能量流动和物质循环用
能量流动和物质循环
焦，从理论上推算，初级消费者所获得的总能量最多为 1.6x109 千焦。 （4）在一定限度内，该生态系统中的这四种生物以及其他生物的 数量和所占比例能在较长时间内维持在一个相对稳定的状态。这说 明生态系统具有一定的 自动调节 能力。
8、图7-13是生态系统的碳循环示意图，请回答：
（1）大气中的二氧化碳通过 光合作用转化为有机物 （2）图中的生产者、消费者和 分解者 在生命活动中通 过 呼吸作用 作用将体内的有机物分解成 二氧化碳等 放 无机物 回大气中。 （3）图中A代表天然气、石油、煤炭等化石燃料，通过 开发利用（燃烧），又将它们转变成 二氧化碳 释放到 大气中。对化石燃料过度的开发利用，是造成 温室 效应 的主要原因之一。 （4）在生态系统中，碳元素主要以 气 体状态进行循环， 能量流动结合在一起进行的。 碳循环始终与
7、能量流动的特点是 单向流动，逐级递减。营养级之间能量 传递的效率大约是 10-20% ，所以大多数食物链只有 3-4 个营养级。 因此，营养级越高， 越少， 越少， 生物数量 有机物含量 越少。 能量 8、分析与研讨：下图是农业人工生态系统模式图，分析研究生态 系统的能量流动有何意义？ 研究生态系统的能量流动，可以 帮助人们合理有效的调整生态系 统中能量流动的关系，使能量 的流向对人类 最有益 的部分 的。实现对能量的 多级 利用， 大大提高能量的利用效率。
3、下图表示其生态系统中物质循环的过程，请分 析回答：
（1）图中表示的生理过程在实质上一致的有 ① ③ ④ . 水 （2）⑤表示的物质是 。B、C是生态系统中 消费者 的 。该生态系统中构成的食物链 是 A B C ，能够使光能流入该生态系统的生物 是图中的 。 A
4、根据下图回答问题：
大气中的CO2库
高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动、物质循环
考点一 生态系统的能量流动
5、能量流动的相关计算——生态系统中能量的相关计算 • 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[
单位为103kJ/(m2·a)]，据图分析： (3)生产者→植食性动物、 植食性动物→肉食性动物的 能量传递效率分别是多少？ (结果保留一位有效数字)
生产者→植食性动物的能量传递效率： 植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量 ×100%＝(16－2)/110× 100%≈12.7%；
生态系统 对人类最有益的部位
采取措施
森林
优质木材
适量砍伐
草原
肉、奶、优质皮革
适度放牧
农田
农作物
清除杂草、除虫
湖泊
鱼类
适度放养、适时捕捞
考点一 生态系统的能量流动
• (2021年湖南六校高三联考)如图甲表示食物链上能量流动的部 分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。
下列有关叙述正确的是
( B)
A．图甲中草到兔的能量传递效率为(能量②/能量①)×100%
考点二 生态系统的物质循环
✓ 碳循环
非生物环境 （ CO2 ）
光合作用、化能合成作用 呼吸作用、微生物分解作用
生物群落 （有机物）
非生物 环 境 （CO2）
呼光
呼
微
吸合
吸
生 物 的 分
作作
用用
捕食
生产者（有机物）食物链（网）
作
燃
用
烧
消费者（有机物）
解
作
用
分解者
煤、石油
考点二 生态系统的物质循环
✓ 物质循环的概念
单向流动
①只能沿食物链由低营养级流向高营养级 ②以热能形式散失的能量无法再被利用
生态系统的能量流动和物质循环.
