第23节生态系统的能量流动生态系统的物

1、第23节生态系统的能量流动生态系统的物2过程过程(1)输入途径：主要是生产者的输入途径：主要是生产者的_。(2)起点起点:_开始。开始。(3)途径：途径：_。光合作用光合作用固定太阳能固定太阳能食物链和食物网食物链和食物网(4)过程：过程：3特点特点(1)单向流动：能量流动只能从第一营养单向流动：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转各个营养级，不可逆转,也不可也不可_流动。流动。(2)逐级递减：能量在沿食物链流动的过逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是程中是_的，传递效率大约为的，传递效率大约为_。循环循环逐级递减逐级

2、递减10%20%4意义意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使系统，使_得到最有效的利用。得到最有效的利用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中的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能量流动关系，使能量持续高效地流向向_的部分。的部分。能量能量对人类最有益对人类最有益思考感悟思考感悟1消费者摄入的能量、同化的能量、消费者摄入的能量、同化的能量、输入的能量与粪便中的能量有什么关输入的能量与粪便中的能量有什么关系？系？【提示提示】同化的能量输入的能量同化的能量输入的能量摄入的能量粪便中的能量。摄入的能量粪便中的能量。二、物质循环二、物质

3、循环1概念：组成生物体的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素等元素,都不断进行着从都不断进行着从_到生物群落，又从到生物群落，又从_到无机环境的循环过程。到无机环境的循环过程。这里所说的生态系统是指这里所说的生态系统是指_,因此又称为生物地球化学循环。因此又称为生物地球化学循环。无机环境无机环境生物群落生物群落生物圈生物圈2特点：全球性、物质可被特点：全球性、物质可被_利利用。用。3碳循环碳循环(1)无机环境中的存在形式：无机环境中的存在形式：_和碳酸盐。和碳酸盐。(2)生物群落中的主要存在形式：生物群落中的主要存在形式：_。反复反复CO2含碳有机物含碳有机物(3)无机环境与生物群落

4、之间的循环形无机环境与生物群落之间的循环形式：式：_。(4)特点：具全球性，可特点：具全球性，可_利用。利用。CO2循环循环三、能量流动与物质循环的关系三、能量流动与物质循环的关系1二者二者_，彼此相互依，彼此相互依存，不可分割。存，不可分割。2物质作为能量的物质作为能量的_.使能量沿使能量沿着食物链着食物链(网网)流动；能量作为流动；能量作为_,使物质能够不断地在生物群落和无机使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。环境之间循环往返。同时进行同时进行载体载体动力动力思考感悟思考感悟2有人认为：有人认为：“物质是能量的载体，物质是能量的载体，物质是往复循环的，能量自然也应该物质是往复

5、循环的，能量自然也应该伴随着物质的循环而循环。伴随着物质的循环而循环。”你认为你认为这句话对吗？如果有错误，请指出这句话对吗？如果有错误，请指出错因。错因。【提示提示】不对。这句话很难从字面上不对。这句话很难从字面上挑出错误。实际上采用了挑出错误。实际上采用了“汉字汉字(词词)”的通用方法的通用方法,偷换了概念。偷换了概念。“物质是能物质是能量的载体量的载体”中的中的“物质物质”是指含有化学是指含有化学能的有机物质能的有机物质(如糖类、脂质、蛋白质如糖类、脂质、蛋白质),而而“物质是循环往复的物质是循环往复的”中的中的“物质物质”则是指基本元素则是指基本元素(如如C、H、O、N、P),二者本质

6、含义根本不同。二者本质含义根本不同。考点一考点一生态系统的能量流动生态系统的能量流动1某一营养级具体的能量流动情况某一营养级具体的能量流动情况高频考点深度剖析高频考点深度剖析(1)能量的来源：太阳光。能量的来源：太阳光。(2)起点：从生产者固定的太阳能开始。起点：从生产者固定的太阳能开始。(3)数量：流经生态系统的总能量，是数量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的全部太生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。阳能。(4)渠道：食物链和食物网。渠道：食物链和食物网。(5)能量转化：太阳能能量转化：太阳能有机物中的化学有机物中的化学能能热能热能(最终散失最终散失)。(6)流动形式：有

7、机物中的化学能。流动形式：有机物中的化学能。 (7)散失途径：呼吸作用散失途径：呼吸作用,包括各个营养包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。用。(8)能量散失的形式：以热能形式散失。能量散失的形式：以热能形式散失。2能量流动特点的原因分析能量流动特点的原因分析(1)单向流动单向流动能量流动是沿食物链进行的，食物链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。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

