1、第19课时 能量流动和物质循环,第六章 生态系统,一 能量流动的过程和特点,当堂检测,二 碳循环,内容索引,三 能量流动与物质循环的关系(加试),一 能量流动的过程和特点,1.能量流动的含义及渠道 (1)能量流动的含义：在生态系统中，能量不断沿着太阳 植食动物肉食动物 的方向流动。 (2)渠道：沿 依次传递。 2.能量流动过程 (1)能量流动的起点： (或光能)。 (2)能量流动的渠道： 。 (3)植食动物的能量去向：被自身细胞 消耗；被 分解；被 取食并同化；未利用。,知识导学,植物,顶位肉食动物,食物链的营养级,太阳辐射能,食物链或食物网,呼吸,分解者,肉食动物,3.能量流动特点 (1)
2、，不可逆的。 (2) ，传递效率一般只有约10%。,单方向的,逐级递减,1.下面是赛达伯格湖能量沿营养级流动的定量分析图，据图思考：,(1)由图得知，能量流动是 的、 的。原因是： 经过长期的自然选择，食物链中各 的顺序是不可逆转的。 各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生 而散失掉，无法再利用。 (2)由图中数据可以看出能量流动是逐级递减的，原因是： 各营养级的生物都会因 而消耗掉相当大一部分能量。 各营养级的生物中总有一部分能量未被 所利用。 还有少部分能量随着 等直接传递给了 。,单方向,不可逆,营养级,热能,呼吸作用,下一营养级的生物,残枝败叶或遗体,分解者,2.从能量流动过程可以推知
3、： (1)植食动物比肉食动物 。 (2)高营养级生物数量 、生物量 、能量少、价值高。 (3)一个生态系统必须不断地从外界 才能维持其正常功能。 3.能量传递效率的公式 能量传递效率下一营养级的同化量/ 100%。,多,少,小,输入能量,上一营养级的同化量,4.如图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。请思考：,(1)一个吃玉米的人所获得的能量一定多于一个吃牛肉的人，对吗？为什么？,答案,不对。就“玉米人”与“玉米牛人”这两条食物链而言，前者环节较少，能量损耗较少，人获得的能量更多，但就“一个个体”而言，由于不知道两人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较。,
4、(2)若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B能养活多少人(传递效率按10%计算)?,答案,1 000人。若A和B中玉米的数量相同，设养活一人消耗能量为m，如A能养活10 000人，对应的玉米能量是10 0000m，同样数量的玉米，B中养活的人数是10 00010%10%1 000(人)。,(3)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更高，还是更低？,答案,若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度应更低(其原因是由于生物放大作用)。,特别提醒,能量流动过程中的4个易错点 (1)动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量
5、，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。 (2)最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路。 (3)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。 (4)生产者所固定的太阳能不是照射光能的全部，而只是其中很少的一部分。,特别提醒,1.下列有关叙述正确的是 A.当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量 B.当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量从第一营养级流入第二营养级 C.生产者通过光合作用制造有机物时，能量就由非生物环境流入生物群落 D.生态系统的能量流动是从消费者捕食开始的,活学活用,答案,解析,兔子体内的能量只有部
6、分被同化，A项错； 狼与兔子分别属于第三和第二营养级，B项错； 生态系统的能量流动是从生产者固定能量开始的，D项错。,知识填空： (1)当狼吃掉一只兔子时，只能消化吸收其中的部分物质，只能获得_能量。 (2)在草兔狼食物链中，狼与兔子分别属于第_和第_营养级。 (3)生产者通过光合作用制造有机物时，能量就由非生物环境流入生物群落，所以生态系统的能量流动是从_开始的。,答案,部分,三,二,生产者固定太阳能,2.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，请思考：,(1)图中的f代表的含义是什么？,答案,图中的f应代表一级消费者的呼吸消耗量。,(2)生产者与一级消费者之间的能量传
7、递效率为多少？,答案,(3)“兔狼”这一关系中，狼粪便的能量属于图中哪一字母？,答案,d(兔是第二营养级，狼是第三营养级，狼粪便中所含的能量应是上一营养级的能量，即字母d),(4)缩短食物链能否提高能量传递效率？,答案,缩短食物链可以减少能量损耗，使能量更多地被利用，但不能提高传递效率。,二 碳循环,知识导学,1.过程 生态系统中的 ，在一个相对封闭的循环圈中_ 的过程。,无机物,周而复始、往复循环,消费者,分解者,2.特点 (1)周而复始、 。 (2)参与循环的物质 ，可以 。 3.碳的全球循环 (1)基本路线图解,往复循环,数量恒定,重复利用,二氧化碳,植物,动物,(2)大气中二氧化碳含量