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字 塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费 者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形 状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统 的稳定性。
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[例1] (2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米
子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加
工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪
便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为
种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养 级时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量 损耗越大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
9-4 生态系统能量流动和物质循环
第九单元 第四讲
生态系统的能量流动与物质循环
考点一：生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （1）输入 源头：太阳能。 起点：从 生产者固定太阳能 开始。 总能量： 生产者固定的全部太阳能。
（2）传递 传递渠道： 食物链和食物网。 形式：有机物中的化学能
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级 除外)；c.被分解者分解利用。 ②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.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下 一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部 分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限 的时间“还没来得及被利用的能量”。
能量传递效率与能量利用率的区别
下一个营养级同化的能量
1.能量传递效率=
上一个营养级同化的能量
（10％～20％）
2.能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量 占生产者能量的比值或流入最高营养级的能量 占生产者能量的比值。
考法二 能量流动效率复杂计算归类
1. 涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为 A→B→C→D
能量流经第二营养级示意图
呼吸作用以热能形式散失
同化量
初级消费者 摄入量
用于生长、 发育、繁殖
粪便量
下一营养级 分解者分解 未利用
注意： ①入量=同化量＋粪便量
②消费者粪便中的能量不属于该营养级同化的能 量，属于上一营养级的能量
能 量 流 粪便
初级消费者 摄入
经
能量流动和物质循环
生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→…
2、逐级递减：相邻两个营养级间的 能量传递效率为10％～20％
＝
下一营养级同化的能量 上一营养级同化的能量
×100%
能量为什么会逐级递减?
流入某一营养级的能量主要有以下去向:
①呼吸作用散失 ②分解者分解 ③未被利用 ④流入下一个营养级
能量金字塔：
低
高
微量
太阳能 生产者 ห้องสมุดไป่ตู้2.8 464.6
2.1
植食性动物
62.8
12.6
肉食性动物 12.6
未
293 18.8 96.3
29.3 7.5 5.0
固 定
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
生态系统能量流动的特点
1、单向流动：不可逆
a.捕食关系 b.呼吸作用所产生的热能 不可逆转 不能被生物群落重复利用
者的量为y,那么x与y的关系可表示为( C )
A.y=90ax+10x B.y=25ax+5x C.y=20ax+5x D.y=100ax+10x
一、生态系统的物质循环
这里的物质是指？ 在哪两者之间循环？ 这里的生态系统是指？生物圈
生物 群落
组成生物体的化学元素 反复循环
无机 环境
特点： 全球性，循环性
能
营
量
养
级
高
低
数量金字塔
鸟 昆虫 树
生物量金字塔
生物量(现存生物有机物的总量) 沿食物链流动逐级递减
如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短， 又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游 植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。但 这并不是说流经生产者这一环节的能量比流经浮游动物 的要少。
