硝酸盐、氮
气等。植物吸取氮是生态系统中的首要步骤,然后这些植物被消
化分解后会把氮带到我们身体中。这过程比较重视一些调难技术,因为氮是抗生素合成和农业生产中重要的元素,不过过多的氮排
生态系统的能量流动与物质循环
生态系统的能量流动与物质循环生态系统是由生物群落和非生物因素组成的一个整体,其中包括了能量的流动和物质的循环。能量流动和物质循环是生态系统中不可或缺的过程,它们对于生物的生存和繁衍具有重要的意义。本文将介绍生态系统的能量流动和物质循环的基本原理和作用。
能量流动是指能量在生态系统中从一个组织到另一个组织的转移过程。能量从太阳进入生态系统,经由光合作用被植物捕获,然后再通过食物链传递给其他生物。光合作用是生态系统中最主要的能量获取方式,它将太阳能转化为化学能,储存在植物体内的有机物中。当其他生物食用了植物或其他动物时,它们也会获得能量,并将一部分能量消耗用于代谢,将剩余的能量传递给更高级别的食物链。
能量流动的过程中,能量会不断地转换形式。在生态系统中,一部分能量会以热量的形式失去,称为热耗散。这是由于生物体内部的新陈代谢和能量传递过程中产生的。热耗散导致了能量在生态系统中逐渐减少,也是生态系统中能量无法永久循环利用的原因。
与能量流动不同,物质循环是指物质在生态系统中不断地转化和循环利用的过程。生态系统中的物质包括了气体、水和各种元素。这些物质通过生物和非生物因素相互作用,形成物质循环的闭合循环。其中最重要的循环包括水循环、碳循环和氮循环。
水循环是指水在地球大气圈、陆地和生物体间的循环过程。太阳能使得水从海洋和其他水源中蒸发,形成云雾和降水,最终回到地球表
面和地下水库。这个过程中,水通过植物的吸收和蒸腾,进入到生物
体内,并通过排泄和呼吸,再次返回到环境中。
碳循环是生态系统中最关键的循环之一,它涉及到碳的吸收、释放
能量流动和物质循环
同化能量量传、递摄是指入什量么? 和粪便量的关系?
残枝落叶
ATP用于生长、繁殖(积累量)
摄入
未 利 用
分 粪便 初级消费者
热能 呼吸 解
(散失)
者
(含有机物) 吸收—同化
初级消费者的同化量
(第二营养级的能量)
呼吸 作用
热能(散失)
第二一营养级
的总能量的最到来终分 源去解和路者去有体路几内?个的?
遗体 残骸
3、下图表示生态系统的能量流动和物质循环,
请回答:
(1).该生态系统 [A]
的能量流动是从
草[C]
[C ] 草 固定[ A ] 太阳能
元素的吸收
合成作用
生物固氮
进入生物群 落的形式
CO2
返回无机环 境的形式
CO2
N2、NH4+、 NO3 NNHO33、、- NNO2 2、-
SO2、SO42SO2、SO42-
返回大气的 途径
呼吸作用、 燃烧
反硝化作用
分解者分解、 燃烧
课堂练习
1、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 (C )
C、在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性提高 D、一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高 2、有一山区由于开采露天小铁矿灯活动,自然生态系统完全被 破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统
物质循环与能量流动
物质循环与能量流动
在自然界中,物质循环与能量流动是生命存在与延续的重要规律。物质循环使得地球上的各种元素在不同的生物和环境系统中不断转化和循环利用,而能量流动则驱动着各类生物的生长、繁殖和运动。本文将探讨物质循环与能量流动的重要性以及它们之间的相互关系。
一、物质循环的意义
物质循环是指地球上各种元素在不同的空间和时间尺度上不断转化和循环利用的过程。这些元素包括水、碳、氮、磷等。物质循环的意义在于维持生态系统的平衡和稳定。例如,水循环使得地球上的水资源得以循环利用,满足生物的生存需求;碳循环则通过光合作用和呼吸作用,调节大气中的二氧化碳浓度,影响全球气候和气候变化。因此,物质循环对于地球上的生命和环境都起到至关重要的作用。
