《能量流动和物质循环》 省赛获奖

能量流动和物质循环在生态系统中，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的过程。生态系统中能量的输入、传递、散失的过程。一、生态系统中的能量流动1.含义（1）生态系统中的能量从哪里来？（2）能量通过什么方式进入生态系统？【思考】能量沿着一个食物链流动生态系统的能量流动图解:生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者……呼吸三级消费者(肉食动物)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?【思考】呼吸生产者通过光合作用固定太阳能生产者固定的太阳能的总量（1）能量流动的起点（2）流经生态系统的总能量（3）能量流动的途径(渠道)（4）能量的散失食物链和食物网主要是通过呼吸作用2.过程及特点由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为流经生态系统的总能量：13.5%20%111cal/(cm2·a)3.0肉食动物3.0植食动物15.015.00.5分解者3.0

微量呼吸作用

23.04.51.8生产者111.0cal/(cm2·a)未固定118761cal/(cm2·a)辐射能118872cal/(cm2·a)71.2未利用70.0总计:29.3总计:3.5总计:78.2【警示钟】摄入≠同化消费者以上一营养级生物为食，摄入的食物中的能量并没有完全传递到该营养级，食物中的有机物有一部分被消化吸收，进入摄食者体内，这部分能量称为被同化的能量，传递到了消费者所在的营养级。还有一部分有机物不能被消化吸收，而以粪便的形式排出体外，这部分有机物没有流入该营养级，而是传给了分解者。【例】如图为某草原生态系统的食物网结构。(1)除图中所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有_____才能保证其物质循环的正常进行。(2)如果图中草能提供10000kJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%，那么鹰占据的营养级能获得的最低能量值是__kJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会______。若外来生物入侵该区，则会导致草原的______锐减或丧失。【解题关键】解答本题的关键是明确鹰所占据的营养级不同，所获得的能量也不同。【解析】(1)图中食物网表示的是生产者与消费者之间的关系，缺少分解者和非生物环境，而生态系统的生物组成成分中的分解者和生产者同时存在才能保证其物质循环的正常进行。(2)鹰占据的营养级能得到的最低能量应是食物链最长的，即草→鼠→蛇→鹰，10000×10%×10%×10%=10kJ。去除蛇，且狐的数量不变，那么鼠传递给鹰的能量将增多，所以草原容纳鹰的数量会增多。若外来生物入侵该区，会造成原生态系统的紊乱，导致草原的多样性锐减或丧失。答案：(1)分解者(2)10增多多样性二、生态系统中的物质循环1.过程生产者中的有机物的无机物无机环境中（光合作用）（呼吸作用）消费者分解者（呼吸作用）（分解作用）2.特点（1）周而复始、往复循环；（2）参与循环的物质数量恒定，可以重复利用。3.类型：碳循环、氮循环、水循环（1）水循环（2）碳循环①循环过程②形式：a.CO2(生物到无机环境)。有机物（生物到生物）。b.主要生理作用：光合作用、呼吸作用。c.海洋的作用。③碳循环平衡失调因为人类能源消费而向大气中排放CO2，破坏了陆地、海洋和大气之间CO2交换的平衡，导致大气中CO2含量的持续增加。【思考】（1）碳在大气圈和生物群落中的存在形式。（2）CO2如何从无机环境进入生物群落？（3）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？（4）生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？（5）大气中CO2的含量为什么持续增加？CO2、有机物绿色植物光合作用通过捕食关系主要是呼吸作用大量燃烧煤和石油等化石燃料（3）氮循环能量的固定、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。物质循环与能量流动的关系能量流动物质循环二者关系：去向特点呼吸消耗流向下一个营养级分解者分解逐级递减单向流动水的全球循环碳的全球循环氮的全球循环特点：能量流动和物质循环二者相互伴随、相辅相成，是不可分割的统一整体。全球性、反复出现、循环流动1.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是（）A.生产者B.初级消费者C.次级消费者D.分解者A2.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之间的关系是（）A.a=b+cB.a>b+cC.a<b+cD.c=a+bBABCDE3.图中所示为生态系统碳循环示意图。图中“”表示碳的流动方向,则A、B、C、D、E分别代表