第2、3节 生态系统的功能——能量流动与物质循环
呼吸消耗同化生长发育和繁殖和散失的过程。
消费者同化能量属于该营养级同生长、发 (f)+ ，即消费者同 ；若为四部分之和 图示2：1．能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。
总能量：生产者固定的全部太阳能的总量 2．能量流动的渠道：食物链和食物网。
3、每一营养级能量去路：① 自身呼吸作用消耗的 ；② 流向下一个营养级③被分解者利用 4．能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失)。
5．能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。
6．能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)。
能量散失的主要形式：热能。
7、箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。
二、能量流动的特点1. ：原因: ① ；②2. ：原因: ①自身呼吸消耗； ②分解者分解；③未被利用。
能量在沿食物链流动的过程中传递效率大约为 。
计算方法：能量传递效率= 【特别提醒】 1、2、根据能量流动的递减性原则，在建立与人类相关的食物链时，应尽量缩短食物链。
3．能量流动模型——生态金字塔能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散一株大树上,鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量（用质量来表示）可能低于浮游动物的生物量三、研究能量流动的意义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.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。
【对应练习】1、下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是（）A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分B.能量伴随着物质而循环流动C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能量从无机环境流入生物群落D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量2.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①~④表示相关过程能量流动量。
生态系统中的能量流动和物质循环
气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的 驱动，并能依赖于水循环。生态系统中的物质循环，在自 然状态下，一般处于稳定的平衡状态。也就是说，对于某 一种物质，在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多 数气体型循环物质如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大 气蓄库，它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。 例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加， 则通过空气的运动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量 的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。 硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是 因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝， 因此不易被调节。所以，如果在循环中这些物质流入蓄库 中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。
能量金字塔
能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量 数值，按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形，称 为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系统中， 营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量也就越多； 营养级越高，得到的能量也就越少。在食物链中营养级 一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。 能量的研究意义 研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系 统中的能量流动关系，使能量持续高效地流动向对人类 最有益的部分。在农业生态系统中，根据能量流动规律 建立的人工生态系统，就是在不破坏生态系统的前提下， 使能量更多地流向对人类有益的部分。