二、能量流动的重要性
能量流动是指能量从一个生物到另一个生物或从非生物环境向生物转移的过程。能量在生命活动中起着至关重要的作用,它使得生物得以进行生长、繁殖和维持生命活动所需的各种代谢过程。所有生物都依赖于光合作用,将光能转化为化学能,这样才能获得足够的能量来维持生命活动。同时,能量的流动也驱动了食物链和食物网的形成,构建了复杂的生态系统。
三、物质循环与能量流动的相互关系
物质循环和能量流动在生态系统中密切相互关联。物质循环需要能
量的参与才能进行。例如,水循环中的蒸发、降水和地下水流动都需
要太阳能的输入。而能量的流动也依赖于物质的存在和循环。生物通
过食物链和食物网的形式相互捕食和被捕食,能量得以在生物体之间
传递和流动。同时,能量的流动也伴随着物质的循环,如有机体的呼
吸作用和分解作用产生的二氧化碳和氮化合物进入大气和土壤中,参
生态系统的物质循环与能量流动
生态系统的物质循环与能量流动生态系统是一个由生物体、环境和物质能量相互作用组成的复杂系统。生态系统中的物质循环和能量流动是维持生物体生存和生态平衡的基础。本文将深入探讨生态系统中的物质循环和能量流动的过程、作用和重要性。
一、物质循环
1. 大气中的物质循环
生态系统中的物质循环开始于大气中。大气中的二氧化碳和氮气是生态系统的主要成分,它们通过光合作用和氮循环进入生态系统。
2. 植物的物质循环
光合作用是植物进行物质循环的重要途径。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,并吸收二氧化碳和水从而生成有机物质。在此过程中,植物将能量和有机物质输送到其他生物体。
3. 生物之间的物质循环
生态系统中的物质循环不仅发生在植物之间,还包括植物与动物之间的相互作用。食物链是生态系统中物质循环的核心机制,它描述了生物通过捕食和被捕食而相互关联的关系。
4. 土壤中的物质循环
土壤是生态系统中的重要组成部分,它承载着大量的有机物质和营
养元素。土壤中的细菌和真菌通过分解有机物质,将其转化为无机形
式的营养元素,进而为植物和其他生物提供养分。
二、能量流动
1. 能量的来源
能量是生态系统中的另一个重要组成部分,太阳是生态系统能量的
主要来源。太阳能被植物通过光合作用转化为化学能,再通过食物链
传递给其他生物体。
2. 能量在食物链中的流动
食物链描述了生物之间通过食物关系相互联系的过程。能量在食物
链中从一个级别传递到另一个级别,每个级别中的生物通过摄取和消
化其他生物来获取能量。
3. 能量流失
能量在生态系统中并非完全流动,也存在一定的能量流失。当生物
生态学中的能量流动与物质循环
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学,它是现
代环保和生态建设的基础。生态系统是生物、非生物物质和能量
在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体,其中能量流动与物
质循环是生态系统的两个重要基础部分。
一、能量流动
能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程,从太阳光到
植物,再到草食动物和食肉动物。生态系统中的生物利用太阳光,将它们转化为可用的化学能,并在食物链中传递能量。能量流动
的过程中,会发生一定的损失,这种损失被称为热损失。在生态
系统中,能量流动存在一个层级结构,即食物链。食物链是由生
产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。
以一个典型的食物链为例,太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物,能量从最基层的生产者,即植物,通过草食动物和食
肉动物,最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动,因此能量流动具有稳定性和
持续性的特点。只要太阳光不停止,生物系统就将没有能量消失
的问题。
二、物质循环
