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1、第二节生态系统的功能第二节生态系统的功能学习导航学习导航1.分析生态系统的能量流动过程和特点。分析生态系统的能量流动过程和特点。 重点重点2概述物质循环的概念，描述概述物质循环的概念，描述“碳循环和氮碳循环和氮循环循环”两个循环过程。两个循环过程。 重点重点3总结物质循环和能量流动的关系。总结物质循环和能量流动的关系。 难点难点4举例说明生态系统中的信息传递。举例说明生态系统中的信息传递。新新知知初初探探思思维维启启动动一、生态系统的功能一、生态系统的功能1功能：功能：_和和_是生态是生态系统正常运转的动因，也是生态系统的基本系统正常运转的动因，也是生态系统的基本功能。生态系统还具有功能。生态
2、系统还具有_的功能的功能.能量流动能量流动物质循环物质循环信息传递信息传递2能能量量流流和和物物质质流流渠渠道道：_构成了生态系统中物质流和能量流的渠道。构成了生态系统中物质流和能量流的渠道。二、能量流动二、能量流动1源头：源头：_。2总能量：总能量：_固定的太阳能总量固定的太阳能总量.3过过程程：以以_的的形形式式沿沿着着食食物物链链的的各个各个_依次传递。依次传递。4生产者中的能量分析生产者中的能量分析食物链食物链(食物网食物网)太阳能太阳能生产者生产者食物食物营养级营养级5特点：特点：_和逐级递减和逐级递减6具体体现：具体体现：_：单位时间内各：单位时间内各个营养级的个营养级的_数值由低
3、到高绘制而成数值由低到高绘制而成.单方向单方向能量金字塔能量金字塔能量能量想一想想一想为什么肉的价格比蔬菜高？为什么肉的价格比蔬菜高？【提示提示】在食物链中动物所处的营养级较在食物链中动物所处的营养级较高，在能量流动过程中损失能量较多，动物高，在能量流动过程中损失能量较多，动物的数量就少，价格就高。的数量就少，价格就高。生物群落生物群落微生物微生物2能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环是能量流动和物质循环是_的的,彼彼此相互依存，不可分割。此相互依存，不可分割。(1)能量离不开物质：能量的能量离不开物质：能量的_，都离不开物，都离不开物质的合成和分解等过程。物质作
4、为能量的质的合成和分解等过程。物质作为能量的_，使能量以有机物中化学能的形，使能量以有机物中化学能的形式沿着式沿着_流动。流动。同时进行同时进行固定、储存、转移和释放固定、储存、转移和释放载体载体食物链食物链(网网)(2)物质离不开能量：能量作为动力，使物质物质离不开能量：能量作为动力，使物质能够不断地在能够不断地在_和和_之间循环往返。之间循环往返。生物群落生物群落非生物环境非生物环境3碳循环和氮循环的比较碳循环和氮循环的比较项目项目碳循环碳循环氮循环氮循环进入生物群落进入生物群落的生理过程的生理过程_化化能合成能合成作用作用生物固氧硝化作用生物固氧硝化作用返回非生物环返回非生物环境的方式境
5、的方式动植物呼动植物呼吸、微生吸、微生物分解、物分解、化石燃料化石燃料燃烧、森燃烧、森林火灾林火灾动植物遗体分解、动植物遗体分解、反硝化细菌反硝化细菌的的_作作用用光合作用光合作用反硝化反硝化判一判判一判(1)直接以低营养级的生物为食将消耗生态直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量。系统更多的能量。()(2)物质循环的范围所指的物质主要是组成物质循环的范围所指的物质主要是组成生物体的基本元素，而不是指糖类、脂质生物体的基本元素，而不是指糖类、脂质等具体物质。等具体物质。()(3)能量流动和物质循环是各自独立的，没能量流动和物质循环是各自独立的，没有相互联系。有相互联系。()(4)物质
6、在循环过程中逐渐减少，能量流动物质在循环过程中逐渐减少，能量流动也逐渐减少。也逐渐减少。()种群种群生物生物非生物环境非生物环境物理信息物理信息行为信息行为信息能量流动能量流动物质循环物质循环要要点点突突破破讲讲练练互互动动要点一能量流动的过程及特点要点一能量流动的过程及特点能量的分流图解：能量的分流图解：1能量流动的过程能量流动的过程由上图分析可知：由上图分析可知：(1)能量流动的起点：从生产者固定太阳能开能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始。始。(2)能量流动的途径：食物链和食物网。能量流动的途径：食物链和食物网。(3)能量流动的过程中能量的变化：太阳能能量流动的过程中能量的变化：太阳能