（4）水华:水华也叫水花、藻花，是湖泊、 池塘等淡水水体中某些蓝藻过度生长的水 污染现象。水华的发生，主要由于氮、磷 等植物营养元素过多所致。（5）赤潮：赤 潮也叫红潮，是因海水的富营养化，致使 某些微小的浮游生物突然大量繁殖和高度 密集而使海水变色的现象。（6 ）生物入侵： 生物入侵在自然界中是普遍存在的，它是 指一种生物进入到以往未曾分布过的地域 并且能够繁衍后代的现象。
生物圈中的能量流动与物质循环
生物圈中的能量流动与物质循环生物圈是地球上所有生物生存的环境，其中的能量流动与物质循环是生态系统中重要的基本过程。
能量流动指的是能量在生物圈中的传递与转化，物质循环则是各种元素在生物圈中循环利用的过程。
这两个过程相互作用，共同维持着生态系统的平衡和稳定。
一、能量流动能量在生物圈中的流动遵循着能量传递的法则。
光合作用是能量在生物圈中的主要来源，它将太阳能转化为化学能，并由此滋养着地球上的所有生物。
光合作用发生在植物细胞中的叶绿体中，通过光能转化为化学能的同时，释放出氧气。
这里，能量由光能转化为化学能，进而通过食物链的传递一环一环地传递下去。
食物链是能量在生物圈中传递的关键环节。
能量在食物链中随着食物的摄入、消化和吸收而转移，以此滋养着各种生物体。
食物链通常分为植物-草食动物-食肉动物的层次，能量由一级生产者（植物）传递到高层消费者（食肉动物）。
在食物链中，能量随着食物的消耗逐渐损失，转化为动物的生命活动、繁殖和生长发育等形式。
最终，能量以热能的形式散失到环境中，不能再被生物利用。
能量流动还体现在食物网中的相互关系上。
食物网是由多个食物链相互连接而成的网络结构，其中的生物通过多种吃与被吃的关系来维系生态平衡。
通过食物网的连接，能量在各个环节中传递与转化，从而形成了一个复杂而稳定的生态系统。
二、物质循环物质循环是生物圈中各种元素在生物体和非生物环境之间的转移与循环过程。
其中，水、碳、氮、磷等元素的循环是最为重要的。
水循环是物质循环的基础。
在生物圈中，水在大气、陆地和海洋之间进行着循环。
太阳能的作用下，水从地表蒸发形成水蒸气，逐渐上升形成云，最终通过降水回到地表，重新进入生物圈中的水生物体和陆地生物体中。
碳循环是维持生物圈中生物生存和地球气候稳定的基础循环之一。
碳通过光合作用和呼吸作用在生物圈中循环。
植物通过光合作用从大气中吸收二氧化碳，将其转化为有机物，释放出氧气。
而动物则通过呼吸作用将有机物与氧气反应，释放出二氧化碳。
生态系统的能量流动和物质循环
(4)下表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总量(106 J) 储存能量(106 J) 呼吸消耗(106 J)
A
900
200
பைடு நூலகம்
700
B
100
15
85
C
15
2
13
D
18
60
12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为________(J)， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。 从能量输入和输出来看，该生态系统的总能量是否增加？__ ______。
第 十第 八二 章讲
高考成功方案 第1步 高考成功方案 第2步 高考成功方案 第3步 高考成功方案 第4步
一、生态系统的能量流动 1．能量流动分析的基本思路(将种群作为整体来研究)
对于生产者来说，能量输入通过 植物的光合作用 ；对 于消费者来说，能量输入来自于 上一个营养级 。
2．能量流动的过程 (1)能量的输入：
(3) 大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用； 二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。
(4) 实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键因 素是生产者和分解者。
2．物质循环与能量流动比较
项目 形式
过程 范围 特点
能量流动
物质循环
光能→化学能→热能 (一般形式)
化学元素
沿食物链(网)单向流 在无机环境和生物群落间
生态系统物质循环过程、特点及相关原理在生 考点二
产实践中的应用 此考点在高考中经常结合能量流动以食物网、 生态农业等形式进行考查，题型包括选择题和非 考情 选择题；在全球减排、发展低碳经济的背景下， 解读 与碳循环相关的原理和过程的考查预计会成为 2013年高考热点。
生态系统的能量流动和物质循环
生态系统的能量流动和物质循环生态系统是由生物群落和非生物环境组成的动态平衡系统，其中能量的流动和物质的循环是维持生态平衡的重要机制。
本文将着重介绍生态系统中能量流动和物质循环的过程，以及它们之间的相互关系和重要性。
一、能量流动能量是生态系统中的基本要素，它驱动着生态系统中各种生物活动的进行。
能量在生态系统中的转化和流动可以通过食物链来解释。
食物链是将生物按照它们在食物关系中的地位和相互间的相互作用关系组织起来的。