生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。物质循环是一个完整的循环系统,其中包含了氮、碳、水、
氧和矿物质等元素的循环过程。
氮循环是典型的物质循环模式之一。氮是构成生物体的重要成
分之一,同时也是大气中的重要成分。氮元素通过固氮作用由大
气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐,然后通过食物链
的传递,将氮循环到其他生物中。随着物质循环的推进,氮又会
被释放回土壤,进入生物体或重新被氧化成氮气。
另一个重要的物质循环是碳循环。碳循环是生态系统中的最大
生态系统的能量流动和物质循环:生态系统的基本过程
生态系统的能量流动和物质循环:生态系统的基本过程
生态系统是由生物群体和其所在环境的相互作用形成的复杂网络。生态系统中的能量流动和物质循环是维持生态平衡的基本过程之一。下面是生态系统的能量流动和物质循环的基本过程:
能量流动:
光合作用:光合作用是生态系统能量流动的起点。绿色植物和一些蓝藻细菌通过光合作用将太阳能转化为化学能,并将二氧化碳与水转化为有机物,释放出氧气。
食物链:能量流动通过食物链传递,从一个生物到另一个生物。植物通过光合作用产生的有机物被食草动物摄取,食草动物又被捕食者捕食,能量不断传递,形成食物链。能量在食物链中逐级传递,并随着能量消耗而逐渐减少。
能量转换:能量在生态系统内转换形式。一部分能量被生物体利用进行生长、运动和繁殖,称为生物有效能量。另一部分能量被转化为热量,并散失到环境中。
物质循环:
养分循环:生态系统中的元素和化合物通过生物和非生物的相互作用循环。例如,碳循环是生态系统中重要的物质循环之一。植物吸收二氧化碳进行光合作用,并将其转化为有机碳。而动物通过呼吸将有机碳氧化为二氧化碳,并释放到环境中,完成碳的循环。
分解作用:分解者如细菌和真菌在生态系统中起到重要作用。它们分解死亡植物和动物的有机物,将有机物转化为无机形式的元素和溶解的物质,如氮、磷和硫等。这些元素被进一步重新利用,促进物质的循环。
水循环:水循环是生态系统中的重要循环过程之一。太阳能使水蒸发成水蒸气,水蒸气冷却后凝结成云,最终形成降水,降水补充地下水和水体。植物通过根吸水,水被蒸腾进入大气层,再循环回地面。这样,水在大气、陆地和水体间循环。
生物圈中的物质循环与能量流动
生物圈中的物质循环与能量流动生物圈是地球上生命存在的区域,包括陆地、海洋和大气层。在这个复杂的生态系统中,物质循环和能量流动是至关重要的过程。物质循环指的是生物圈中各种元素和化合物的循环利用,而能量流动则涉及到能量在生物圈中的流动和转化。本文将就生物圈中的物质循环和能量流动进行探讨。
一、物质循环
1. 水循环
水循环是生物圈中最基本的物质循环之一。太阳能使水体蒸发,形成水蒸气,随后通过凝结形成云雾并最终降水。降水滋润着地球上的植物和动物,并渗透到土壤中,形成地下水。植物通过根系吸收地下水中的营养物质,动物则通过饮水摄入水分和养分。水循环的作用是维持生物圈中的水资源的平衡,并提供生物生存所需的水分。
2. 碳循环
碳是构成生物体的基础元素,碳循环直接关系到生物圈中的能量传递和物质转化。植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转化为有机物质,同时释放出氧气。动物通过食物链摄入植物产生的有机物质,进行呼吸作用释放出二氧化碳。当生物体死亡后,其尸体中的有机物质又会通过分解作用转化为二氧化碳。碳循环的过程中,地球大气中的二氧化碳含量得到平衡,为生物的生存提供了基础物质。
3. 氮循环
氮是生物体合成蛋白质和核酸的重要元素,而氮循环是调控氮在生
物圈中的转化过程。植物通过根系吸收土壤中的氮元素,转化为氨基
酸等有机氮化合物。动物通过食物链摄入植物产生的有机氮化合物,
利用其中的氮合成自身的蛋白质。当动物排泄物中含有尿素等有机氮
化合物时,它们会通过分解作用转化为无机氮化合物,再被植物吸收
利用。氮循环的正常进行有助于维持生物圈中氮元素的平衡。
生物生态系统中的能量流动与物质循环
生物生态系统中的能量流动与物质循环
