能量流动与物质循环文科资料教程

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1、第六章生态系统第三节第三节 能量流动与物质循环能量流动与物质循环 小红为了减肥，今天的早餐只吃了一些青菜，请写出一条以小红为终点的食物链。青菜 小红问题1. 什么是能量流动？问题2.能量流动的渠道是什么？问题3. 讨论青菜所含能量来自何处？总量有多少？最后去向又是哪里？来自太阳。总量是光合作用固定的太阳能的总量。生态系统中能量的输入、传递和散失的过程称生态系统的能量流动。食物链和食物网。去向：1、自身呼吸消耗；2、流入分解者；3、被小红摄入小红摄入体内的流入小红体内的用于小红自身生长发育 假设不是小红吃蔬菜，而是兔子吃蔬菜，那又有什么异同点呢？问题4、小红的能量来源和去路分别是什么？来源：青菜

2、去路：自身细胞呼吸，部分能量以热能散失；流向分解者。 兔子摄入体内流入兔子体内用于生长 发育繁殖被下一级下一级摄入 我们能不能从这个特例推广到一般，自己画出生态系统能量流动全过程图？兔子的能量去路：自身细胞呼吸，部分能量以热能散失； 流向分解者。 流向下一营养级；生产者(植物)呼吸呼吸呼吸初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)分解者呼吸生态系统中的能量流动图解固定同化同化问题5、能量流动的特点是什么？传递效率？太阳能 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 者呼吸能量流动特点：单向流动，逐级递减。传递效率：一般大约10%。太阳能 生产者（植物）呼

3、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 者呼吸问题6、能量流动为什么是单向流动？食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生的热能的形式而散失，这些热能是生物无法再利用的。图6-9 赛达伯格湖能量沿营养级流动的定量分析辐射能118872植物固定111.0植食动物 15.0肉食动物 3.0取食捕食同化同化23.070.0单位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用问题8、第一营养级到第二营养级的传递效率是多少？15111=13.5%

4、问题7、如何计算能量传递效率？下一营养级同化量上一营养级同化量能量传递效率 100% 分 解 者图6-9 赛达伯格湖能量沿营养级流动的定量分析辐射能118872植物固定111.0植食动物 15.0肉食动物 3.0取食捕食同化同化23.070.0单位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用问题9、第一营养级的能量中还有86.5%到哪里去了？（1）呼吸消耗；（2）未被利用：既未被呼吸消耗，又未被下一营养级和分解者利用的能量。（3）流入分解者。10、111.0是哪几个数据之和？图6-9 赛达伯格湖能量沿营养级流动的

5、定量分析辐射能118872植物固定111.0植食动物 15.0肉食动物 3.0取食捕食同化同化23.070.0单位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用问题11、能量流动为什么是逐级递减？各营养级总有一部分生物未被下一级的生物所利用；各营养级的生物都因呼吸作用消耗部分的能量；各营养级的能量都有一部分流入分解者思考：为什么一条食物链的营养级一般不超过五个？为什么一山难容二虎？ 思考1、为什么一条食物链的营养级一般不超过五个？为什么一山难容二虎？ 因能量传递效率约为10%，传到第五营养级时能量已经很少了，再往下

6、传递已不足以维持一个营养级的生物生存了。取食捕食思考2、兔子的粪便中是否含有部分能量？这部分能量被兔子同化了吗？这部分能量属于兔子所在营养级流向分解者的能量吗？未被同化。不属于。属于第一营养级流向分解者的能量。1、大象是植食动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设一头大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为 （ ） A.0KJ B.106KJ C.5106KJ D.1062106KJA练一练问题一：为什么0.5Kg青菜的价格要比0.5Kg鸡肉便宜?问题二：用0.5Kg青菜喂鸡,能不能使鸡长0.5Kg肉?思考3 研究能量流动的实践意义：合理调整能量流动关系，使能量流

7、向对人类最有益的部分。如农田除草。思考4、研究能量流动的实践意义是什么？小结生态系统的能量流动1、能量流动的起点： 2、能量流动的总量： 3、能量流动的渠道： 4、能量流动的去向：5、能量流动的特点：从生产者固定太阳能开始是生产者所固定的全部太阳能食物链和食物网单向流动； 逐级递减；传递率一般约为10。部分能量部分能量流入流入分解者（包括未利分解者（包括未利用部分最终被分解者利用）用部分最终被分解者利用）自身细胞呼吸消耗部分能量自身细胞呼吸消耗部分能量部分能量流入下一营养级部分能量流入下一营养级二、生态系统的物质循环问题：1、生态系统物质循环中的“物质”的含义是什么？物质在什么之间循环？2、物

8、质循环有什么特点？ “物质”指的是生态系统中的无机物（如水、二氧化碳和无机盐） 在生物群落和无机环境之间循环。生态系统的物质循环可表示为：周而复始，往复循环。无机环境生物群落无机物（如水、CO2和无机盐）3、碳循环过程碳在无机环境中的主要存在形式：碳在生物群落中的主要存在形式：碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：碳在生物群落之间的流动形式：CO2和碳酸盐CO2含碳有机物含碳有机物碳在生物体之间传递途径： 食物链和食物网碳循环过程图分解者3、碳循环过程碳进入生物群落的主要生理作用:碳进入无机环境的生理作用:生产者、消费者和分解者的呼吸作用（包括需氧呼吸和厌氧呼吸）光合作用碳循环过程图分解者P1

