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生态系统的能量流动生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的概念以种群、营养级为研究对象能量流动——第一营养级能量的源头：流经生态系统的总能量:初级消费者（植食性动物）生产者（植物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸太阳能生产者所固定太阳能的总量输入的能量呼吸散失储存于有机物中被分解者分解流入下一营养级个体生长——同化作用异化作用同化作用又叫合成代谢，是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的过程。异化作用即分解代谢5初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸散失遗体残骸初级消费者同化粪便分解者利用呼吸散失...能量流动——第二营养级能量的去处：①呼吸作用散失②给下一个营养级③给分解者2/14/2020⑴消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。⑵消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁殖(e)⑶生长、发育和繁殖(e)＝分解者分解利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是b＝d＋e；若为四部分之和是b＝d＋f＋i＋j。生态系统的能量流动过程图解:生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)…三级消费者(肉食动物)ABCBB请观察:请表述:图中的箭头A、B、C各表示什么含义？A、呼吸作用散失的能量B、输入下一营养级的能量C、分解者呼吸作用散失的能量1.生态系统的能量源头：太阳能3.能量流动的起点：2.流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能的总量能量流动的过程总结6.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级4.流动的渠道:生产者固定的太阳能开始食物链和食物网5.能量在食物链中的流动形式：分解者——生产者、消费者的遗体和排遗物有机物中的化学能7.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用8、能量的转化：生物体内有机物中的化学能热能9、同化量/流入量/输入量=摄入量-粪便量太阳能…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)呼吸分解者的分解作用呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸能量流动的过程❶❷❸❹同化量/流入量/输入量：1=2+3+4能量传递效率=1和4❹/❶(10%——20%)传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量2/14/2020能量的传递效率的计算方法1.在浮游植物小鱼海豹虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加1kg体重，最多消耗浮游植物的量为（）A．1kgB．10kgC．125kgD．1000kgD2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为（）A．80gB．900gC．800gD．600gB效率低效率高4.图中食物网中的鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物()A．200gB．250gC．500gD．1000gC植物兔鼠蛇鹰选最短食物链2/14/2020对位训练1．如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A．①表示流经生态系统内部的总能量B．一般情况下，次级消费者增加1kg，生产者至少增加100kgC．生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性D．从能量关系看②≥③＋④3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的()A．1.875倍B．1.375倍C．1.273倍D．0.575倍B解析：解题时应该从C出发，设当食物比例A∶B＝1∶1时，C的能量为x，需要的A为(1/2)x×10＋(1/2)x×10×10＝55x。设当食物比例A∶B＝2∶1时，C的能量为y，需要的A为(2/3)y×10＋(1/3)y×10×10＝40y。由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x。（1）相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，能量只能从低营养级流向高营养级。2、逐级递减（10-20%）原因能量流动的特点1、单向流动原因（1）每个营养级都要呼吸消耗一部分能量；（3）每个营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用（最终被分解者分解）。（2）各营养级呼吸作用散失的热能无法被重复利用。（2）有少部分能量随残枝败叶直接传给了分解者…次级消费者肉食动物62.862.8未固定的太阳能96.312.5464.6464.612.612.6呼吸18.82.17.5122.6分解者14.6未利用微量5327.3生产者绿色植物初级消费者草食动物…营养级流入的能量流出（输入下一营养级）的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸作用）未被利用流入/流出（%）生产者初级消费者13.520.1464.662.862.812.696.318.812.52.129329.3根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制而成--能量金字塔能量、数量金字塔根据单位时间内各个营养级所具的生物数量数值绘制而成—数量金字塔19D第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级能量金字塔低高营养级低高能量数量金字塔昆虫树鸟数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔特殊情况：例如，设计生态农业的原理：物质循环再生，能量多级利用生产模式生产者产品废料产品废料1、实现能量的多级利用和物质的循环利用，提高能量的利用率研究能量流动的实践意义2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。2/14/20203．下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是()①一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②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减③若A和B中玉米的数量相同，A能养活10000人，则B能养活1000人④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低③④4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是()A．一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%B．当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的C5.有关生态系统能量流动的叙述中，错误的一项是A．生态系统中所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量B．生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的C．能量流动的特点是单向的、不循环的D．能量流动是逐级递减的，其传递效率是10%～20%A10.运用生态系统能量流动规律分析下列四项中，能量不利于流向对人类最有益的部分的是()A．在森林中，使能量多储存在木材里B．在草原牧场，使能量多流向牛和羊C．能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物)D．在养鱼池，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食C2/14/2020生态系统的物质循环——碳循环实例分析(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用实现的。(2)碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。2/14/2020①分解者的分解作用(3)大气中CO2的来源②动植物的呼吸作用③化石燃料的燃烧(4)实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。(5)煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧，使大气中的CO2浓度增高，是形成“温室效应”的最主要原因。循环特点：⑴具有全球性⑵反复循环。2/14/2020②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。3．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。2/14/2020生物富集问题与能量流动相反，能量沿食物链向下流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物富集作用”，故营养级越高者，该物质浓度越高。重金属和DDT等农药的生物富集2/14/20204．能量流动与物质循环之间的关系图解2/14/2020⑴从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。⑵生产者主要是指绿色植物，它是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发展的基础，因此，生产者是生态系统的主要成分。⑶绿色植物同化的CO2等物质，大约90%需经分解者的分解作用返回无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。⑷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。2/14/20201.下图是生态系统中能量流经各营养级的示意图。由于呼吸的消耗，上一营养级的能量只能一部分流入下一营养级。以下对图中“呼吸”的理解正确的是()A．指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗的全部能量B．指生物进行有氧呼吸时产生的全部能量C．所有生产者和消费者都进行有氧呼吸和无氧呼吸D．分解者通过呼吸从生产者和消费者那里得到自身生命活动所需要的能量2/14/20203．关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是()A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素B．所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动D．物质在循环过程中不断递减答案D2/14/20204．如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是()A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增加，F减少C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、BD．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B以含碳有机物的形式进行流动2/14/20205．(2010·大纲全国卷Ⅰ，5)下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率