生物生态系统是自然界中各种生物相互作用和相互依存的生态系统。在这个复杂的系统中,能量流动和物质循环是相互作用的两个重要方面。能量流动和物质循环的平衡与稳定对于维持生态系统的健康和生
物多样性至关重要。
一、能量流动:
能量是生物活动的基础,通过光合作用、化学能和热能等形式存在
于生态系统中。能量在生物体内通过食物链的传递和转化而不断流动。
1.1 光合作用:
光合作用是能量转化的最初来源。通过植物的叶绿素吸收光能,将
二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。光合作用是生物生态系统中最重
要的能量转化过程,提供了大部分生态系统所需的能量。
1.2 食物链:
食物链描述了生物体之间的能量流动关系。在一个典型的食物链中,植物是第一生产者,它们通过光合作用产生能量,并成为其他生物的
食物。然后是一级消费者(草食动物),二级消费者(肉食动物)以
及可能存在的更高级消费者。能量从一个级别转移到另一个级别,同
时也有部分能量通过代谢以热能的形式散失。
1.3 金字塔结构:
在能量流动中,存在着能量金字塔结构。金字塔的底部是能量的最大来源,也是能量转化效率最高的层级,随着食物链的升级,能量逐渐减少。这意味着一个生态系统中能够维持的生物种类会越来越少。
二、物质循环:
物质循环是生物生态系统中的另一个重要过程。通过物质循环,生物体能够利用和重新利用有限的资源,并保持环境的平衡。
2.1 水循环:
水循环是物质循环中最基本的过程之一。它描述了水分在大气、地球表面和生物体之间的循环过程。水蒸气通过蒸发、降水和融化等方式在不同的媒介之间转移,为生物提供养分和水分。
能量流动和物质循环的基本规律。
能量流动和物质循环是生态系统中的两个基本过程,它们有着自己的基本规律。
能量流动的基本规律:
一方向性:能量在生态系统中呈现单向流动的趋势。太阳是地球上生态系统能量的主要来源,通过光合作用被植物吸收,并向食物链中的其他生物传递。能量在生态系统中从生产者向消费者逐级传递,最终以热能的形式散失。
能量逐级转化:能量在生态系统中通过食物链逐级转化。能量从植物通过食物链传递给草食动物,再传递给肉食动物,形成食物链的级联结构。每个级别的生物通过摄取其他生物来获取能量,同时将部分能量通过代谢消耗。
能量损失:能量在转化过程中存在损失。每个级别的生物都会消耗一部分能量用于维持生命活动,如呼吸、运动和生长。因此,能量在食物链中逐级减少,形成能量金字塔的结构。物质循环的基本规律:
循环性:物质在生态系统中呈现循环的趋势。无论是无机物还是有机物,都会在生物和非生物之间不断循环和转化。例如,水循环中的水分从地表蒸发成为水蒸气,形成云和降水,再流回地表水体。碳、氮、磷等元素也在生物体内和环境之间进行循环和转化。
生物参与:生物是物质循环的重要参与者。生物通过摄取、代谢和排泄等生命活动,参与了物质循环的各个过程。例如,植物通过光合作用吸收二氧化碳,并将其转化为有机物质,最终在死亡或被消费后释放出来,进入分解和再循环的过程。
平衡与失衡:物质循环在生态系统中趋向于达到动态平衡。物质的输入和输出保持相对平衡,使得生态系统内的物质组成相对稳定。然而,人类活动的干扰可能导致物质循环的失衡,例如过度使用化肥导致氮和磷的过量输入,或者森林砍伐导致碳循环中的失衡。
生态系统物质循环和能量流动的关系
生态系统物质循环和能量流动的关系
生态系统是指由生物群落、生物环境和非生物因素组成的一个综合体系,是一个相互作用、相互制约的整体。生态系统中的物质循环和能量流动是生态系统中最为重要的两个过程,它们之间存在着密切的关系。
一、物质循环
生态系统中的物质循环是指生物体内、生物体间和生物与非生物环境之间的物质转化和传递过程。其中,碳、氮、磷等元素的循环是生态系统中最为重要的循环过程。
1.碳循环
碳是生命体中的基本元素,是生态系统中最为重要的元素之一。碳循环是指碳在大气、水、土壤和生物体之间的转化和传递过程。碳循环的过程包括光合作用、呼吸作用、腐殖作用、化石燃料燃烧等。
