生态系统中的物质循环和能量流动
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
生态系统的能量流动和物质循环
第九单元 生物与环境
2.(必修 3 P96 图 5—9 改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列
相关描述不正确的是( B )
A．a、b、c、d 表示不同的营养级 B．a、b、c、d 之间形成一条 a 到 d 的食物链 C．a、b、c、d 的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少 D．a、b、c、d 的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
栏目 导引
第九单元 生物与环境
1．(必修 3 P94 图 5—7 改编)如图为生态系统中能量流动示 意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，有关叙述正确的是 ( D)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤ B．⑥都属于初级消费者的同化量 C．分解者获得的能量最少 D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
第九单元 生物与环境
第42讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲点击] 应用(Ⅱ)
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及
一、生态系统的能量流动
第九单元 生物与环境
生态系统能量流动示意图
1．补充图中标号代表的内容
甲：__生__产_者__________，乙：___初__级_消__费_者______，
栏目 导引
第9章 生物与环境
3．生态金字塔——能量流动模型
类型 能量金字塔
项目
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 一般为正金字塔
形,有时会出现 形,有时会出现
倒金字塔形
倒金字塔形
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第9章 生物与环境
类型 能量金字塔
项目 能量沿食物链
象征含 流动过程中具 义 有逐级递减的 特性
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇生态系统的能量流动1．能量流动的概述(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能⇩ 传递—⎩⎨⎧ 途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇩ 散失—⎩⎨⎧形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用2．能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①c代表初级消费者粪便中的能量。
②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。
e：用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。
i：流入下一营养级。
f：被分解者分解利用。
j：未被利用的能量。
(2)能量流经生态系统的过程①流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能。
②能量流动渠道：食物链和食物网。
③能量传递形式：有机物中的化学能。
④能量散失途径：各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
⑤能量散失形式：热能。
3．能量流动的特点及原因分析(1)能量流动是单向的，原因：①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②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)能量流动是逐级递减的原因：①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
4．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，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
提示：生态学1．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。
【生物知识点】物质循环和能量流动的关系
【生物知识点】物质循环和能量流动的关系能量流动和物质循环都是借助于生物之间的取食过程进行的，在生态系统中，能量流动和物质循环是紧密地结合在一起同时进行的，它们把各个组分有机地联结成为一个整体，从而维持了生态系统的持续存在。
能量流动的特点是：单向流动和逐级递减。
单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。
一般不能逆向流动。
这是由于生物长期进化所形成的营养结构确定的。
如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。
逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
能量在沿食物网传递的平均效率为10%～20%，即一个营养级中的能量只有10%～20%的能量被下一个营养级所利用。
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。
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统中的物质循环可以用库和流通两个概念来加以概括。
库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
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。
生态系统的物质循环与能量流动的平衡调节
生态系统的物质循环与能量流动的平衡调节生态系统中的物质循环和能量流动是维持生态平衡和生物多样性的重要因素。
物质循环指的是地球上各种物质的传递和循环利用，能量流动则是指能量在生态系统中的转化和传递过程。
生态系统通过平衡调节物质循环和能量流动，保持着稳定的生态环境。
一、物质循环的平衡调节物质循环可以分为无机物质循环和有机物质循环两个方面。
无机物质循环主要包括水循环和氮循环等，而有机物质循环则涉及到有机物质的分解和再生。
1.水循环水循环是地球上最重要的物质循环之一。
它通过蒸发、降水、地下水和地表水之间的相互作用，实现了水资源的再生和再利用。
生态系统中的水循环过程对于维持地球上的生物生存和生态平衡至关重要。
2.氮循环氮循环是生物体内氮元素的转化和利用的过程。
在生态系统中，氮元素经过固氮、硝化、反硝化等一系列过程，最终被生物体利用或释放回环境中。
氮素的平衡调节对于土壤肥力的维持和植物生长具有重要意义。
3.有机物质循环有机物质循环包括有机物的分解和再生。
生态系统中的分解者通过分解有机物质，将有机质转化为无机物质，为生物体提供养分。
而有机物质的再生则是通过生物体的代谢和死亡，将有机质重新回归到环境中，实现循环利用。
二、能量流动的平衡调节能量流动是生态系统中的基本现象，它指的是光能通过光合作用转化为化学能，并在食物链中传递和流动。
能量流动的平衡调节对于生态系统的稳定和生物多样性的维持至关重要。
1.光合作用光合作用是生态系统中最重要的能量转化过程之一。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，再将化学能储存于有机物质中。
光合作用是地球上生态系统中能量流动的起点，为其他生物提供了能量来源。
2.食物链和食物网食物链和食物网描述了生物体之间能量的转移和流动。
能量通过食物链从一个物种转移到另一个物种，形成了复杂的食物网。
生态系统通过平衡调节食物链和食物网中的能量转移，实现能量流动的平衡。
3.能量损失与效率能量在生态系统中的传递并不是百分百高效的，存在能量损失的情况。
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。
3.磷循环磷是生物体中的重要元素之一，也是生态系统中重要的元素之一。
磷循环是指磷在土壤、水和生物体之间的转化和传递过程。
磷循环的过程包括矿化作用、吸附作用、生物固定作用等。
矿化作用是指将有机磷转化成无机磷的过程，这个过程主要在土壤中发生。
吸附作用是指磷被土壤颗粒表面吸附的过程，这个过程可以减少磷的流失。
生态系统中的能量流动和物质循环.