比如，一个典型的食物链可以由植物、草食动物、食肉动物构成。
在这个食物链中，能量从植物开始流动。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，存储在其体内的有机物中。
当草食动物吃下植物时，植物体内的能量也被转移到了它们的体内。
随后，当食肉动物捕食草食动物时，能量又被传递给了食肉动物。
这样，能量就通过食物链逐级传递。
然而，能量在流动的过程中并不会完全转化。
根据生态学的能量流动规律，每个能量级之间只能保留约10%的能量，其余的能量会以热量的形式散失。
因此，由于能量转化效率的限制，食物链中的每个能量级数量都比前一个能量级少，从而形成生态系统中能量的流动和传递。
二、物质循环物质循环是生态系统中重要的生物地球化学过程，它包括了有机物和无机物的生物转化、迁移和再利用。
通常，物质循环可以通过碳循环、氮循环和水循环来说明。
碳循环是生态系统中最重要的物质循环之一。
通过光合作用，植物将大气中的二氧化碳转化为有机碳，然后通过呼吸作用释放出二氧化碳，使之再次进入大气。
这样，碳在大气和生物体之间持续循环。
此外，当植物和其他生物死亡后，它们的有机碳会通过分解或矿化的过程，再次回归到土壤中的无机碳汇中。
氮循环是生物体内氨基酸和蛋白质的形成和分解的过程。
在氮循环中，氮通过植物吸收后被转化为蛋白质，并且传递到其他生物体内。
当植物和动物死亡后，其体内的氮会被分解为氨气并释放到大气中，或被细菌转化为无机氮化合物并再次进入土壤。
这个过程使氮在大气、土壤和生物体之间循环。
生态系统中物质循环和能量流动的特点
生态系统中物质循环和能量流动的特点
生态系统是一个有机的整体，它包含着大量的物质和能量循环以及环境间的连接和相互影响。
物质和能量在生态系统中发生不断的循环，使各种物质和能量被不断重复利用，从而形成稳定的生态系统。
以下是关于生态系统中物质循环和能量流动的特点。
首先，物质循环是指物质在生态系统中流动的过程。
物质可以从植物、动物或者其他环境中被摄取，在生态系统中不断的在分子、细胞的层次被转化，再从环境中释放出去，形成一个循环。
由于物质的流动性，当有些物质被消耗掉时，就可以通过从环境摄取被补充，从而维持环境的稳定。
其次，能量流动是指能量在生态系统中流动的过程。
能量的源头主要来自太阳辐射，根据地球热量的分布特点，可以将太阳辐射的能量转化成水流动中的动能，以及植物通过光合作用转化出的热能和化学能等。
这些能量在生态系统中不断的被重复利用，使得环境的能量平衡得以维持，从而使生态系统稳定运行。
此外，生态系统中物质和能量的循环还受到其他因素的影响。
比如，污染、灾害等因素会对物质循环和能量流动产生破坏性影响，使生态系统的稳定性受到破坏。
综上所述，生态系统中物质循环和能量流动是环境的重要特征，它们是环境的稳定性得以保持的重要因素。
因此，为了保护环境，必须加强对生态系统中物质循环和能量流动的观察和研究，制定针对性更有效的环境保护政策措施，以维护环境的稳定性。
能量流动与物质循环的关系
三、信息传递在农业生产中的应用
讨论：信息传递在农业生产中的应用有 哪些？
1.提高农产品或畜产品的产量
例1
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可 以提高果树的传粉效率和结实率。P108相关信息
例2
养鸡业在给鸡增加营养的基 础上延长光照时间，可以提高 产蛋率。
10:01
三、信息传递在农业生产中的应用 2.对有害动物进行控制
太阳
太阳每天照射到地球的能量，大约只 有1%以可见光的形式，被绿色植物利 用，通过光合作用转化成化学能，固 定在有机物中。
生产者固定 的太阳能
自身呼吸以热能散失 遗体、 分解者 残枝败叶 被初级消费者摄食（下传）
能量流经第二营养级时的分流情况总结如下：
由上图可知：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：①自身呼吸消耗；②流入下一营 养级；③被分解者分解利用；④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(即d)将保留到下一年。
• • • • • •
⑤碳返回无机环境的途径： a.生产者、消费者的呼吸作用 b.分解者的分解作用 c.化石燃料的燃烧 ⑥碳由生物群落回到无机环境的形式：CO2 ⑦碳在无机环境和生物群落间循环的主要 形式：CO2
A:大气中二氧化碳库 D：生产者 F:初级消费者 E：次级消费者 B：三级消费者 C：分解者
四、能量金字塔P96
营养级和能量的关系（反比）
三级消费者（第四营养级） 次级消费者（第三营养级） 初级消费者（第二营养级） 生产者（第一营养级）
湖泊生态系统能量金字塔
三、生态金字塔
（ 1 ） 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明 食物链中能量流动的情况，三者统称为生态金字塔。 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
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。
2. 能量流动的意义能量流动对生物圈中的生物生存和繁衍至关重要。
通过食物链和食物网的形式，能量得以从一个生物转移到另一个生物，维持着生物体内各种生命活动的进行。
