竞赛第四讲生态系统的能量流动和物质循环
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9-4 生态系统能量流动和物质循环
高考一轮复习
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
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
生态系统的物质循环和能量流动教案
生态系统的物质循环和能量流动教案一、教学目标：1. 让学生理解生态系统中物质循环的概念和过程。
2. 让学生理解生态系统中能量流动的特点和规律。
3. 培养学生运用生态学知识分析和解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 物质循环的概念和过程：物质循环是指生态系统中各种物质在生物群落与无机环境之间的往返运动。
包括碳循环、氮循环、水循环等。
2. 能量流动的特点和规律：能量在生态系统中从太阳传入生物群落，通过食物链和食物网传递，最终以热能形式散失。
能量流动是单向的、逐级递减的。
三、教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究物质循环和能量流动的规律。
2. 利用图表、动画等多媒体资源，帮助学生直观地理解物质循环和能量流动的过程。
3. 组织学生进行小组讨论和实验探究，提高学生的实践操作能力和团队协作能力。
四、教学步骤：1. 引入：通过展示自然风光照片，引导学生思考生态系统中物质和能量的循环与流动。
2. 讲解：讲解物质循环的概念、过程以及能量流动的特点和规律。
3. 互动：提问学生关于物质循环和能量流动的问题，引导学生进行思考和回答。
4. 案例分析：分析具体生态系统的物质循环和能量流动实例，让学生加深理解。
5. 小组讨论：让学生分小组讨论物质循环和能量流动在实际应用中的意义和价值。
6. 实验探究：组织学生进行实验，观察和记录实验结果，巩固所学知识。
五、教学评价：1. 课堂问答：检查学生对物质循环和能量流动概念、过程的理解程度。
2. 小组讨论：评价学生在小组讨论中的参与程度和观点阐述。
3. 实验报告：评价学生在实验探究中的操作技能和数据分析能力。
4. 课后作业：布置相关题目，巩固学生对物质循环和能量流动知识的掌握。
六、教学拓展：1. 引导学生探讨人类活动对生态系统物质循环和能量流动的影响，如碳循环中的碳排放、氮循环中的化肥使用等。
2. 介绍生态系统物质循环和能量流动在生态环境保护、农业生产、能源利用等方面的应用。
生态系统的能量流动和物质循环(15张PPT)
3．生态系统的物质循环和能量流动的关系 二者同时进行，相互依存，不可分割，主要体现在： ①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成
和分解；
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
实验：探究土壤中微生物的分解作用
实验假设 实验组 案例1 微生物能分解落叶使之 腐烂 对土壤高温处理 案例2 微生物能分解淀粉 A杯中加入30 mL土 壤浸出液 B杯中加入30 mL蒸 馏水 土壤中微生物的有 无
实 验 设 计
对照组
自变量
对土壤不做任何处理
土壤中是否含微生物
不变蓝 产生砖红 在相同时间内实验组落 A A 2 色沉淀 实验现象 叶腐烂程度小于对照 组 B1 变蓝 B (注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加网。
物质循环的特点：全球性、反复循环。 物质循环带有全球性，故又称为生物地球化学循环。
2．碳循环
(1)循环过程 碳从无机环境进入生物群落的主要方式：生产者的 光合作用、化能合成作用； 碳从生物群落进入无机环境的主要方式：生产者、 消费者的呼吸作用，分解者的分解作用，化石燃料 的燃烧。
温室效应 ⑴成因 ①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使 用，向大气中释放大量的CO2。 ②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对 大气中CO2的调节能力。 ⑵危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态 系统和人类的生存构成威胁。 ⑶缓解措施 ①植树造林，增加绿地面积。 ②开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。
项目 含义 能量金字塔 各营养级固定的 总能量 数量金字塔 每一营养级生物个 体的数量 生物量金字塔 每一营养级现存生物的 总质量
形状
特点
呈正金字塔形
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。
《生态系统中的能量流动和物质循环》PPT【优秀课件PPT】
第二节 生态系统中的能量流动和物质循环
资料：生态系统依靠太阳不断提供能量，而生态系统中 的物质却都是由地球提供的。请同学们讨论：为什么维 持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许 多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？
1.通过小组的合作探究，阐明生态系统中的能量 流动和物质循环特点。
B.鼠是初级消费者
C.蛇是次级消费者
D.鹰属于第三营养级
5.识图作答：下图表示生态系统的能D各营养级的名称依次写在图中：
A._生__产__者______
B._初__级__消__费__者____
C._次__级__消__费__者__
D._三__级__消__费__者____
D.⑤表示微生物的分解作用
3.(2011·长春学业考)对于维持生物圈中的碳氧平衡，
以下做法错误的是（ B ） A.积极参加家庭林的植树活动
B.焚烧农作物秸秆，使其成为草木灰肥料
C.清明节由烧纸祭祀改用鲜花祭祀
D.出行尽量步行或乘公交车
4.对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误描述是（ D ）
A.水稻是生产者
1.生态系统的能量从哪里来？如何进入生物界？
太阳能，生产者的光合作用 2.生态系统的能量流动从哪里开始（起点）?