在生态系统中,植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成有机物质,同时释放出氧气。而动物通过呼吸作用将有机物质转化成二氧化碳和水,同时释放出能量。腐殖作用是指有机物质在土壤中被微生物分解的过程,产生的二氧化碳会被释放到大气中。化石燃料燃烧是指化石燃料中的碳被氧化成二氧化碳和水,释放出能量。
2.氮循环
氮是构成生命体的重要元素之一,也是生态系统中最为重要的元素之一。氮循环是指氮在大气、土壤、水和生物体之间的转化和传递过程。氮循环的过程包括固氮作用、氨化作用、硝化作用、脱氮作用
等。
固氮作用是指将大气中的氮气转化成氨或有机氮的过程,这个过程主要由一些特殊的微生物完成。氨化作用是指将氮气转化成氨的过程,这个过程主要在土壤中发生。硝化作用是指将氨转化成亚硝酸和硝酸的过程,这个过程也在土壤中发生。脱氮作用是指将土壤中的硝酸还原成氮气的过程,这个过程主要由一些特殊的微生物完成。
物质循环与能量流动
物质循环与能量流动
在自然界中,物质和能量的循环与流动是维持地球生态平衡的重要
机制。物质循环指的是地球上各种物质的不断转化与再利用,而能量
流动则是指能量在生物圈中的传递和转化过程。物质循环与能量流动
紧密相连,相互作用,共同维持着地球上生物生存和繁衍的基本规律。
一、物质循环
1. 地球上的物质循环
地球上的物质循环主要包括水循环、碳循环、氮循环和矿物质循环等。水循环是指地球上水分在大气、陆地和海洋之间不断循环的过程,包括蒸发、降水、融化和地下水运动等。碳循环是指碳元素在地球大气、陆地、海洋和生物体内的相互转化和循环过程,其中包括二氧化
碳的吸收和释放等。氮循环是指氮元素在大气、土壤和生物体之间的
转化和循环,包括固氮、脱氮和氮肥利用等过程。矿物质循环主要是
指岩石的风化和生物的吸收利用过程。
2. 物质循环的意义
物质循环对地球上的生物圈起着重要的作用。首先,物质循环保持
了地球上各种物质的平衡,并使之能够持续地供应给生物使用。其次,物质循环促进了生物间的相互依存和合作,形成了复杂的生态系统。
最后,物质循环还能够稳定地调节环境中的温度、湿度、光照等要素,创造适宜的生存条件。
二、能量流动
1. 能量在生物圈中的传递
能量在生物圈中主要通过食物链和食物网的形式传递。食物链是指食物与被食物之间的直接关系,由食物的生产者、消费者和分解者组成。食物网是指食物链之间相互交错和连接形成的复杂网络。能量从食物链的下一级传递到上一级,直到最终达到食物链的顶端。在传递过程中,能量会随着产生损耗,使得每个级别的生物所获取到的能量逐渐减少。
生态系统中的物质循环和能量流动
生态系统中的物质循环和能量流动
在我们的地球上,所有生物体都生存在一个庞大而复杂的系统之中——生态系统。生态系统是由生物和非生物因素组成的,其中包括了生物种群、栖息地、食物链、水循环、氮循环等等。
在这个系统内,对于生物生存来说,物质循环和能量流动是至关重要的。物质
循环是指,在一个生态系统内,各种物质依据不同的途径和方式进行着不断的“传递、转化、再利用”,最终,形成完善的循环。而能量流动则是指,生物体获得能
量的过程,以及能量在食物链中依据一定的规律传递和消耗的过程。
一、物质循环
生态系统内的物质循环主要有三种:碳循环、氮循环及水循环。这些循环保证
了生态系统中物质的“孕育—利用—再利用”这个基本循环过程。
(一)碳循环
碳元素是生物体中最为重要的化学元素之一,同时,在自然界中,它也是循环
最为频繁的元素之一。碳循环的过程主要包括了生物吸收、利用和排放碳元素、以及向大气中释放二氧化碳。
首先,二氧化碳由大气中的二氧化碳被光合细菌和植物吸收,这些植物利用太
阳能将二氧化碳转化为糖分,而糖分再被其他的植物或者动物所摄取。接着,当这些动植物死亡后,它们体内的碳元素将在腐生作用中释放出来,最终回到了大气中。
此外,由于人类的工业和农业活动,以及一些天然的地理气候变化,大量的二
氧化碳被释放到了大气中。这也导致了碳循环中某些过程的扰动,如太阳辐射的反射,导致了臭氧层的缺失和气候变化。
(二)氮循环
氮在生态系统中的作用非常重要,它是组成蛋白质的基本元素。而地球上大部