同时，能量的流动也导致了生物之间的相互作用和竞争，促进了物种的进化和适应，维持了生物多样性和生态平衡。
三、物质循环与能量流动之间的关系物质循环与能量流动是密不可分的。
必修3 521生态系统的能量流动和物质循环
物质循环和能量流动的区别和联系
项目
能量流动
物质循环
形式 含碳有机物
组成生物体的基本元素
土壤中是否含有微生物
A
A1 不变蓝 A2 产生砖红色沉淀
B
B1 变蓝 B2 不产生砖红色沉淀
【提醒生】态流入系各统级消的费能者的量总流能量动是指各级消费者在进行同化作用
过程中所同化的物质中含有的能量总和，消费者粪便中所含有的能 量(不1)能定计量入不排定便时生分物析所：同流化入物某质一中营的养能级量的。一定量的能量在足够长
的时间内的去路可有三条：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级 ；③被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终 都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能 ，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
研究能量流动的意义: 设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流
向对人类有益的部分。
饲 料
秸秆
种植食 用菌
粪
燃 研究可能以量帮流助动沼人的渣们意科义学: 规划，设计气人工生态系统， 使能量得到最沼有液效的利沼用气池（实现对能量的多级利 用，大大提高能量的利用率）。
14:42:01
生态系统的能量流动
(1)能量来源 ①生产者的能量来自于太阳能。 ②各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量＝摄入量－ 粪便中所含能量)。 (2)能量去路 ①每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另 一部分以热能散失。 ②每个营养级生物的一部分能量流到后一个营养级中。 ③每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分 解而释放出来。 ④未利用能量(现存量：最终被分解者利用，也可归为③)。
生态系统的能量流动和物质循环
能量沿食物
象征 含义 链流动过程 中具有逐级 递减的特性 食物链中每
升高而逐级
递减
物链流动逐
级递减
每一阶
含义
一营养级生
物所含能量 的多少
每一营养级
生物个体的 数目
每一营养级
生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右
量中，只有10%～20%的能量流入到下一个营养级。
计算方法为：能量传递率＝ ×100%。
4.生态金字塔类型
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 形，有时会出现 倒金字塔形
一般为正金字 塔形
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔 生物个体数 目在食物链 中随营养级
生物量金字 塔 生物量(现存 生物有机物 的总量)沿食
得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内
所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[答案] (1) (2)无 (3)玉米 它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃 捕食与竞争 CO2 捕食 太阳能
玉米子粒)
(4)减少
改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环
节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少
[课堂笔记]
(1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。
(2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获
植物的物质循环与能量流动
植物的物质循环与能量流动植物是地球上最重要的生物之一，它们通过光合作用吸收太阳能，并将其转化为化学能，进而驱动植物的生长与发育。
除了能量的流动，植物还参与着物质的循环，促进着整个生态系统的平衡与稳定。
本文将探讨植物的物质循环与能量流动的相关过程与重要性。
一、光合作用与能量流动光合作用是植物将太阳能转化为化学能的过程，其基本方程式为6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2。
在光合作用中，植物吸收二氧化碳和水，通过叶绿素等色素的介导将光能转化为碳水化合物，并释放氧气。
这个过程不仅为植物提供了能量，也为整个生态系统提供了重要的氧气资源。
通过光合作用，植物不仅能够提供自身生长所需的能量，还能将过剩的化学能转化为有机物质，并通过食物链传递给其他生物。