从生产者固定太阳能开始 3.流经生态系统的总能量怎么算？
该生态系统生产者所固定的太阳能的总量 4.能量的散失：通过呼吸作用以热能形式散失 5.能量的转化形式：光能→化学能→热能
6.营养物质以及能量是沿什么途径进行流动的？
2.结合生活经验及观察说出生态系统中能量的来 源。
生态系统中的能量流动
1.生态系统能量流动图解 （热能） 呼 吸作用
生产者
初级消 费者
资料：生态系统依靠太阳不断提供能量，而生态系统中 的物质却都是由地球提供的。请同学们讨论：为什么维 持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许 多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？
1.通过小组的合作探究，阐明生态系统中的能量 流动和物质循环特点。
B.鼠是初级消费者
C.蛇是次级消费者
D.鹰属于第三营养级
5.识图作答：下图表示生态系统的能D各营养级的名称依次写在图中：
A._生__产__者______
B._初__级__消__费__者____
C._次__级__消__费__者__
D._三__级__消__费__者____
D.⑤表示微生物的分解作用
3.(2011·长春学业考)对于维持生物圈中的碳氧平衡，
以下做法错误的是（ B ） A.积极参加家庭林的植树活动
B.焚烧农作物秸秆，使其成为草木灰肥料
C.清明节由烧纸祭祀改用鲜花祭祀
D.出行尽量步行或乘公交车
4.对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误描述是（ D ）
A.水稻是生产者
1.生态系统的能量从哪里来？如何进入生物界？
太阳能，生产者的光合作用 2.生态系统的能量流动从哪里开始（起点）?
从生产者固定太阳能开始 3.流经生态系统的总能量怎么算？
该生态系统生产者所固定的太阳能的总量 4.能量的散失：通过呼吸作用以热能形式散失 5.能量的转化形式：光能→化学能→热能
6.营养物质以及能量是沿什么途径进行流动的？
2.结合生活经验及观察说出生态系统中能量的来 源。
生态系统中的能量流动
1.生态系统能量流动图解 （热能） 呼 吸作用
生产者
初级消 费者
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。
生态系统的能量流动与物质循环(复习)ppt
种群
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量流经一个种群的情况：
能量输入
种群
能量储存 能量散失
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。
二、能量流动的过程
1.能量的来源是什么？ 太阳能 2.能量流动的起点？ 生产者 3.能量是如何输入生态系统第一营养的？ 光合作用 生产者固定的太阳能的总量 4.生态系统的总能量？ 5.能量流动的主要渠道是什么？食物链和食物网 6.太阳能的利用率大约为1%，如何提高利 用率？ 7.能量的散失形式？ 热能
巩固练习
1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总
消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构
A、以离类、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
2、初级消费者体内能量的去路包括(多选)
B、被第二营养级的其他生物所获得
D、被分解者分解释放到环境中去 3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之
蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为
A、20％和2％
C、4％和0.8％
D、0.4％和0.016％
B、0.8％和0.032％
能量流动和物质循环的关系
①生物群落中物质和能量最终来自无机环境。 ②连接生物群落和无机环境的两大成分——生产者和 分解者；图示中未标出生产者还可以利用化学能进行化 能合成作用。 ③二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、 固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链（网）一起 进行。 ④能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的 合成与分解等过程。 ⑤物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网） 流动。 ⑥能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之 间不断地循环往返。 ⑦上述关系，总体上体现了二者相互依存、不可分 割，并且同时进行。
