第四章生態系統的穩態

第二節生態系統的穩態——能量流動和物質循環

【學習目標】

1.分析生態系統能量流動為過程和特點。

2.概述研究能量流動的實踐意義。

3.嘗試調查農田生態系統中的能顯流動情況

4.分析生態系統的物質循環的過程與特點。

5.概述研究物質循環的意義。

6.理解物質循環和能量流動的關系。

【學習過程】

活動主題一、能量流動的過程

【識記】

1、能量流動的概念

生態系統中能量的、、和的過程，稱為生態

系統的能量流動。研究生態系統中能量的流動一般在水平上。

2、生態系統所需的能量來自于_____________________________________

能量的來源：綠色植物通過作用將能轉化為能，使太陽能輸入到生態

系統中。

能量的輸入：生產者所固定的的總量，就是這個生態系統所獲得的能量。

能量的傳遞：生態系統中能量的傳遞是沿渠道進行的。

一個營養級的生物所獲得的能量，（1）一部分通過作用以形式散失

了，一方面用于自身的、和等生命活動；（2）一部分被

攝入；（3）一部分則被分解利用,

【理解】

I、植物通過光合作用制造的有機物中儲存的能量是從哪里來的？

2、一片農田中，在農作物的生長期內是否能將照射到這片農田上的所有光能全部儲存？

3、觀察生態系統能顯流卻示意圖思考：每一個營養級獲得的能最有哪幾條去路?

I初級油救七三級消救者

km食的：動物,（四自性動物）

初級消費者（第二營養級）

攝入

【拓展】

初級消費并（笫一并養緞）一

據圖分析⑴攝入量、同化量、糞便量三者之間的關系是攝△量同化呼

吸

_____________________<?作

用

用于生長發育和繁殖

失

⑵在各營養級中，能量的三個去路：散

①__________________________________;②

③O次級消費者（第三營養級）

原入

散失

活動主題二、能量流動的特點

【識記】

1、生態系統中能量流動的特點是,。

能量在相鄰的兩個營養級間的傳遞效率大約是。

2、能量金字塔

能量金字塔的含義是：在一個生態系統中，營養級越多，在就越多。

生態系統中，食物鏈一般不超過個營養級。

【理解】

1、觀察能量流動示意圖，思考：為什么箭頭由粗變細，方框的面積由大變小？

2、能量逐級遞減的原因有哪些？

3、觀察能量金字塔中各營養級生物數量的多少

【拓展】

1、寫出能量傳遞效率的計算公式

相鄰兩個營養級的傳遞效率=X.100%o

2、生物金字塔類型

能量金字塔數量金字塔生物量金字塔

形狀

特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形

象征能量沿食物鏈流動過程生物個體數目在食物鏈中生物量(現存生物有機物的

含義中具有逐級遞減的特性隨營養級升高而逐級遞減總最)沿食物鏈流動逐級遞

減

每

一食.物鏈中每一營養級生每一營養級生物個體的數每一營養級生物的總生物量

階

含物所含能量的多少目

義

注意：1、能量金字塔不會出現倒置現象。

2、數量金字塔可出現倒置現象，如樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥三者形成的數量金字

塔可出現倒置現象。

活動主題三、研究能量流動的實踐意義

【識記】

研究生態系統的能量流動，可以幫助人們人工生態系統，使能量得到最

有效的利用。

可以幫助人們合理的調整___________，使能量持續高效的流向o

活動單元四、生態系統的物質循環

【識記】

概念(1)物質：組成生物體的,如C、H、O、N、P、S等。

(2)循環范圍：和之間。

(3)循環特點：①全球性：物質循環的范圍是,因此把生態系統物質循環又叫生物

地球化學循環。

②反復利用，循環流動：物質循環可以在與之間反復利用、循環流動

【理解】

下圖是生態系統的碳循環示意圖。先填寫示意圖，再回大氣中CO］庫

答有關問題

太快太多導

致溫室效應

1、C在無機環境中以或的形式存在。

2、循環形式______________________

①無機環境與生物群落之間：CO2o

②生物群落內：以碳水化合物形式沿食物鏈和食物網傳遞。

3、碳進入生物群落的途徑：o

-①生產者、消費者的

4、碳返回無機環境的途經

②分解者的_____________（實質是呼吸作用）

1③化石燃料的

5、分析溫室效應產生的原因

①

②

【拓展】

圖中所示為生態系統碳循環示意圖。圖中“0”表示碳的

流動方向則：

A、B、C、D、E分別代表o

1、2、3分別代表o

活動單元五、物質循環和能量流動的關系

【識記】

項目能量流動物質循環

形式

過程

范圍

特點

1._____________和________________是生態系統的主要功能，二者是

2、能量的—、________、________和_______,離不開物質的—和

聯系3.________________是能量沿________和_____________流動的載體。

___________________是物質在生態系統中往復循環的動力。

4、態系統的各組成成分，通過_____________和___________，形成一個統一的

整體。

【課時小結】

【方法小結】

1、生態系統中能量傳遞的相關計算

在解決有關能量傳遞的計算問題時，首先要確定相關的食物鏈，理清生物在營養級上，的差

別，能量傳遞效率為10%?2()%,解題時注意題目中是否有“最多”、“最少”、“至少”