环境专栏—生态系统相互依存
非洲的毛里求斯，曾有两种特有的生物，一种是渡渡鸟，另一种是大颅 榄树。渡渡鸟是一种不会飞的鸟，它身体大，行动迟缓，样子有点丑陋。由 于没有天敌，它们在树林里建窝孵蛋，繁殖后代。 大颅榄树是一种珍贵的树木，树干挺拔，木质坚硬，树冠秀美。渡渡鸟 在其间生活。 十六七世纪，带着来福枪和猎犬的欧洲人来到毛里求斯。不会飞、跑不 快的渡渡鸟被枪打狗咬，鸟飞蛋打，没有多少年越来越少。1681年，最后一 只渡渡鸟也被人类杀死了！ 奇怪的事情发生了，自从渡渡鸟灭绝以后，大颅榄树也日渐稀少，似乎 患上了不育症。到20世纪80年代，毛里求斯只剩下13株大颅榄树了，眼看这 种树木就要从地球上消失了 1981年，美国生态学家坦普尔来到毛里求斯，他细心地测定了大颅榄树 的年轮，发现树龄正好是300年，也就是说，渡渡鸟灭绝之日，也正是大颅 榄树绝育之时。他终于在找到的一个渡渡鸟遗骸中发现了秘密：在渡渡鸟的 遗骸中发现了几颗大颅榄树的种子，原来渡渡鸟喜欢吃这种树木的果实。 他把大颅榄树的种子给与渡渡鸟比较相似的吐绶鸟吃下后，从粪便中排出种 子的外壳被消化了一层，种在苗圃后，终于发出了新芽。
7
1993年9月26日，世人瞩目的美国“生物圈2号” 试验宣告结束。来自英、法、美和比利时的4男4女8 名科学家进入“生物圈2号”，成了首批居民。8名勇 士努力搜集各种科学数据，世界各地人们怀着极大热 情和兴趣关注着他们的事业。 “生物圈2号”的试验主要是为了人类未来向太空 移民而进行的，其目的是试验人类是否能够不用外界 的帮助而通过自身循环来达到生存的目的。 然而，在与世隔绝的人造“世外桃源”中度过了 两年封闭式的生活之后，8名科学家终于重返被称为 “生物圈1号”的地球上。
11
→生产者：主要是绿色植物，凡能进行 光合作用制造有机物的植物种类，包 括单细胞藻类，均属于生产者。还有 一些能利用化学能把无机物转化为有 机物的化能自养型微生物，也应列入 生产者之列。
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
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
生态系统的能量流动和物质循环是两个相互关联的过程。
1. 能量流动：
在生态系统中，能量流动是单向的，从太阳辐射开始，通过食物链和食物网逐级传递，并逐渐减少。
能量流动是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。
2. 物质循环：
物质的合成和分解过程伴随着能量的储存、转移和释放。
在生态系统中，物质循环包括水、二氧化碳、氮、磷等元素的循环。
这些元素通过植物、动物和微生物的吸收、利用和排放，在生物群落和无机环境之间循环。
3. 能量流动与物质循环的关系：
能量流动和物质循环是同时进行的，它们之间相互依存、相互影响。
能量的流动驱动了物质的循环，而物质的循环又为能量的流动提供了基础。
总之，生态系统的能量流动和物质循环是两个相互关联的过程，它们共同维持着生态系统的稳定和平衡。
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。
生态系统物质循环与能量流动的关系
生态系统物质循环与能量流动的关系
生态系统物质循环和能量流动之间存在着密切的关系。
生态系统物质循环是指物质在生态系统中不断循环的过程，物质来源于环境，被生物体摄入，在生物体内经过代谢转化，最终又以排泄物形式释放到环境中。
而能量流动则是指能量在生态系统中不断流动的过程，能量来源于太阳，被植物吸收，经过植物的光合作用转化为有机物，然后被其他生物体摄入，最终以热量的形式释放到环境中。
生态系统物质循环和能量流动是紧密相连的，物质循环提供了能量流动的物质基础，而能量流动则提供了物质循环的能量支持。
生态系统 原理
生态系统原理生态系统是由生物群落（包括植物、动物和微生物）以及它们所处的环境组成的。
生态系统中的生物与环境之间相互作用，并通过能量和物质的流动维持其稳定。
生态系统的原理涉及以下几个要点。
1. 能量流动：生态系统中的能量来自太阳，植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，其他生物通过食物链或食物网的方式获取能量。
能量流动遵循第一能量定律，即能量不能被创造或消失，只能转化形式。
能量的流动在生态系统中维持了生物的生存和活动。
2. 物质循环：生态系统中的物质包括水、碳、氮、磷等营养元素。
这些物质通过生物和非生物的相互作用循环使用。
例如，植物吸收水和营养元素，动物通过摄食植物获得这些物质，当动物死亡或排泄时，这些物质又返回到环境中。
物质循环保持了生态系统的可持续性。