7、生物体内有机物中的化学能生物体内有机物中的化学能热能。热能。(4)能量散失的主要途径：呼吸作用中以热能能量散失的主要途径：呼吸作用中以热能的形式散失。的形式散失。(5)以第二营养级为例分析能量的分流以第二营养级为例分析能量的分流动物同化的能量摄入量粪便中有机物的动物同化的能量摄入量粪便中有机物的能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量。二营养级同化的能量。特特别别提提醒醒(1)流流入入到到各各级级消消费费者者的的总总能能量量是是指各级消费者所同化的能量。指各级消费者所同化的能量。(2)消费者粪便中所含的能量为上一营养级生消费者粪便中所含的能
8、量为上一营养级生物所同化的能量。物所同化的能量。2能量流动的特点能量流动的特点(1)单向流动原因单向流动原因食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这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。是长期自然选择的结果。(2)逐级递减原因逐级递减原因各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量，并以热能的形式散失相当大的一部分能量，并以热能的形式散失,无法再利用。无法再利用。各营养级的生物中总有一部分能量未被各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即未被利用部分下一营养级的生物利用，即未被利用部分.还有少部分能量随着残枝败叶
9、或遗体等还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传给了分解者。直接传给了分解者。归纳总结归纳总结(1)食物链一般不超过食物链一般不超过5个营养级的个营养级的原因传递效率是原因传递效率是10%20%，那么营养级越，那么营养级越高所获得的能量越少，当营养级到达第五至高所获得的能量越少，当营养级到达第五至第六级时，传递到该营养级的能量就不足以第六级时，传递到该营养级的能量就不足以维持一个营养级生物的生存了。维持一个营养级生物的生存了。(2)注意计算中注意计算中“最最”的问题：的问题： (2012东北师大附中高二检测东北师大附中高二检测)下图下图为某水池中的一个食物网，请分析回答：为某水池中的一个食物网
10、，请分析回答：例例1(1)这个水池生态系统中有这个水池生态系统中有_条食物条食物链链,流经该生态系统的总能量来自流经该生态系统的总能量来自_(填具体生物名称填具体生物名称)所固定的太阳所固定的太阳能。能。(2)在在“绿藻绿藻螺蛳螺蛳鲫鱼鲫鱼黑鱼黑鱼”食物链中食物链中,若黑鱼增加若黑鱼增加1 kg，则至少需要绿藻，则至少需要绿藻_kg;在这个食物网中，轮虫与鲫在这个食物网中，轮虫与鲫鱼的关系是鱼的关系是_，黑鱼属于第，黑鱼属于第_营养级。营养级。(3)上图没有表示出来的生态系统成分是上图没有表示出来的生态系统成分是_。(4)为促进生物量的增加，水池中加入了较多为促进生物量的增加，水池中加入了较多
11、的有机肥，一段时间后，池中绿藻爆发，其的有机肥，一段时间后，池中绿藻爆发，其他几种生物陆续死亡，动物死亡的主要原因他几种生物陆续死亡，动物死亡的主要原因是水中缺少是水中缺少_。不久，绿藻也大量死。不久，绿藻也大量死亡，水体发臭，导致水体发臭的生物成分是亡，水体发臭，导致水体发臭的生物成分是_。【解析解析】由图可知这个水池生态系统中有由图可知这个水池生态系统中有6条食物链，流经该生态系统的总能量来自绿条食物链，流经该生态系统的总能量来自绿藻和水草所固定的太阳能；在藻和水草所固定的太阳能；在“绿藻绿藻螺蛳螺蛳鲫鱼鲫鱼黑鱼黑鱼”食物链中，若黑鱼增加食物链中，若黑鱼增加1 kg,则至少需要绿藻为则至少
