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第六章第3节能量流动和物质循环温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？2.生态系统的成分有哪些？3.生态系统的营养结构是什么?生态系统的成分,食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网问题探讨备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。一、生态系统的能量流动（一）能量流动的概念: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。种群Ａ被捕食的未被捕食的食入的未食入的被同化的未同化的构成生物机体的呼吸消耗的种被捕食的群Ｂ未被捕食的1、能量是如何输入生态系统中的？（1）生态系统所需要的能量来自哪里？（2）太阳能是如何输入生态系统中的？（二）能量流动的过程能量在生态系统中是如何传递和散失的？生产者（植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级能量在第一营养级中的变化生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸/初级消费者摄入初级消费者同化用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用遗体残骸粪便呼吸作用散失呼吸作用散失能量在第二营养级中的变化能量在生态系统中流动的过程：生产者（植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）分解者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸太阳光能化学能热能（最终归宿）光合1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？2、流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统当中来？思考与讨论：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。不能，能量流动是单向的。1.源头:2.起点:3.输入生态系统的总能量:4.渠道:5.流动形式:6.散失形式：太阳能生产者固定太阳能开始食物链和食物网生产者固定的太阳能热能能量流动小结：有机物赛达伯格湖的能量流动图解（三）能量流动的特点数据分析与处理营养级流入能量流出能量（输入后一营养级）出入比（传递效率）生产者植食性动物肉食性动物0分解者111.015.03.03.515.03.013.52%20.0%生态系统能量流动的特点1、能量流动不是循环的而是单向的：从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……2、能量流动是逐级递减的：相邻两个营养级的传递率为10％～20％逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。能量传递效率大约为10%～20%(见下图)①同化量＝摄入量－粪便量②积累量＝同化量―呼吸量③光能入射量＝生产者固定量＋反射量④生产者同化量＝流经生态系统总能量≠各营养级同化量总和⑤粪便量属于上一营养级的同化量⑥能量传递效率＝流入下一营养级的能量上一营养级同化量10%~20%生产者10%~20%初级消费者次级消费者10%~20%……为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？答：根据能量传递效率为10%~20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经4~5个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，猫头鹰增重1Kg，至少需要消耗绿色植物______Kg。X×20%×20%=1Kgx=25Kg如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自羊肉，1/4来自小型肉食动物，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（）X=(1/2)÷10%+(1/4)÷10%÷10%+(1/4)÷10%÷10%÷10%=280秸秆农作物人牲畜燃烧污染环境、影响飞机起降等。研究能量流动的实践意义1、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。饲料沼气池粪便燃料沼渣农田生态系统例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘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。研究能量流动的实践意义本节知识体系能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程过程能量的源头：流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量途径：食物链或食物网特点单向流动：逐级递减：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级能量金字塔能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%~20%。研究意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分太阳能生态系统维持所需的大量物质，为什么没有被生命活动所耗尽？二、物质循环1、概念组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。2、范围生物圈3、特点物质数量恒定、重复利用4、类型水循环、碳循环、氮循环碳循环1、循环路线无机环境生产者消费者光合作用呼吸作用呼吸作用捕食分解者呼吸作用煤、石油燃烧1、碳在无机环境中以什么形式存在？2、碳在无机环境与生物群落之间的循环形式？3、碳进入生物体的途径？4、碳在生物体内的存在形式？5、碳在生物体之间传递途径？1、碳进入大气的途径？2、碳循环的特点?（有机物）（有机物）全球性、反复循环（CO2）食物链碳循环小结1、C在自然界的存在形式：1）CO2：(生物群落与无机环境之间)；2）有机物：（生物群落内部）2、C进入生物群落的途径：光合作用3、C在生物体之间的传递形式、途径：有机物食物链（网）4、C进入无机环境的途径：（1）呼吸作用（2）燃烧（3）分解者分解温室效应根据温室效应的成因，请思考减少温室效应的措施：减排角度：节约能源，使用清洁能源，减少CO2的排放量；增加吸收量角度：保护植被，植树造林，增强光合作用固定CO2量。1、图中A、B、C、D各指什么?2、图中①～⑦又分别指什么生理作用?C右图为生态系统各组成成分的关系图解示意图，请分别回答如下问题：DAB①③⑦⑤④⑥②生产者无机环境消费者分解者3、与碳循环关系最为密切的两种细胞器是______.4、生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是A、光合作用B、呼吸作用C、蒸腾作用D、微生物分解作用线粒体、叶绿体C概念：生物群落反复循环无机环境组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素生态系统的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫生物地球化学循环(生物地化循环)。能量流动物质循环形式过程范围特点联系主要以有机物形式沿食物链（网）单向流动生态系统各营养级单向流动，逐级递减主要以无机物形式在无机环境与生物群落之间反复循环全球（生物圈）反复循环1、能量流动的过程离不开物质的合成与分解；2、物质是能量沿食物链流动的载体；3、能量是物质在生态系统中往复循环的动力。是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割物质循环的概念：组成生物体的化学元素，……特点：具有全球性，往复循环。实例：碳循环与能量流动的关系：物质是能量流动的载体能量是物质循环的动力生产者消费者分解者泥炭、煤、石油大气中的CO2库1.调查得知某河流生态系统的营养结构共有四个营养级（以a、b、c、d表示）。经测定，一年中流经这四个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是（）A、a；B、b；C、c；D、d。练习营养级能量（J·m-2）a141.10×105b15.91×105c0.88×105d871.27×105A2.流经某一生态系统的总能量是:A.照射到该系统的全部太阳能；B.该生态系统中所有的生产者、消费者、分解者体内的能量；C.该生态系统中生产者体内的能量；D.该生态系统中生产者所固定的能量；3.在一定的时间内，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为ｂ，全部分解者所获得的能量为ｃ，则a,b,c之间的关系是：A.a=b+cB.ab+cC.ab+cD.c=a+bDB4.生态系统中，碳元素在无机环境中和生物群落间循环的主要形式是：A.二氧化碳B.无机盐C.碳酸D.碳水化合物5.在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过程是：A.光合作用B.呼吸作用C.蒸腾作用D.异化作用6.物质循环发生在生物群落与无机环境之间。7.能量流动与物质循环是两个相对独立的过程。AB✔✖A