9、12图中有错误吗？碳循环分解作用4、碳循环平衡失调与温室效应无机环境（CO2）生物群落（有机物）光合作用细胞呼吸、细胞呼吸、微生物分解作用微生物分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧化石燃料的大量燃烧，化石燃料的大量燃烧，大气中的大气中的COCO2 2量升高；量升高；植被的大量破坏，植被的大量破坏，光合作用固定的光合作用固定的COCO2 2量减少。量减少。问题问题1 1、你认为、你认为碳平衡失调的可能原因碳平衡失调的可能原因是什么？是什么？2 2、根据温室效应的成因，减少温室效应的措施有？、根据温室效应的成因，减少温室效应的措施有？节约能源，使用清洁能源，减少节约能源，使用清洁能源，减少COCO

10、2 2的排放量；的排放量；保护植被，植树造林，增强光合作用固定保护植被，植树造林，增强光合作用固定COCO2 2量。量。能量流动动物质质循环环形式以有机物为载为载 体的流动动组组成物质质的基本元素在生物群落和无机环环境之间间往复循环环范围围生态态系统统各个营营养级级生物圈内，具有全球性特点单单向流动动，逐级递级递减循环环往复，周而复始联联系能量流动动和物质质循环环二者相互伴随，相辅辅相承，是不可分割的统统一整体。三、能量流动和物质循环的相互关系分解者3、碳循环过程碳循环过程图二、物质循环生态系统中的无机物植物体内的有机物光合作用细胞代谢分解者体内的有机物消费者体内的有机物细胞代谢分解者的分解作

11、用 在一个相对封闭的循环圈中周而复始、往复循环的，参与循环的物质数量恒定，而且可以得到重复利用。 一个完善的生态系统（如生物圈或热带雨林），不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能。碳循环循环路线 绿色植物的光合作用 碳进入生物群落碳出入生物 把CO2合成有机物 群落的途径 动植物的呼吸作用 碳出生物群落 微生物的分解作用 化石燃料的燃烧特点：（1）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：CO2；CO2和碳酸盐；含碳有机物；绿色植物的光合作用；食物链；生物的呼吸作用分解

12、者有分解作用化石燃料的燃烧食物网；能量流动动物质质循环环形式以有机物为载为载 体的流动动组组成物质质的基本元素在生物群落和无机环环境之间间往复循环环范围围生态态系统统各个营营养级级生物圈内，具有全球性特点单单向流动动，逐级递级递减循环环往复，周而复始联联系能量流动动和物质质循环环二者相互伴随，相辅辅相承，是不可分割的统统一整体。三、能量流动和物质循环的相互关系ABCDE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 。1、2、3分别代表 。123生产者、分解者、CO2库、初级消费者、次级消费者呼吸作用、光合作用、捕食CO2、有机物CO2 形式有机物大量燃

13、烧化石燃料碳在大气圈和生物群落中的存在形式？碳以什么形式在无机环境和生物群落之间循环？在食物链中碳以何种形式进行传递？大气中CO2的含量为什么持续增加？哪几种生理过程对碳循环起着至关重要的作用？光合作用、呼吸作用、分解作用植被的大量破坏 第四节生态系统的稳态及其调节 例说生态系统的自我调节兔数量增加兔数量减少植物减少植物增多兔吃植物量增加兔吃植物量减少兔食物增加兔因饥饿死亡负反馈调节正反馈湖泊受到了污染鱼类死亡大量死亡死鱼腐烂（+） 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问题：1.BCDE各代表什么？2.各个数字序号代表什么？3.图中（12）表

14、示什么？（14）呢？思考：能量流动的特点？为什么？生产者111.015.0植食动物15.03.0肉食动物3.013 .5%20%111.0单方向的；逐级递减（损失约90%）。能量金字塔永远是正立的。 各营养级自身呼吸消耗了大部分的能量各营养级中的能量都有一部分流入分解者各营养级中的能量总有一部分暂时未被利用。例1、 （2010年宁波市十校联考）下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为一级消费者，Q2为二级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是：（注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）Ab+c+d+e为本年度流入该生态

15、系统的总能量Bc1表示一级消费者中被二级消费者所同化的量C一级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的Db和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量C练一练不正确同化量摄入量粪便量 例2、下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中ABCD分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。（单位：102千焦/年）PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4第一营养级第二营养级第三营养级第四营养

16、级分解者（1）请计算第三营养级到第四营养级的能量传递效率。（2）请比较此生态系统输入的总能量和输出的总能量。0.915.95.7% 输入: 870.7 输出: 13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5 练一练例3.有这样一个食物网，如下图：加入鹰的食物中有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇。那么，鹰若要增加20g体重，最多需要消耗植物多少克？最少呢？植物 兔 鹰鼠蛇变一变20g8g8g4g80g80g40g+400g800g+800g+4000g联系生活，解决问题1、用能量流动的知识，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。2、为什么肉、蛋、奶的价格比粮食、蔬菜贵，毛料衣服比棉料衣服贵？试从能量流动的角度加以解释。 3、假设你被流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、5Kg玉米。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： A、先吃鸡，然后吃玉米 B、先吃玉米，然后吃鸡 C、用玉米喂鸡，然后吃鸡 D、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡A讨论：假设你流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一