12、需要绿藻为x，那么此时应该选择最大，那么此时应该选择最大传递效率，传递效率，x1 kg555125 kg；轮虫；轮虫为鲫鱼的食物，同时两者也有共同的食物来为鲫鱼的食物，同时两者也有共同的食物来源，所以这个食物网中，源，所以这个食物网中，轮虫与鲫鱼的关系是竞争和捕食，黑鱼属于轮虫与鲫鱼的关系是竞争和捕食，黑鱼属于第三、第四营养级；生态系统的成分有四种第三、第四营养级；生态系统的成分有四种,上图没有表示出来的生态系统成分是非生物上图没有表示出来的生态系统成分是非生物环境、分解者；水池中加入了较多的有机肥环境、分解者；水池中加入了较多的有机肥,有利于藻类的繁殖，所以池中绿藻爆发，大有利于藻类的繁殖，
13、所以池中绿藻爆发，大量的藻类繁殖会覆盖水面，水下的植物无法量的藻类繁殖会覆盖水面，水下的植物无法进行光合作用，导致其他生物缺氧而死亡进行光合作用，导致其他生物缺氧而死亡.【答案答案】(1)6绿藻和水草绿藻和水草(2)125竞争和捕食三、四竞争和捕食三、四(3)非生物环境和分解者非生物环境和分解者(4)O2分解者分解者(微生物微生物)变式训练变式训练如图为生态系统能量如图为生态系统能量流动的部分图解，流动的部分图解，代表一定的能量值代表一定的能量值.下列相关叙述中，正下列相关叙述中，正确的是确的是()A生态系统的能量流动是循环进行的生态系统的能量流动是循环进行的B能量在沿食物链流动时逐级递减能量
14、在沿食物链流动时逐级递减C次级消费者属于第二营养级次级消费者属于第二营养级D图中图中代表呼吸作用所消耗的能量代表呼吸作用所消耗的能量解析：选解析：选B。生态系统能量流动是单向的、逐。生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中中代表流向分解者的能量。代表流向分解者的能量。要点二物质循环要点二物质循环1碳循环的过程分析碳循环的过程分析由上图可解读以下信息：由上图可解读以下信息：(1)大气中的碳进入生物群落是通过绿色植物大气中的碳进入生物群落是通过绿色植物的光合作用，即碳循环开始于绿色植物通过的光合作用，即碳循环开始于绿色植物通过光合作
15、用将光合作用将CO2转变为有机物进入生物群落转变为有机物进入生物群落.(2)大气中大气中CO2的来源的来源动植物的呼吸作用。动植物的呼吸作用。分解者的分解作用。分解者的分解作用。化石燃料的燃烧。化石燃料的燃烧。(3)碳在生物群落和无机环境之间是以碳在生物群落和无机环境之间是以CO2的形式进行循环的，而在生物群落中的传的形式进行循环的，而在生物群落中的传递主要通过食物链和食物网以有机物形式递主要通过食物链和食物网以有机物形式传递传递.(4)碳在无机环境、生产者、消费者、分解碳在无机环境、生产者、消费者、分解者之间传递时，只有生产者与无机环境之者之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，
16、其他各成分之间的传间的传递是相互的，其他各成分之间的传递都是单向。递都是单向。2氮循环的过程分析氮循环的过程分析(1)生物体内有机氮的合成：是指植物吸收土生物体内有机氮的合成：是指植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮，动物直接化成植物体内的蛋白质等有机氮，动物直接或间接以植物为食物将植物体内的有机氮同或间接以植物为食物将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮的整个过程。化成动物体内的有机氮的整个过程。(2)氨化作用：是指动植物的遗体、排出物和氨化作用：是指动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨的残
17、落物中的有机氮被微生物分解后形成氨的过程。过程。(3)硝化作用：是指在有氧的条件下，土壤硝化作用：是指在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐的过程。硝化细菌属自养需氧化成硝酸盐的过程。硝化细菌属自养需氧型型(生产者生产者)。(4)反硝化作用：是指在氧气不足的条件下反硝化作用：是指在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成氮物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成氮气，氮气返回大气中的过程。反硝化细菌气，氮气返回大气中的过程。反硝化细菌属异养厌氧型属异养厌