8、此能能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。量流动无法循环。(2)逐级递减逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；大部分能量；各营养级的能量都会有一部分未各营养级的能量都会有一部分未被下一营养级生物所利用。被下一营养级生物所利用。易误警示易误警示(1)“能量传递效率大约是能量传递效率大约是10%20%”研究的是一条食物链上相邻两个营养研究的是一条食物链上相邻两个营养级之间同化能量的传递效率，而不是级之间同化能量的传递效率，而不是下一营养级某一生物获得上一营养级下一营养级某一生物获得上一营养级某一生物能量的某一生物能量的“10%20%”。(2)能量

9、传递效率有时会低于能量传递效率有时会低于10%，有，有时也会高于时也会高于20%，不过后者可能会造，不过后者可能会造成生态系统危机。成生态系统危机。即时应用即时应用1如下图为生态系统中能量流动图解如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，部分示意图，各代表一定的各代表一定的能量值，下列各项中正确的是能量值，下列各项中正确的是()A表示流经生态系统内部的总能表示流经生态系统内部的总能量量B一般情况下，三级消费者增加一般情况下，三级消费者增加1 kg,至少需要生产者至少需要生产者100 kgC生物与生物之间捕食关系一般不生物与生物之间捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具单向性可逆转，所以能量流动具

10、单向性D从能量关系看从能量关系看考点二考点二生态金字塔生态金字塔如果将单位时间内各个营养级所得到的如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图，可形成一能量数值由低到高绘制成图，可形成一个能量金字塔。根据生态系统内各个营个能量金字塔。根据生态系统内各个营养级的生物的数量和生物量的数值，可养级的生物的数量和生物量的数值，可绘制成数量金字塔和生物量金字塔。现绘制成数量金字塔和生物量金字塔。现在把它们比较如下：在把它们比较如下： 类型类型项目项目能量金能量金字塔字塔数量金字数量金字塔形塔形生物量金生物量金字塔字塔形状形状 类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字数量金字塔形塔形生物

11、量金字塔生物量金字塔特点特点正金字塔形正金字塔形一般为正金一般为正金字塔形，有字塔形，有时会出现倒时会出现倒金字塔形金字塔形一般为正金字塔一般为正金字塔形形象征含象征含义义能量沿食物能量沿食物链流动过程链流动过程中具有逐级中具有逐级递减的特性递减的特性生物个体数生物个体数目在食物链目在食物链中随营养级中随营养级升高而逐级升高而逐级递减递减生物量生物量(现存生物现存生物有机物的总质量有机物的总质量)沿食物链升高逐沿食物链升高逐级递减级递减每一级每一级含义含义每一营养级每一营养级生物所含能生物所含能量的多少量的多少每一营养级每一营养级生物个体的生物个体的数目数目每一营养级生物每一营养级生物的有机物

12、总量的有机物总量即时应用即时应用2(2012厦门翔安一中月考厦门翔安一中月考)下图表下图表示示A、B两个特殊生态系统的能量金两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是字塔。有关解释正确的是()一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多一个吃牛肉的人获得的能量多能量能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减的升高而逐级递减若若A和和B中玉米的中玉米的数量相同，数量相同，A若能养活若能养活10000人，则人，则B可可能只能养活能只能养活1000人人若土壤中含相同若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则浓度

13、的难降解污染物，则A中的人比中的人比B中中的人体内污染物浓度低的人体内污染物浓度低ABC D解析：选解析：选D。生态系统的能量流动指。生态系统的能量流动指的是种群间的能量流动，而非个体，的是种群间的能量流动，而非个体，故错误。能量沿食物链单向流动，故错误。能量沿食物链单向流动，随着营养级的升高而逐级递减，能量随着营养级的升高而逐级递减，能量传递效率并未随着营养级的升高而逐传递效率并未随着营养级的升高而逐级递减，故错误。级递减，故错误。考点三考点三生态系统物质循环的实生态系统物质循环的实例例碳循环碳循环1大气中大气中CO2的来源的来源(1)生产者、消费者的呼吸作用。生产者、消费者的呼吸作用。(2

14、)分解者的分解作用。分解者的分解作用。(3)化学燃料的燃烧。化学燃料的燃烧。 2.目前由于碳循环平衡被打破，对形目前由于碳循环平衡被打破，对形成温室效应的分析成温室效应的分析(1)大气中大气中CO2含量持续增加的原因含量持续增加的原因工厂、汽车、飞机、轮船等对化学工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量燃料的大量使用，向大气中释放大量的的CO2。 森林、草原等植被大面积的破坏森林、草原等植被大面积的破坏,大大大降低了对大气中大降低了对大气中CO2的调节能力。的调节能力。 (2)危害危害加快极地冰川融化，导致海平面上加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生