例如，食草动物通过摄食植物，将植物所储存的能量转化为自身的生物能，并成为肉食动物的食物来源。
能量随着食物链不断传递，最终返回到生态系统中。
因此，光合作用是地球上能量流动的基础，也是维持生物多样性和生态平衡的重要过程。
二、植物的物质循环物质循环是指在生态系统中，某种物质在生物和非生物介质之间不断流动的过程。
植物作为生态系统中的重要组成部分，参与着多种物质的循环过程，如水循环、氮循环和碳循环等。
2.1 水循环水循环是指水在地球上不断循环的过程，包括蒸发、降水、地下水和河流水等。
植物通过根系吸收土壤中的水分，并通过蒸腾作用将水分蒸散到大气中。
这些水分最终会形成云，降落为雨水，进入到地表水和地下水中。
植物在整个水循环中发挥着重要的作用，不仅提供水分给其他生物，还通过蒸腾作用调节气候和维持地球的水平衡。
2.2 氮循环氮是植物生长所必需的重要元素，而大气中的氮气不能直接被植物利用。
植物通过根系吸收土壤中的氮元素，将其转化为氨基酸等有机物质，并将其储存起来。
当植物死亡或被食草动物摄食后，氮元素会被释放出来，进入到土壤中。
一部分氮被细菌转化为氨和硝酸盐等形式，再通过植物根系重新吸收。
能量流动和物质循环【详解精解】
C)
A. 照射到该生态系统内所有植物体 叶面上的太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 C. 该系统全部生产者所固定的太阳 能的总量 D. 生产者传递给消费者的全部能量
跟踪反馈:
2.生态系统的能量金字塔中，构成塔基的 一般是( B ) A．初级消费者 C．次级消费者 B．生产者 D．分解者
3.初级消费者体内能量的去路不包括(
能量流动和物质循环的相互关系
能量流动 形 式 主要以有机物形式 物质循环 以无机物形式（基本元素）
（组成生物体的基本元素在生物 群落与无机环境间反复循环）
特 点 范 围
联 系
单向流动逐级递减 生态系统的各营养级
反复循环维持生态平衡
具全球生物圈
能量流动和物质循环二者相互伴随， 相辅相承，是不可分割的统一整体。
氨化作用
硝化 细菌
硝化作用
归纳： 1、大气中的氮气进入生物群落的途径？
生物固氮、高能固氮、工业固氮
2、生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢？ 以有机氮形式来传递。
3、生物群落与无机环境之间以什么形式循环的？ 有何特点？
N2、NO3-、NH3
反复循环
4、氮循环中有哪几个主要的过程？ 1）固氮作用 2）有机氮合成作用 3）氨化作用 4）硝化作用 5）反硝化作用
B
)
A．用于自身的生长、发育和繁殖 B．被第一营养级的其他生物所获得 C．以热能的形式散失 D．被分解者分解释放到环境中去
4.根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗 最少，人们应采用哪种食物结构（ C ） A．以禽类、蛋类为主 B．以淡水养殖的鱼、虾为主 C．以谷物和植物蛋白为主 D．以猪肉等家畜肉类为主
生产者所固定的太阳 3.流经生态系统总能量： 2.能量流动的起点和渠道是什么？ 能的总量(约占1%)
生态系统的能量流动和物质循环
2．逐级递减 (1)每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级 利用。 (2)各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部 分能量，供自身利用和以热能形式散失。 (3)各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。 特别提醒 由于重金属、DDT等农药在营养级中不被分解，故沿能 量流动逐级递增，此现象被称为生物的富集。
类型
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
特点
一般呈 正金字塔形
能量沿食物链 流动过程中具 有逐级递减的 特性
一般为 正金字塔形
生物个体数目 在食物链中随 营养级升高而 逐级递减
一般呈 正金字塔形
生物量(现存生 物有机物的总质 量)沿食物链流生物所 含义 含能量的多少
若美洲狮的食物 2/3 来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体 重每增加 3kg，至少需要消耗青草____________kg。 【解析】 至少需消耗青草量应为： 1/3×3÷ 20%÷ 20%÷ 20%＋ 2/3×3÷ 20%÷ 20%＝125＋50＝175(kg)。 【答案】 175 正确解答本题的关键是弄清食物链中的食物比
1．定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够 长的时间内的去路可有三条： (1)自身呼吸消耗；(2)流入下一营养级；(3)被分解者分解 利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形 式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才 能保证生态系统能量流动的正常进行。
2．定量定时分析：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：(1)自身呼吸消耗；(2)流入下一营养 级；(3)被分解者分解利用；(4)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，第(4)部分的能量将保留给下一年。