《生态系统的能量流动和物质循环》 说课稿
《生态系统的能量流动和物质循环》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《生态系统的能量流动和物质循环》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《生态系统的能量流动和物质循环》是高中生物必修三《稳态与环境》中第五章《生态系统及其稳定性》的重要内容。
这部分知识在生态系统的结构基础上，进一步阐述了生态系统的功能，是对生态系统概念的深化和拓展。
通过对能量流动和物质循环的学习，学生能够更全面地理解生态系统的运行机制，为后续学习生态系统的稳定性以及环境保护等内容奠定基础。
教材在内容编排上，先介绍了能量流动的概念、过程和特点，然后引入物质循环的概念、碳循环的过程以及物质循环与能量流动的关系。
这种编排符合学生的认知规律，由浅入深，逐步引导学生深入理解生态系统的功能。
二、学情分析授课对象为高二年级的学生，他们已经具备了一定的生物学基础知识和思维能力。
在之前的学习中，学生已经了解了生态系统的组成成分和结构，对生态系统有了初步的认识。
但对于能量流动和物质循环这两个较为抽象的概念，学生在理解上可能会存在一定的困难。
因此，在教学过程中，需要通过多种教学方法和手段，帮助学生构建知识体系，突破难点。
高二学生正处于抽象思维和逻辑思维快速发展的时期，他们对新知识有较强的好奇心和求知欲。
在教学中，可以充分利用这一点，激发学生的学习兴趣，培养学生自主探究和合作学习的能力。
三、教学目标1、知识目标（1）理解生态系统能量流动的概念、过程和特点。
（2）掌握生态系统物质循环的概念、碳循环的过程。
（3）理解物质循环与能量流动的关系。
2、能力目标（1）通过分析生态系统能量流动的过程，培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
（2）通过构建生态系统物质循环模型，培养学生的动手能力和创新思维。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对生态系统能量流动和物质循环的学习，使学生认识到生命活动的规律，树立辩证唯物主义的自然观。
生态系统的能量流动与物质循环课件
C.由羊流向分解者的能量为 16%n
D.由羊流向下一营养级的能量为 64%n
【解析】 羊同化量＝摄入量－粪便中的 能量＝64%n。储存在羊体内的能量＝同化量 －呼吸作用散失量＝16%n。根据能量流动传 递效率10%～20%，故由羊流向下一营养级的 能量为(10%～20%)×64%n。
【答案】 A
1.食物网中，能量传递效率是指某营养级流 向各食物链下一营养级的总能量占该营养级的 比例。如
【答案】 C
1.物质循环
(1)物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元
素。
(2)循环过程：无机环境
元素 元素
生物群落。
(3)循环特点：全球性、循环性。
(4)碳循环过程：
图解如下：
项 目
2.物质循能环量与流能动量流动的关系物质循环
形 式
以有机物为载体
无机物
特 点
单向传递、逐级递减
往复循环
(1)此生态系统的生产者是________，消费 者是________，分解者是________。
(2)该生态系统体现了________和________ 的多级利用，使系统中________和________的 转化率达到最高程度。
(3)请你设计绘出该生态系统物质和能量流 动简图。
【解析】 (1)由题干信息可知，天麻、葡 萄等进行光合作用的绿色植物为生产者；鸡、 猪等直接或间接地以绿色植物为食的动物为消 费者；蚯蚓、蘑菇和密环菌等为分解者。(2)该 生态系统为良性循环的生态农业体系，体现了 物质、能量的多级利用，提高了物质和能量的 转化率与利用率。(3)绘制该生态系统物质和能 量流动简图时，易错处在于能量流动图，考生 常常受食物链的定式影响，使能量流动描绘不 全。
《生态系统中的能量流动和物质循环》PPT【完美版课件】
1.生态系统的能量从哪里来？如何进入生物界？
太阳能，生产者的光合作用 2.生态系统的能量流动从哪里开始（起点）?