等特殊的字眼，從而確定使用10%或20%來解題。

1.設食物鏈A-B-C-D,分情況討論如下

(1)已知D營養級的能量為M,則至少需要A營養級的能量=M：(2O%)3；最多需要A營

養級的能量=M：(10%)3。

(2)已知A營養級的能量為N,則D營養級獲得的最多能量=?4義(20%戶；最少能量=

NX(10%)\

2.在食物網中分析

如在A-B-C-D中，確定生物量變化的“最多”或“最少”時，還應遵循以下原則：

(1)食物鏈越短，最高營養級獲得的能量越多。

(2)生物間的取食關系越簡單，生態系統消耗的能最越少，如已知D營養級的能最為M,

計算至少需要A營養級的能量，應取最短食物鏈A-D,并以20%的效率進行傳遞，即

等

于M?20%；計算最多需要A營養級的能量時，應取最長的食物鏈A-B-C-D,并以

10%的效率進行傳遞，即等于M：(10%)3。

3.在食物網中，某一營養級同時從上一營養級的多種生物按一定比例獲取能量，則按照單

獨的食物鏈進行計算后再合并。

2、巧妙變換圖形，判斷參與碳循環的四種成分

1.圖1——先根據雙向箭頭確定A和B應為生產者和非生物成分，不能寫“無機環境”，

也不能寫“生物類別”，再根據A-D,確定D為分解者，剩下C為消費者。

2.圖2——根據A與C之間是雙向箭頭判斷：A和C一個是生產者，一個是非生物成分.

根據A、B、D的碳都流向E,可進一步判斷：A是生產者，B是初級消費者，C是非生

物成分，D是次級消費者，E是分解者。

3.圖3——首先找出相互之間具有雙向箭頭的兩個成分，即A和E,一個為生產者，一個

是大氣中的CO?庫。又因為其他各個成分都有箭頭指向A,所以A為大氣中的CO?庫，

E為生產者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都指向C,所以C是

分解者，剩余的B、D、F則為消費者。整個圖解中，食物鏈是E-FfD-B。

【檢測反饋】

1.如圖表示在某生態系統中，能量流經第二營養級的示意圖。對該圖分析不合理的是（）

A.能量流動是伴隨著物質利用而進行的

B.圖中甲為初級消費者同化的能量，即第二營養級所含有的能量

C.該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸以熱能散失的能量

D.乙比甲的能最少的原因是甲的遺體、殘骸中的能量被分解者利用而未傳遞下去

2、如圖為某一生態系統的能量金字塔，其中I、II、111、N分別代表不同的營養

級，Ei、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是（）忌

A.I是初級消費者

B.IV為分解者

C.El為太陽能，E2為熱能EJ-------------7\

D.能量可在食物鏈中循環利用2s__\__LA

3、如圖為某生態系統中能量流動圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，

下列各項中正確的是1______，①（_________②_________，③1________

A.①表示流經該生態系統內部的總能量I生之土即耍百產|次級消國一|亨費.

B.一般情況下，次級消費者增加Ikg,生產者至少增]④

加100kgI分解赤--------1

C.生物與生物之間的捕食關系一般不可逆轉，所以能量流動具有單向性

D.從能量關系看②2③+④

4、若某生態系統固定的總能量為24000kJ,則該生態系統的第三和第四營養級所獲得的能

量最多是（）

A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJ

22

5.在如圖所示的食物網中，假如貓頭鷹的食物有5來自于兔子，5來自于鼠,

于蛇，那么貓頭鷹若增加20g體重，最少需要消費植物（）,>

A.600gB.900gC.1600gD.5600g

6、如圖為一食物網。若要使丙體重增加x,已知其食用的動物性食物

（乙）所占比例為a,則至少需要的生產者（甲）的量為y,那么x與y

的關系可表示為（）

A.y=90ax+l0xB.y=25ax+5x

C.y=20ax+5xD.y=lOax+lOx

7、下圖表示A、B兩個特殊生態系統的能量金字塔。有關解釋正確的是（）

生盛系筑A的倦量金字培生亳條燒B的能?金字塔

①?個吃玉米的人所獲得的能量?定比?個吃牛肉的人獲得的能量多

②能量沿食物鏈單向流動，傳遞效率隨營養級的升高而逐級遞減

③若A和B中玉米的數量相同，A若能養活I000C人，則B可能只能養活I000人

④若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人比B中的人體內污染物濃度低

A.①③④B.?@?