15、存构升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。成威胁。改变了降雨和蒸发机制，影响农业改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源生产。和粮食资源生产。 (3)缓解措施缓解措施植树造林，增加绿地面积。植树造林，增加绿地面积。开发清洁能源开发清洁能源,减少化学燃料燃烧。减少化学燃料燃烧。即时应用即时应用3下列有关碳循环的叙述正确的是下列有关碳循环的叙述正确的是()A光合作用是光合作用是CO2进入生物群落的唯进入生物群落的唯一途径一途径B动物细胞的无氧呼吸是大气动物细胞的无氧呼吸是大气CO2的的产生途径之一产生途径之一C没有分解者，碳循环仍可保持平没有分解者，碳循环仍可保持平衡状态衡状态D初级消费者通过消

16、化系统摄入生初级消费者通过消化系统摄入生产者合成的含碳有机物产者合成的含碳有机物解析：选解析：选D。考查生态系统中的碳循。考查生态系统中的碳循环。在碳循环过程中，环。在碳循环过程中，CO2通过光合通过光合作用和化能合成作用进入生物群落；作用和化能合成作用进入生物群落；动物细胞只能通过有氧呼吸产生动物细胞只能通过有氧呼吸产生CO2进入大气；分解者的分解是大气中进入大气；分解者的分解是大气中CO2的主要来源，保持碳循环的平衡的主要来源，保持碳循环的平衡状态。状态。命题视角把脉高考命题视角把脉高考洞察高考热点洞察高考热点生态系统的功能是每年高考的必考知生态系统的功能是每年高考的必考知识点，也是高考命

17、题的重点和热点。识点，也是高考命题的重点和热点。(1)考查的内容涉及能量流动与物质循考查的内容涉及能量流动与物质循环的特点及二者原理在生态农业中的环的特点及二者原理在生态农业中的应用。应用。(2)在能力方面既考查理解判断能力，在能力方面既考查理解判断能力，也考查计算及综合运用知识解决生产也考查计算及综合运用知识解决生产生活中实际问题的能力。生活中实际问题的能力。能量传递效率相关能量传递效率相关“最值最值”计算计算 (2011山东理综改编题山东理综改编题)6月月5日日是世界环境日，今年我国的世界环境是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是日主题是“共建生态文明，共享绿色未共建生态文明，共享绿色未

18、来来”，草原是绿色生态环境的重要组成，草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如下部分。某草原生态系统的食物网如下图所示。图所示。(1)图中食物网较简单，因此，该草原图中食物网较简单，因此，该草原生态系统的生态系统的_能力较差，其能力较差，其_稳定性也相应较低。除图中稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外，该生态系统的生所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有物组成成分还应有_才能保证才能保证其物质循环的正常进行。其物质循环的正常进行。(2)如果图中草能提供如果图中草能提供10000 kJ的能量的能量,营养级间的能量传递效率为营养级间的能量传递效率为10%20%，那么

19、鹰占据的营养级能够得到，那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是的最低和最高能量值分别是_kJ和和_kJ。若去除蛇。若去除蛇,且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会量会_。若外来生物入侵该区。若外来生物入侵该区,则会导致该草原的则会导致该草原的_锐减或丧锐减或丧失。失。(3)影响图中兔种群数量变化的种间因影响图中兔种群数量变化的种间因素是素是_和竞争。若某年兔种群和竞争。若某年兔种群的的K值为值为1000只，且只，且1只兔和只兔和4只鼠消只鼠消耗的草量相等，其他条件不变的情况耗的草量相等，其他条件不变的情况下，次年鼠的数量增加下，次年鼠的数量增加400只

20、，则兔种只，则兔种群的群的K值变为值变为_只。用标志重只。用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时，若部捕法调查该区鼠的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结果分标记个体迁出，则导致调查结果_(填填“偏高偏高”或或“偏低偏低”)。【解析解析】(1)抵抗力稳定性是指生态抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。生态系统之所功能保持原状的能力。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力。生统内部具有一定的自我调节能力。生态系统的自我调节能力有大有小，因态系统的自我调节能力有大