从生产者固定太阳能开始 3.流经生态系统的总能量怎么算？
该生态系统生产者所固定的太阳能的总量 4.能量的散失：通过呼吸作用以热能形式散失 5.能量的转化形式：光能→化学能→热能
6.营养物质以及能量是沿什么途径进行流动的？
4.其他的物质循环 ⑴水循环示意图
⑵氧循环示意图 O3 大气中的O2
光合作用 呼吸作用 CO2
物质燃烧
一、生态系统的能量流动 1.单方向的，不可逆的 从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→…… 2.能量流动是逐级递减的 传递效率一般只有约10%（10%～20%） 二、生态系统中的物质循环
生态系统中的物质循环
1.生态系统中的能量流动伴随着物质循环，碳循环是一 种非常重要的物质循环。
2.生态系统中的碳循环示意图
CO2
CO2
呼吸 呼吸作用 光合作用
CO2 呼吸
死亡的生物
光合作用水生植物燃 煤腐败生物 石油和天然气
3.碳循环的过程
⑴二氧化碳是参与碳循环的主要气体，绿色植物通过 光合作用，利用二氧化碳和水，合成含碳的有机物， 并释放出氧气。 ⑵动植物和人在进行呼吸作用时消耗氧气，产生二氧 化碳，其残体被微生物分解放出二氧化碳。 ⑶燃烧石油和煤也产生二氧化碳，二氧化碳参与碳循 环。这样自然界中的二氧化碳和氧气就处于平衡状态。
B.鼠是初级消费者
C.蛇是次级消费者
D.鹰属于第三营养级
5.识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回
答：
3 4
将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中：
A._生__产__者______
太阳能，生产者的光合作用 2.生态系统的能量流动从哪里开始（起点）?
从生产者固定太阳能开始 3.流经生态系统的总能量怎么算？
该生态系统生产者所固定的太阳能的总量 4.能量的散失：通过呼吸作用以热能形式散失 5.能量的转化形式：光能→化学能→热能
6.营养物质以及能量是沿什么途径进行流动的？
4.其他的物质循环 ⑴水循环示意图
⑵氧循环示意图 O3 大气中的O2
光合作用 呼吸作用 CO2
物质燃烧
一、生态系统的能量流动 1.单方向的，不可逆的 从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→…… 2.能量流动是逐级递减的 传递效率一般只有约10%（10%～20%） 二、生态系统中的物质循环
生态系统中的物质循环
1.生态系统中的能量流动伴随着物质循环，碳循环是一 种非常重要的物质循环。
2.生态系统中的碳循环示意图
CO2
CO2
呼吸 呼吸作用 光合作用
CO2 呼吸
死亡的生物
光合作用水生植物燃 煤腐败生物 石油和天然气
3.碳循环的过程
⑴二氧化碳是参与碳循环的主要气体，绿色植物通过 光合作用，利用二氧化碳和水，合成含碳的有机物， 并释放出氧气。 ⑵动植物和人在进行呼吸作用时消耗氧气，产生二氧 化碳，其残体被微生物分解放出二氧化碳。 ⑶燃烧石油和煤也产生二氧化碳，二氧化碳参与碳循 环。这样自然界中的二氧化碳和氧气就处于平衡状态。
B.鼠是初级消费者
C.蛇是次级消费者
D.鹰属于第三营养级
5.识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回
答：
3 4
将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中：
A._生__产__者______
3.5.2-3生态系统的能量流动和物质循环T.liubin
即时应用(随学随练，轻松夺冠) 3．(2011年北京东城一模)如图为生态系统中碳循环 示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的 是( ) C
A．图中乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落 B．图中②③④过程均可表示不同生物的呼吸作用 C．缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行 D．由于呼吸作用的消耗，丁对食物的同化量远小于 摄入量
【典例训练3】2012年世界环境日的主题主要凸显绿色经济，
如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。如图是碳循 环的部分过程，有关分析不正确的是( ) A
A.碳循环的过程①、②伴随着生态系统的能量流动 B.植树造林有助于增强过程②而减少大气CO2含量 C.减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施 D.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
A．C＝0.15B C．C＝0.15(A＋B＋D＋E)
B．C＝0.15D D．B＝A＋D＋E