分的氮元素都是以气态的氮气(N2)存在于空气中的,必须经过困难的过程才能转化为可利用的无机氮(NH4+和NO3-)。
物质循环与能量流动的关系
物质循环与能量流动的关系
物质循环和能量流动是生态系统中两个非常重要的过程。它们之间的关系非常密切。
物质循环是指生态系统中物质元素从一个生物体向另一个生物体传递的过程。这包括了碳、氮、磷、硫等元素的循环。这些元素在生命体内起到至关重要的作用,例如构成蛋白质或核酸等生物分子。在生态系统中,这些元素通过食物链的方式从一个生物体传递到另一个生物体,最终被分解成无机物质再次进入生态系统循环。物质循环是维持生态系统中生物多样性和生态平衡的重要过程。
在物质循环的过程中,能量的流动起到了至关重要的作用。能量在生态系统中以太阳能的形式输入到生态系统中,然后逐级转化为化学能,最终转化为热能释放到环境中。在食物链的每个级别中,只有10%左右的能量被有效利用,其余的能量通常被转化为热能散失到环境中。因此,能量流动是维持生态系统运转的基础,也是物质循环的动力。
综上所述,物质循环和能量流动是生态系统中密不可分的两个过程。物质循环通过食物链的传递方式维持生态系统中元素的平衡循环,而能量流动则是驱动这些物质循环的动力。只有在这两个过程的协同作用下,生态系统才能保持稳定和平衡。
能量流动和物质循环【详解精解】
吸 收
土壤或水体中 的SO42-
动植物遗体碎 屑、排出物 火山 爆发 石油等化 石燃料
分解者
归 纳:
1、大气中 SO2的来源:
化石燃料的燃烧
火山爆发
微生物的分解作用
2、S进入生物群落的方式:
(1)一部分被绿色植物吸收(SO2)。 (2)一部分与大气中的水结合,形成H2SO4, 随降水落入土壤或水体中,以硫酸盐的形式被植 物的根系吸收 。
根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算: 猫头鹰
牧草
鼠
蛇
如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则 1 猫头鹰最少能获得______焦耳能量, 最多 40 能获得______焦耳能量.
小结
生 态 系 统 的 能 量 流 动 概念 指生态系统中能量的输入、传递、 转化和散失过程。 过程 单向流动 特点 逐级递减 传递效率10%~20%
实践 意义
1、帮助人们科学规划、设计人工生态 系统,使能量得到最有效的利用。 2、使能量持续高效地流向对人类最 有益的部分。
跟踪反馈:
1.流经生态系统的总能量是(
说一说
能量金字塔可以说明 什么问题?
在一个生态系统中,营养级 越多,在能量流动的过程中 消耗的能量就越多,能量流 动是单向、逐级递减的。
学以致用
请分析讨论:
用能量流动的原理, 解释谚语“一山不 容二虎”隐含的道理。
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碳循环
碳在大气圈和生物群落中的存在形式? CO2、有机物
CO2如何从无机环境进入生物群落? 绿色植物光合作用
在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传 给下一个营养级?
通过捕食关系 生物群落中的碳以什么途径回归大气圈?
主要是呼吸作用
大气中CO2的含量为什么持续增加? 大量燃烧煤和石油等化石燃料
无机环境开始 ,经生产者、消费者和分解者,又
回到无机环境的循环过程。这就是生态系统的物质
循环。
无机环境
分解者
(C H O N)
生产者
消费者
2.类型: 碳循环、氮循环、水循环、 3.特点:周而复始的,物质重复利用。
1.循环路线
碳循环
生产者
消费者
大气中的CO2
分解者
1)主要生理作用:光合作用、呼吸作用
假设你流落在不毛的荒岛上,随身尚存 的只有少量的玉米和一只母鸡,那里除了能饮 用的水外,几乎没有任何食物。以下哪种生存 策略能让你维持更长的时间来等待救援:
1. 先吃鸡,然后吃玉米 2. 先吃玉米,然后吃鸡 3. 用玉米喂鸡,然后吃鸡 4. 用玉米喂鸡,先吃鸡蛋,然后再吃鸡
生态系统的能量流动
生态系统中的能量从哪里来? 能量通过什么方式进入生态系统?