3. 生物多样性：生态系统中存在着丰富的生物多样性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。
这种多样性对生态系统的稳定性和抵抗灾害具有重要意义。
种间相互作用和竞争是形成生物多样性的关键因素。
4. 相互依赖性：生态系统中的生物之间存在着相互依赖的关系。
例如，植物通过提供氧气和食物支持动物生存，而动物通过传播花粉和种子帮助植物繁殖。
这种相互依赖性使得生态系统中的生物形成复杂的相互关系网络。
5. 平衡与稳定性：生态系统通过负反馈机制维持平衡和稳定。
当生物过度捕食某个物种时，该物种的数量减少，捕食者数量也会相应减少，恢复平衡。
这种平衡和稳定使得生态系统能够适应环境的变化。
总体而言，生态系统是一个复杂的生物群落和环境的综合体，其原理在于能量流动、物质循环、生物多样性、相互依赖性以及平衡与稳定性。
这些原理相互作用，共同维持了生态系统的正常运行和生物的生存繁衍。
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生态系统中的物质循环和能量流动
教学目标
知识目标
1、使学生初步认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2、使学生了解生态系统的能量流动与物质循环的特点。
3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。
能力目标
1、通过分析总结，培养学生运用科学知识分析和解决实际问题等的思维能力，从而培养理论联系实际的能力。
2、通过图片等的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。
3、通过生动有趣的例子激发学生讨论、交流的欲望，培养学生语言表达能力、小组合作能力。
情感态度与价值观目标
通过本节课的学习，使学生正确认识我们作为生态系统中的一员在物质循环和能量流动中的作用，增强学生的环境意识和资源意识，使学生更加热爱大自然和保护大自然。
教学重、难点
教学重点
1、生态系统的能量流动过程及特点。
2、碳循环过程。
教学难点
1、生态系统能量流动的特点分析。
2、生态系统能量流动与物质循环的关系。
学情分析
本节课应以学生感兴趣的问题入手，激发学生的探究欲望，然后采用自读，小组讨论、图例展示、分析计算、实例介绍等方式，从学生的生活实际到生物学科知识，再运用生物学科知识去指导学生的生活，符合学生的认知规律，而且有利于培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维。
以小组合作的方式进行学习，使学生相互交流总结，取长补短，以获取新的知识体系；突出体现新课标“运用科学知识解决实际问题”和“探究性学习”的理念。
教学流程】
一、导入
师：请大家欣赏一段动画！并讨论后面的问题。
（大屏幕出示这样的情境动画）
鲁宾逊流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物，随身尚存的食物只有一只母鸡、１５kg玉米。
然后出示问题：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？试说明理由。
下面有两项选择：
1、先吃鸡，再吃玉米。
2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
学生讨论。
师：大家都很聪明，都选择第二个答案，理由也比较充分，因为第二种吃法可以给他提供更多的能量，使他能维持更长的时间来等待救援。
一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的供给也就没有生命和生态系统。
能量的流入、传递、转化和散失的过程就是能量流动，在能量流动的过程中伴随着物质循环。
那么，生态系统中的能量是怎样流动的？物质是怎样循环的呢？这就是我们今天要研究的主要问题。
设计思想从学生喜欢的动画入手，给学生以生动形象的感性认识，引导学生思考，再加上教师语言的小结，直接切入本课主题，贴近学生生活，激发学生兴趣，调动学生学习的积极性，吸引学生注意，将枯燥的问题形象化、生动化和趣味化。
二、新课教学
活动一：生态系统的能量流动
1、学生阅读课文，思考问题：
生态系统能量的源头是什么？怎样流入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量是怎样流动的？
2、播放课件：生态系统中能量流动的示意图。
3、学生回答：生态系统中能量的源头是太阳能。
4、引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，只有被生产者固定的太阳能才能流动。