【解析】据图可知，某一营养级能量的去向是 ①呼吸消耗，维持自身生命活动；②部分能量传 递到下一营养级；③部分被分解者分解释放；④ 未被利用的一部分，由于去路有多条，故传递到 下一营养级的能量大约只占该营养级总能量的 10%～20%，因题中能量传递效率为15%，则图中 C＝0.15B。
3.物质循环与能量流动的关系
项目 形式 特点 范围 能量流动 以有机物为载体 单向流动、逐级递减 生态系统各营养级
同时进行、相互依存,不可分割
物质循环(以碳循环为例) 主要是无机物 全球性、循环性 生物圈(全球性)
联系
①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解 ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体 ③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
51--生态系统的能量流动物质循环信息传递PPT课件
-
23
*
•
物质循环与能量流动综合
如图是某生态系统的物质和能量流向示意图(能量传递效
率按10%计算)。下列有关叙述正确的是
C
A．X1过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的 CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值 约为X1过程能量值的1%
•
-
27
• 纠错演练
1．在分析生态系统的能量流动时经常涉及“输入
量(输入到某一营养级的能量)”、“摄入量”、
“同化量”、“粪便量”等说法，则下列说法中
正确的是
( C )。
A．某一营养级生物的摄入量即同化量
B．某一营养级生物的粪便量是该营养级生物同 化量的一部分
C．输入到某一营养级的能量即该营养级生物的 同化量
种 有利于生物种群 群 的__繁_衍__
生 调节生物___种_间_ 作 态 ___关_系___，维持 用 系 生态系统的
统 __稳_定__
①植物开花需光信息刺激； ②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
①草原上，草返青时，“绿色”为食草 动物提供了可采食的信息； ②森林中狼与兔相互依据对方的气味捕 食或躲避； ③烟草释放化学物质调控害虫天敌
主要成分
必备成分
-
1
一 生态系统的能量流动
能量流动 的
图解分析
能量流动的 有关计算
-
2
能量流动的过程
起点: 始于生产者固定太阳能，即流经生态系统的总能量。
去向: 自身呼吸作用散消失耗（（热呼能吸散作失用，）生命活动）；
分解者所利用；被下一营养级同化
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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食性鱼类丁，能量传递效率按10%计算，甲每增加1kg体重，需
要浮游植物乙提供 280
kg的物质
思路：在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定食物链
生态系统的功能：物质循环
二、物质循环
（碳循环为例）
非生物环境中的无机物可以转化成生物群落中的有机物，生 物群落中有机物可以转化成非生物环境中的无机物的过程。
（5）碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以什么形式循环？
例2．下图是生态系统中某元素循环的模式图，该图可
以说明
A
①.该图主要体现的是碳元素的循环 ②. ① ② ③代表的是呼吸作用过程 ③.图中的生理过程②全在线粒体中进行 ④.该物质循环带有全球性 A．①④ B. ② ④ C. ① ② D. ①③
大气中的CO2
光 合
呼吸
呼吸 呼吸
作
用
分 解 者的 分解
化石燃料
大气中的CO2
光 合
呼吸
呼吸 呼吸
作
用
分 解 者的 分解
（1）碳在非生物环境中的主要存在形式？
化石燃料
（2）碳从非生物环境进入到生物群落的途径？
（3）碳从种生物成员之间的传递是通过什么渠道？
a1 呼吸 a2 呼吸
呼吸
a3
呼吸
a4
呼吸
an
A（生植产物者）
b1
B 初级消费者C 次级消费者 D 三级消费者 E
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
……
c1 b2 c2 b3
c3 b4
cn c4 bn
分 解 者的 分解
若A,B,C,D,E分别表示各个营养级生物的同化量
A= B+a1+b1+c1 B= C+a2+b2+c2
总结：同化量＝摄入量－粪便量 (消费者产生的粪便：属于上一营养级的能量)
知识联系 能量金字塔为何一定是正立的？ 能量金字塔
第四营养级 第三营养级 第二营养级
能量传递效率的分析和计算
例3.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物1/2来自浮游
植物乙,1/4来自草食性鱼类丙,1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉
A．①④ B. ② ④ C. ① ② D. ①③