C.①②③④D.③④

8.以下關于生態系統的能量流動的敘述中，哪一項是不正確的（）

A.能量流動是單向的、不循環的

B.食物鏈越短，終級消費者獲得的能量越多

C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少

D.營養級越多，散失的能量越多

9、下圖為生態系統中能量流動圖解的部分示意圖，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列

各項中正確的是（）。

②,史更可剪一：0（滿貨者］

生產后5初級消費

分解者

A.第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率為（③由④）xl00%

B.圖中④包含了次級消費者糞便中的能量

C.在人工飼養的高岔發魚塘中初級消費者獲得的總能量往往大于⑤

D.食物鏈中的各營養級獲得能量的方式及能量的用途完全相同

10.下列有關生態系統能量流動的敘述中，錯誤的是（）

A.當狼捕食兔子并轉化為自身的有機物時，能量就從第一營養級流入第二營養級

B.當狼吃掉一只兔子時，狼不可能獲得兔子的全部能量

C.生產者通過光合作用合成有機物，能量就從甘生物環境流入生物群落

D.生態系統的能量流動是單向的，逐級遞減的

11.在社會主義新農村建設中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構建了

新型農業生態系統（如圖所示）。下列有關敘述正確的是（多選）（）

A.該生態系統中，處于第二營養級的生物有人和家禽家畜

B.該生態系統中，人的作用非常關鍵，植物是主要成分

C.該生態系統的建立，提高了各營養級間的能量傳遞效率

D.沼氣池的建造和植樹造林，提高了該生態系統的穩定性T沼X池|一量拴

4、若某生態系統固定的總能量為24000kJ,則該生態系統的第三和第四營養級所獲得的能

量最多是（）

A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJ

221

5、在如圖所示的食物網中，假如貓頭鷹的食物有5來自于兔子，5來自于鼠,5來自

于蛇，那么貓頭鷹若增加20g體重，最少需要消費植物（）。

A.600gB.900gC.1600gD.56（X）g

6、如圖為一食物網。若要使丙體重增加x,已知其食用的動物性食物乙

（乙）所占比例為a,則至少需要的生產者（甲）的量為y,那么x與y

的關系可表示為（）

A.y=90ax+10xB.y=25ax+5x

C.y=20ax+5xD.y=10ax+10x

7、下圖表示A、B兩個特殊生態系統的能量金字塔。有關解釋正確的是（）

生盛系筑A的倦量金字培生亳條ItB的能?金字塔

①一個吃玉米的人所獲得的能量一定比一個吃牛肉的人獲得的能量多

②能最沿食物鏈單向流動，傳遞效率隨營養級的升高而逐級遞減

③若A和B中玉米的數量相同，A若能養活10000人，則B可能只能養活1000人

④若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人比B中的人體內污染物濃度低

A.①③④B.①@③

C.①②③④D.③④

8.以下關于生態系統的能量流動的敘述中，哪一項是不正確的（）

A.能量流動是單向的、不循環的

B.食物鏈越短，終級消費者獲得的能量越多

C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少

D.營養級越多，散失的能量越多

9、下圖為生態系統中能量流動圖解的部分示意圖，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列

各項中正確的是（）。

初級消費

分X%

第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率為（③由④,xlOO%

A.

B.圖中④包含了次級消費者糞便中的能量

C.在人工飼養的高容度魚塘中初級消費者獲得的總能最往往大于⑤

D.食物鏈中的各營養級獲得能量的方式及能量的用途完全相同

10.下列有關生態系統能量流動的敘述中，錯誤的是（）

A.當狼捕食兔了?并轉化為自身的有機物時，能量就從第一營養級流入第二營養級

B.當狼吃掉?只兔子時，狼不可能獲得兔子的全部能量

C.生產者通過光合作用合成有機物，能品就從非生物環境流入生物群落

D.生態系統的能量流動是單向的，逐級遞減的

11.在社會主義新農村建設中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構建了ffi

新型農業生態系統（如圖所示）。下列有關敘述正確的是（多選）（）tmt

A.該生態系統中，處于第二營養級的生物有人和家禽家畜lt作

肥

B.該生態系統中，人的作用非常關鍵，植物是主要成分H

C.該生態系統的建立，提高了各營養級間的能量傳遞效率

D.沼氣油的建造和柏樹造林,提高了該牛態系統的穩定性

12.下圖為生態系統中碳循環的模式圖。相關敘述正確的是（）

A.1代表生產者，5可以代表化能合成作用

B.碳元素在1、2、3、4間以含碳有機物的形式傳遞

C.在食物鏈中占有碳元素最多的營養級可能是1

D.1、2、3中含有的有機物可以作為動力來促進碳元素在群落和環境之間循環

13.圖1是某生態系統碳循環示意圖，其中A、B、C>D是生態系統內各生物成分，

2、3、4、5表示有關的生理過程；圖2為該生態系統中某?食物鏈及部分能量流動情況,

請分析回答：

圖1