21、有小，因此，抵抗力稳定性有高有低。一般地此，抵抗力稳定性有高有低。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，抵构越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。生态系统的组成抗力稳定性就越低。生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生成分包括非生物的物质和能量以及生物成分物成分(生产者、消费者和分解者生产者、消费者和分解者)，图中的生物组成成分缺少了分解者。图中的生物组成成分缺少了分解者。(2)据图分析，鹰所在的食物链有三条据图分析，鹰所在的食物链有三条,分别占据着第三营养级和第四营养级分别占据着第三营养级和第四营养级,它所获得的能

22、量最低值要按照最长食它所获得的能量最低值要按照最长食物链物链(草草鼠鼠蛇蛇鹰鹰)、最低能量传、最低能量传递效率递效率(10%)来计算，即来计算，即1000010%10%10%10 kJ；它所获得的能量最高值要按照最短食它所获得的能量最高值要按照最短食物链物链(草草鼠或兔鼠或兔鹰鹰)、最高能量传、最高能量传递效率递效率(20%)来计算，即来计算，即1000020%20%400 kJ。若去除。若去除蛇，且狐的数量不变，则兔的数量不蛇，且狐的数量不变，则兔的数量不变，而鼠的数量增多，去除蛇后，因变，而鼠的数量增多，去除蛇后，因为鹰的食物来源还有兔和鼠，且通过为鹰的食物来源还有兔和鼠，且通过更短的食物

23、链获得鼠的能量，故鹰的更短的食物链获得鼠的能量，故鹰的数量增多；若外来物种入侵到当地生数量增多；若外来物种入侵到当地生态系统，外来物种会以当地物种为食态系统，外来物种会以当地物种为食物，或与当地物种竞争食物、空间等物，或与当地物种竞争食物、空间等资源，会使当地生物多样性锐减甚至资源，会使当地生物多样性锐减甚至丧失。丧失。(3)图中兔与草、狐、鹰形成捕食关系图中兔与草、狐、鹰形成捕食关系,与鼠形成竞争关系，两种种间关系都与鼠形成竞争关系，两种种间关系都影响到兔种群的数量变化；兔和鼠都影响到兔种群的数量变化；兔和鼠都以草为食，鼠的数量增加势必影响兔以草为食，鼠的数量增加势必影响兔种群的繁殖种群的繁

24、殖,增加的增加的400只鼠争夺了只鼠争夺了100只兔的食物，所以兔种群的只兔的食物，所以兔种群的K值是值是1000100900只。标志重捕法是根只。标志重捕法是根据重捕到的动物中标记个体数占总个据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例来估计种群密度。其计算体数的比例来估计种群密度。其计算公式是公式是M/Nm/n(其中其中N表示种群内表示种群内个体总数；个体总数；M表示第一次捕捉到并标表示第一次捕捉到并标记个体数；记个体数；n表示第二次捕捉数；表示第二次捕捉数；m表表示第二次捕捉个体中标记数示第二次捕捉个体中标记数)，则，则NMn/m，若部分标记个体迁出，即，若部分标记个体迁出，即m值值偏小，

25、偏小，N值会偏高。值会偏高。【答案答案】(1)自我调节自我调节(或反馈调节、或反馈调节、负反馈调节负反馈调节)抵抗力抵抗力分解者分解者(2)10400增加增加生物多样性生物多样性(或物种多样或物种多样性性) (3)捕食捕食900偏高偏高能量流动的分析方法能量流动的分析方法1一个营养级所同化的能量呼吸消一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能分解者利用的能量未被利用的能量。量。体验方法要点体验方法要点2粪便中能量的分析粪便中能量的分析消费者同化的能量摄入量粪便中消费者同化的能量摄入量粪便中有机物的能量，即摄入的食物只有部

26、有机物的能量，即摄入的食物只有部分被同化。消费者粪便中含有的能量分被同化。消费者粪便中含有的能量不能计入排便生物所同化的能量，它不能计入排便生物所同化的能量，它实际与上一个营养级的遗体残骸一样实际与上一个营养级的遗体残骸一样,属于未被下一个营养级利用的那一部属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。例如，蜣螂利用大象的粪便分能量。例如，蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量，而是获得了植物的能量。的能量，而是获得了植物的能量。 如图为某草原生态系统中能量如图为某草原生态系统中能量流动图解，流动图解，表示相关过程能量表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是流动量。下列有关叙述正确的是()A是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量B分解者获得的能量最少分解者获得的能量最少C图中图中/的值代表草的值代表草兔的能量传兔的能量传递效率递效率D和和分别属于草和兔同化量的一分别属于草和兔同化量的一部分部分【解析解析】表示草同化的能量流向表示草同化的能量流向下一营养级即兔的能量，草所固定的下一营养级即兔的能