变式训练
下图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正 确的是： C
A．③过程代表绿色植物的光合作用 B．图中A、B分别代表消费者和生产者 C．温室效应主要是由⑦过程造成的 D．农业生产中的中耕松土可以增大⑤过程
生物圈
联系
①能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网 的
渠道实现的。 ② 物质 是 能量 沿食物链(网)流动的载体 。 ③能量流动 是 物质 在生态系统中往复循环的动力
第四节 生态系统中的稳态及其调节
生态系统的稳态
生态系统的一个重要特点是它常常趋向于稳 态，使内部的成分彼此相互协调，保持稳定。
生态系统的自我调节
反馈的结果是加速最初所发生的变化。
具有破坏性，使生态系统远离稳态。
负反馈：
在某生态系统中，鼠以植物为食。如因气候适宜 导致鼠数量增加，将会引起植物的数量如何变化？
鼠数量增加
鼠数量减少 鼠因饥饿死亡
鼠吃植物量增加
植物减少
正反馈：
湖泊受到了污染
（
加
鱼类大量死亡
重 污
染
）
死鱼腐烂
生态系统稳态的维持
生态系统的营养结构越复杂，各个营养级的 生物种类越繁多，自动调节能力就越大，生态 平衡就越容易维持
生态系统的稳态是靠自我调节来实现的
反馈调节
当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必 然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变 化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分。
负反馈：
反馈的结果是抑制和减弱最初发生 变化的那种成分所发生的变化。 使生态系统维持稳态，是生态系统自我调节能力的基础。
正反馈：
破坏生态平衡的因素 自然因素 火山爆发、强烈地震、泥石流、洪水泛滥 人为因素 人类对自然资源的不合理开发和利用，
以及对自然环境的污染。
如何保持生态系统的稳定性
对生态系统的干扰和利用不能超过其自我调节能力
例：在一个生态系统中，a、b、c、d四种生物，由 于食物关系形成如下几种结构，其中最稳定的是
B
知识联系 能量金字塔为何一定是正立的？ 能量金字塔
竞赛第四讲
生态系统的能量流
动和物质循环
生态系统中的物质循环和能量流动 一、能量流动 在食物链中能量流动为何逐级递减？
能量沿着太阳 植物 植食动物 肉食动物
的方向流动。
呼吸
呼吸
顶位肉食动物
呼吸
同化
同化
未利用
未利用
分 解 者的 分解
每个营养级生物每年总存在未被利用的部分。
未利用
呼吸 呼吸 呼吸 呼吸
生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 （植物） （植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
……
未利用 未利用
未利用
分 解 者的 分解
未利用
1.生态系统中所需要的能量来自哪里? 生产者固定的太阳能
2.能量在生物体中以什么形式存在？ 有机物
3.能量流动的渠道？
食物链和食物网
4.生态系统中能量的最终去向？ 热能散失
能量流动(用
表示)和物质循环(用
表示)的关系
大气中的CO2
光 合
呼吸
呼吸
作
用
呼吸
……
分 解 者的 分解
能量流动与物质循环有什么不同？
化石燃料
三、能量流动和物质循环的关系
能量流动
物质循环
形式 以有机物的化学能
形式流动
以无机物形式循环
特点 单向流动、逐级递减 周而复始、往复循环
范围 生态系统的各营养级
……
从第二营养级到第三营养级的能量传递效率怎么表示？ C/B
能量流动的传递效率是多少？ 10%左右
同化量、摄入量的区别
例 .在珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来
喂鱼。假设蚕同化的能量为105kJ，从能量流动角度
分析，鱼可从中获得能量为 A
A．0kJ
B．104 kJ
C．2×104kJ D．介于104kJ和2×104kJ之间
例：如图 所示
甲乙丙为 生态系统 3个成分
化能自养生物（如硝化细菌）
有核膜包被的细胞核 C
b
3 D
D
D
例1．上图是生态系统中某元素循环的模式图，该图
可以说明
A
①.该图主要体现的是碳元素的循环
②.A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分
③.图中的生理过程②全在线粒体中进行
④.该物质循环带有全球性
第四营养级 第三营养级 第二营养级
能量传递效率的分析和计算
例.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各 代表一定的能量值，下列各项中，不正确的是（ B ）
A．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所 以能量流动具单向性 B．①表示流经生态系统内部的总能量 C．一般情况下，②为①的10％ D．从能量关系看：②>③＋④