5、师生谈话：生产者是如何固定太阳能的呢？是生产者（绿色植物）通过光合作用，把太阳能固定在有机物中的。
那么能量又是怎样流动的呢?是通过食物链和食物网进行流动的。
我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。
那么能量是怎样逐级流动的呢？第一级是绿色植物，第二级是以植物为食的动物，第三级是以植食性动物为食的肉食动物。
以此类推。
6、分组讨论：能量在流动过程中将发生怎样的变化呢？你能发现什么规律么？
7、播放课件：生态系统能量流向示意图。
（推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。
）
8、师生交流：在能量流动的过程中，绿色植物固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分流入下一营养级；没被利用的枯枝落叶和下一营养级摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。
因此，可以看出，能量在流动的过程中是逐级递减的。
设计思想本部分内容是本节课的教学重点也是难点。
本部分的教学策略是先设计问题情境，让学生带着问题阅读教材，然后播放教师自己制作的直观性较强的“能量流动图解”使学生对“能量流动”从感性认识上升到理性认识，再通过学生小组讨论与教师引导启发相结合、师生谈话等教学方法，使学生对“能量流动的过程”有深刻的理解，突出体现新课标“面向全体学生、提高学生生物科学素养”的理念，培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维，对生态系统是中食物链和食物网的理解更加深刻，让学生感受到生物之间是紧密联系的，有利于培养学生辩证的生物学观点。
活动二：生态系统中的物质循环
1、教师语言导入：在生态系统能量流动的过程中还伴随着物质循环，其中碳循环就是非常重要的物质循环。
大家都知道，二氧化碳气体是空气中的主要气体，也是碳参与物质循环的形式之一。
下面我们就来讨论，碳循环是怎样进行的？
2、复习巩固：写出光合作用和呼吸作用的公式，说明二氧化碳在此过程中的作用。
3、学生分组讨论，并完成教材P92的填图，结合书中的课文，练习描述碳循环。
4、师生共同小结：大气中的二氧化碳进入生态系统中，主要依赖于绿色植物的光合作用，使二氧化碳变成有机物，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从碳循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，微生物也能把二氧化碳合成为有机物。
另外，生物体内的有机物，通过呼吸作用可将二氧化碳放回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生二氧化碳返回碳循环。
5、教师引导探索：近年来，由于人类大量地采伐森林，再加上燃烧化石燃料以及环境污染，因而使大气中CO2的浓度明显增加，导致温室效应。
那么应如何解决这一问题呢?请大家发表自己的看法。
6、小组讨论并回答。
设计思想本部分是本节课的另一个教学重点也是难点。
我采用的教学策略是：从回顾旧知入手，通过知识迁移把新旧知识融会贯通，再通过分析、讨论、交流、填空等形式加深对“碳的循环”知识的理解；通过“课堂延伸”引导学生利用新知识去解决实际问题，学以致用；运用科学知识解决实际的、现实生活和社会生活中的问题的理念，并展开科学、技术、社会的关系（STS）教育，并通过“温室效应”问题的讨论，增强学生的环境意识。
活动三：全课总结，课外延伸
师：生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网实现的，物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，而能量又作为动力，使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复，两者密不可分。
师：请大家阅读书后的课外探究，了解什么是水体富营养化，并且回去做模拟实验，或制作一个小的生态球。
设计思想通过简单的语言对能量流动与物质循环之间的关系进行概括，使学生知道生态系统中的生物之间是彼此联系的，能量流动和物质循环也是密不可分的。
有利于学生树立普遍联系的辩证的生物学观点。
再加上课外探究的设计，使学生更加理解能量流动和物质循环的实际意义，将课堂内容引申至实际生活，有利于激发学生实践探索的欲望，有利于学生养成良好的科学思维习惯培养学生的科学态度和科学的世界观。
【教后反思】。