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能量是怎样流入生态系统的？
通过生产者的光合作用流入的
什么是营养级？ 食物链上的每一个环节都叫做一个营养级
生态系统的能量流动:
生态系统中能量的_输__入_， _传__递__， ___散__失__的过程，称为生态系统的能量流动
设法调整能量流动关系
研究的目的
使能量流向对人类最有益的部分
能能量量流流动动的的过过程程
源头：阳光
流动总能量： 生产者固定的全部太阳能
流动途径：沿食物链（网）逐级流动 能量流动的特点
单向流动，不可逆的，逐级递减。
环境各种物质 → 食物链（构成生物体） → 环境各种物质 (组成各种物质在生物与环境
之间如此周而复始地被反复利用，叫物质循环。)
物质作为能量流动的载体，能量推动物质循环， 联 系 二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的
统一整体。是互为因果关系。
右图是草原生态系统中
的一条食物链及能量流动
图解，回答问题。 ①图中D表示_太__阳_能__。
②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得 的能量是8千焦，传递给狼的能量为__1_.6___千焦。 ③图中各营养级通过A＿呼＿吸作用被消耗，通过B分＿解＿者＿ 利用，而B又通过C＿呼＿吸＿作＿用被消耗。
1、指出每个营养级能量的来源和去路。 2、能量能否逆向流动或循环流动？
3、随着营养级的升高，生物的数量如何变
来的自能生太量产阳 者化通作的？过用呼散为能吸失什量么来？自太通作阳过用能呼散吸失，各级消通作费过用呼散吸失 者能的量能在量沿来着自食上物一链流个动营的养过级程。中是逐渐
通递多过能每减，量呼个的在流吸营，能被动作养兔在量的吃用级一流掉特分的个 动点解生 的能是态 过有量：系 程机有单统 中物向三中 消流，个， 耗被动释去的营狐、吃放向能养逐掉能：量级级量也越一递，是减 供尸越越植生 体物多少命 流的，，残活入所生枝动到落以物叶的分营个需 解养 体要者级 的越 数；中兔高 量的二去遗， 就是；体储 越随三存 少排是的 。泄有能废一量物少也狐的、部遗体
设计能力
玉米收割之后，很多农民在田 内焚烧秸秆。从能量利用的角度分 析，这种做法合理吗？为什么？你 能设计一个合理利用的方法吗？
例如用秸秆做饲料喂牲畜，让牲畜的粪便 进入 沼气池，再将发酵产生的沼气做燃料， 沼气池中的沼渣做肥料，能实现对能量的 多级利用，从而大大提高能量的利用效率。
研究生态系统能量流动的目的
三级消费者
3
只鸟和鼹鼠
次级消费者
350 000 只蜘蛛\蚂蚁\捕食性甲虫
初级消费者
700 000
只植食性昆虫
生产者
5800000 株绿色植物
（（少不 但12，起 机） ）违个这点 物在 随背体说是、这着能大明从固块营量，了生定草养流固什产太地级动定么者 阳上 的规能问通 能能 升律量题过 开量 高。多？光 始流 ，因。合 的动 生为作 。物的树用的起木制数点数造量在量有越哪虽来里少越？， （3）说在明一了棵能大量树在上传，递有过无程数中的沿昆食虫物和链几各只小 鸟，个这环种节现逐象级是递否减违。背了能量流动的规律？
分能量，通过食物链流入到下一个营养
级。
通过分解
第四营养级
10千焦
第三营养级
100千焦
第二营养级
1000千焦
第一营养级
10000千焦
低
高
营
能
养
量
级
高
低
1/10定律又叫能量金字塔定律
学以致用
有人详细统计了1公顷草地上各个营养级生物 的数量，并根据这些数据绘制了示意图。
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 合理地调整生态系统中能量流动的关系， 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
生态系统的 能量流动
能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能
能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能
能量流动的途径：食物链或食物网
能量流动的特点
单向流动不循环 逐级递减传递率为10％～20％
物质循环的特点 周而复始 是：
练习：
甲、乙、丙分别 指生态系统中的 什么成分？
(生产者)
(消费者)
(分解者)
能量流动和物质循环的相互关系：
能量流 动 物质循环
形 式 主要以有机物形式
组成生物体的化学元
素在生物群落与无机环 境间反复循环
特 点 单向流动、逐级递减 反复循环维持生态平衡
范 围 生态系统的各营养级 具全球性、生物圈
生态系统中重要的物质循环有碳、氢、 氧、氮等循环。
分析与讨论
1、生物圈中的碳是 怎么循环的？试使 用流程图的形式绘 出其主要的循环过 程。
2、你还知道哪些物 质在生物圈中的循 环过程？
在生态系统中，组成生物体的化学元素 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___，就完成了一个循环过 程，我们称之为生态系统的物质循环。