18、氧型(分解者分解者)。特特别别提提醒醒(1)根根瘤瘤菌菌必必须须侵侵入入到到相相应应的的豆豆科科植物的根内才能固氮。植物的根内才能固氮。(2)固固氮氮微微生生物物产产生生的的NH3，经经过过硝硝化化细细菌菌的的硝硝化化作作用用转转化化为为硝硝酸酸盐盐，才才更更容容易易被被植植物物吸吸收利用。收利用。(3)禽畜粪便发酵除臭的过程是利用硝化细菌禽畜粪便发酵除臭的过程是利用硝化细菌将将NH3转化为硝酸盐的过程。转化为硝酸盐的过程。 (2012广东惠州一中高二检测广东惠州一中高二检测)诗文诗文“落红不是无情物，化作春泥更护花落红不是无情物，化作春泥更护花”中所蕴含的生命科学知识是中所蕴含的生命科学知识
19、是()A自然界的物质循环自然界的物质循环B生态系统的结构生态系统的结构C生物的变异现象生物的变异现象D生物的种间斗争关系生物的种间斗争关系例例2【解析解析】鲜花飘落到地下，被分解者分鲜花飘落到地下，被分解者分解，从而实现了物质的循环。解，从而实现了物质的循环。【答案答案】A要要点点三三分分析析能能量量流流动动与与物物质质循循环环之之间间的关系的关系1物质循环和能量流动的关系示意图物质循环和能量流动的关系示意图2物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系项项目目能量流动能量流动物质循环物质循环形形式式以有机物形式流动以有机物形式流动以无机物形式流动以无机物形式流动特特点点单向传递、逐级递单
20、向传递、逐级递减减循环往返循环往返范范围围各生态系统的各营各生态系统的各营养级养级生物圈内，具全球生物圈内，具全球性性项项目目能量流动能量流动物质循环物质循环联联系系两者同时进行，相互依存，不可分割：两者同时进行，相互依存，不可分割：能量流动不能离开物质循环而单独进能量流动不能离开物质循环而单独进行行,能能量的固定、储存和释放离不开物质的合成和量的固定、储存和释放离不开物质的合成和分解分解物质是能量的载体，使能量能沿着食物物质是能量的载体，使能量能沿着食物链链(网网)流动；能量作为动力，使物质能不断在生流动；能量作为动力，使物质能不断在生物群落和非生物环境之间循环往返物群落和非生物环境之间循环
21、往返生态系统中的各种组成成分生态系统中的各种组成成分非生物环非生物环境、生产者、消费者和分解者，正是通过能境、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环才联系在一起，形成一个量流动和物质循环才联系在一起，形成一个统一整体统一整体例例3A物质作为能量的载体，使能量沿着食物链物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网网)流动流动B能量作为动力，使物质能够不断地在生物能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返群落和无机环境之间循环往返C能量能量的总和便是生产者所固定的的总和便是生产者所固定的太阳能总量太阳能总量D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要碳在生物群落和无机环境之间
22、的循环主要是以是以CO2的形式进行的的形式进行的【解析解析】物质循环和能量流动的联系：物物质循环和能量流动的联系：物质作为能量的载体，使能量沿着食物链质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网网)流流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生动；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。生产者固物群落和无机环境之间循环往返。生产者固定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费者的能量、生产者流向分解者的能量，者的能量、生产者流向分解者的能量，其中能量其中能量和能量和能量代表