C.次级消费者
D.分解者
在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全
部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,
则a、b、c之间的关系B是( )。
A. A = b + c
B. a > b + c
C. a < b + c
D. c = a + b
假设一个生态系统的总能量为100%,按20%传递 效率计算,第三营养级和三级消费者所获得的能量
能量的散失:能量在流动过程中有一部分通过呼
吸
作用等散失了
能量流动的特点:能量在流动过程中是依次递减
的
营养级越高获取的能量越少
能量流动是单项的,是不可的
研究意义及应用:帮助人们合理地调整生态系统
中能量流动的关系,是能量持续高效地流向对人
类有益的部分。
物质循环
1.概念 组成生物体的C、H、O、N 等化学元素从
1.能量流动的起点
生产者通过光合作用固定太阳能
2.流经生态系统的总能量
生产者固定的太阳能的总量
3.能量流动的途径(渠道)
食物链和食物网
4.能量的散失
主要是通过呼吸作用
太阳能
118872 cal/(cm2.a)
分解者 3.0 总计:3.5
生产者 111.0 cal/(cm2.a) 15.0
0.5
植食类 动物
生态系统的能量流动
一、能量流动概念: 能量不断沿着太阳→植物→植食动物→
肉食动物→顶位肉食动物的方向流动
生态系统中能量的 输入、传递、散失的过程。
能量金字塔:
第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级
若每个营养级获取的能量全部用于增加体重,能量传递 效率按10%计算,则如果使D鱼体重增加1kg,最多需浮游 植物约 1000kg 。
物质循环与能量流动的关系
1. 能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合 成和分解等过程;
2. 物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(食物网) 流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落 和无机环境之间循环往返。
在生态系统的能量金字塔中,贮存能量最多的成分
是( A )。
A.生产者
B.初级消费者
思考
问题一:为什么0.5Kg青菜的价格 要比0.5Kg鸡肉便宜?
问题二:用0.5Kg青菜喂鸡,能不 能使鸡长0.5Kg肉?
能量流动原理的应用
三、研究能量流动的实践意义: 持续高效流向对人类最有利的部分
生态系统的能量流动(小结)
能量流动的起点:是从生产者固定太阳能开始的
能量流动的途径:是通过食物链和食物网传递的
为
什
么
说
一
山
难
鼬
容
二
虎
?
生态系统的能量流动图解:
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
生产者 (植物)
初级消费者 (植食动物)
次级消费者 (肉食动物)
… 三级消费者
(肉食动物)
分 解者
思考:
呼吸
1.图中的箭头有哪些含义? 2.各营养级的能量来源是什么? 3.初级消费者体内的能量有哪些去路?
生态系统的能量流动 二、过程及特点
二、 能量流动过程及特点
1.能量流动的起点
生产者通过光合作用固定太阳能
2.流经生态系统的总能量
生产者固定的太阳能的总量
3.能量流动的途径(渠道)
食物链和食物网
4.能量的散失
主要是通过呼吸作用
5.能量流动的特点及传递效率
单向流动,逐级递减;传递效率一般为10%
植物 -> 牛 -> 人
植物 -> 人
15.0
微量
肉食类动物
3.0
3.0
23.0
未固定 118761 cal/(cm2.a)
4.5 70.0
呼吸作用 总计:29.3
7 1.8 1.2
未利用 总计:78.2
流经生态系统的总能量: 111 cal/(cm2.a) 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 13.5% 由第二营养级传递给第三营养级效率为 20%
应为( C )。
A.4%和4% B.0.8%和0.8% C.4%和0.8% D.10%和4%
森林中,螳螂捕蝉,黄雀在后,可构成一条食物链。如果
黄雀增加体重10克,按理论计算,最多需要蝉( C )。
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A.10克 C.1000克
B.100克 D.10000克