23、所有生物呼吸作代表所有生物呼吸作用散失的能量。碳在生物群落和无机环境用散失的能量。碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以之间的循环主要是以CO2的形式进行的，的形式进行的，在生物群落内部以有机物的形式传递。在生物群落内部以有机物的形式传递。【答案答案】A实战演练实战演练设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾。蛾前来交尾。(1)实验步骤：实验步骤：夜晚，将若干未交配的雌蛾夜晚，将若干未交配的雌蛾(只有未交配只有未交配的个体才能分泌性外激素的个体才能分泌性外激素)分成分成A、B两组。两组。把把A组雌蛾直接放在诱捕器组雌蛾直接放在诱捕器(标记为标记为
24、A)中，把中，把B组雌蛾先放在封闭的玻璃管中，组雌蛾先放在封闭的玻璃管中，实实验验探探究究专专项项突突破破再放在再放在_(标记标记为为B)中。中。把把A、B两个诱捕器均悬挂在门外。两个诱捕器均悬挂在门外。一夜后，观察一夜后，观察A、B两个诱捕器，发现两个诱捕器，发现A诱捕器诱捕器_，B诱捕器诱捕器_。(2)实验结论：实验结论：_.(3)延伸探究：科学家事先捕捉到一些生长状延伸探究：科学家事先捕捉到一些生长状态正常的雄蛾，分成态正常的雄蛾，分成C、D两组，两组，C组全部被组全部被剪掉触角，剪掉触角，D组保持原状。同时放飞后，发现组保持原状。同时放飞后，发现D组的雄蛾几乎全部被组的雄蛾几乎全部被A
25、诱捕器捕捉，而诱捕器捕捉，而C组组雄蛾几乎没有一只被捕捉。这种现象说明雄蛾几乎没有一只被捕捉。这种现象说明:_。【解析解析】(1)实验目的是证明雌蛾性外激素实验目的是证明雌蛾性外激素的作用，因此要设置对照实验，一组使性外的作用，因此要设置对照实验，一组使性外激素发挥作用，另一组使性外激素不发生作激素发挥作用，另一组使性外激素不发生作用。用。(2)因为本实验为验证性实验，因此实验因为本实验为验证性实验，因此实验结论即为实验目的。结论即为实验目的。(3)分析延伸探究的题干分析延伸探究的题干信息可知：雄蛾触角的有无对实验结果有明信息可知：雄蛾触角的有无对实验结果有明显影响，因此说明雄蛾的触角是感受性
26、外激显影响，因此说明雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官。素的重要器官。【答案答案】(1)同样的诱捕器同样的诱捕器捕捉到许多同种雄蛾没有捕捉到雄蛾捕捉到许多同种雄蛾没有捕捉到雄蛾(2)雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾(3)雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官实验链接实验链接补充完善类实验步骤的设计思路补充完善类实验步骤的设计思路1概念：补充完善类实验是考试中常见的概念：补充完善类实验是考试中常见的考查实验类的题型，该种题型往往给出一考查实验类的题型，该种题型往往给出一定的实验步骤，并留下一部分内容要求进定的实验步骤，并留下一部分
27、内容要求进一步完善。一步完善。2类型：常见的有补充完善实验步骤、补类型：常见的有补充完善实验步骤、补充实验假设、补充实验的预测结果及实验充实验假设、补充实验的预测结果及实验结论等。结论等。3解答方法：解答该种题型，应认真读题解答方法：解答该种题型，应认真读题,明确题目中给定的设计思路，在此基础上明确题目中给定的设计思路，在此基础上进行完善。特别是在补充预测结果及结论进行完善。特别是在补充预测结果及结论时，务必先确定该实验是验证性实验，还时，务必先确定该实验是验证性实验，还是探究性实验。因为验证性实验的结果只是探究性实验。因为验证性实验的结果只有一种，结论明确唯一，而探究性实验结有一种，结论明确唯一，而探究性实验结果预测及结论有多种，要对假设分类讨论，果预测及结论有多种，要对假设分类讨论，一般按一般按“如果如果那么那么”的方式进行。的方式进行。