8、的特点：有明显的 变化和 变化。 海洋对大气中二氧化碳含量的调节作用：二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过 作用而相互交换。 总之，使碳在生态系统中的含量，能通过 的自我调节机制得到调整，并恢复到原来的平衡状态。 (3)碳循环平衡失调 原因：人类因 向大气中排放大量二氧化碳，从而严重干扰了陆地、海洋和大气之间 的平衡，致使大气中二氧化碳的含量持续 。 影响：产生 。,昼夜,季节,扩散,碳循环,能源消费,二氧化碳交换,增加,温室效应,观察下面碳循环示意图回答相关问题：,1.碳循环的基本路线是从 到 ，再通向 ，最后又回到 。 2.过程分析 (1)大气中碳元素以 的形式进入生物群落，其主要途径是植物
9、的_。 (2)碳元素在生物群落中的传递途径是 和 ，传递形式是。 (3)碳回到大气圈要经过动、植物和分解者的 作用,以及燃料的 。,大气圈,植物和动物,分解者,大气圈,CO2,光合,作用,食物链,食物网,有机物,呼吸,燃烧,3.为什么海洋在调节大气圈的含碳量方面有非常重要的作用？,答案,海洋的含碳量是大气圈的50倍，二氧化碳在大气圈和水圈的界面上可以通过扩散作用而互相交换，从而维持大气圈的碳平衡。,4.你了解温室效应吗？它是由于大气中二氧化碳含量过高引起的，请推测大气中二氧化碳含量升高的主要原因是什么？,答案,煤、石油、天然气等燃料的燃烧，使大气中的二氧化碳浓度过高，是形成“温室效应”的主要原
10、因。,特别提醒,碳循环中各成分的确定方法 图中与间为双箭头，故一个为生产者，另一 个为大气中的CO2库；又由于有多个箭头指向 其他，所以为生产者，有多个箭头指来，所 以为大气中的CO2库；除外，有多个箭 头指来，为分解者，剩余的为消费者。,特别提醒,3.下列人类活动不会加剧温室效应的是 A.多开汽车 B.火力发电 C.植树造林 D.燃煤取暖,答案,解析,温室效应是由于大气中二氧化碳的增加引起的，多开汽车、火力发电、燃煤取暖都会增加大气中的二氧化碳，而植树造林不会增加大气中的二氧化碳。,活学活用,由图可知，气体X为二氧化碳，类群乙为生产者，类群丙为消费者，其厌氧呼吸不能产生二氧化碳。联系生物群落
11、与无机环境的两种生态系统成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果缺少甲，生态系统的物质循环将不能正常进行。,A.图中过程可以表示绿色植物的光合作用 B.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行 C.类群丙厌氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一 D.碳在乙、丙中以有机物的形式存在,4.(加试)如图为生态系统中碳循环过程示意图，其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，箭头表示物质循环方向。下列相关叙述错误的是,答案,解析,知识填空： (1)据图分析，气体X为_，与其具有双向箭头联系的乙为_，乙、丙、丁都指向甲，甲为_，丙为_，丁为_。,答案,(2)如果缺少分解者，生态系统的物质循环将_正常进行
12、。 (3)一级消费者是动物，动物的厌氧呼吸产生_，不能产生二氧化碳。,CO2,生产者,分解者,一级消费者,二级消费者,不能,乳酸,三 能量流动与物质循环的关系(加试),知识导学,如图为生态系统的物质循环和能量流动关系图，据图完成表格内容：,有机物,单向流动、逐级递减,全球性、循环性,食物链和食物网,在非生物环境和生物群落之间 不断循环,合成,分解,物质,能量,1.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图思考下列问题：,(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。,答案,甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头
13、指向丁，所以丁为大气中的CO2，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。,(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？,答案,在甲、乙、丙之间的流动形式是有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。,(3)图中的字母分别表示什么过程？,答案,b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。,(4)生态系统的成分中，对物质循环起关键作用的环节是什么？,答案,生产者和分解者。,2.重金属等物质的生物放大作用与能量流动特点比较 重金属和DDT等
14、农药的生物放大：生物放大问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时 ，而农药或重金属在食物链中则存在“生物放大作用”，即营养级越高，该物质浓度 。,逐级递减,越高,特别提醒,(1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。 (2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。 (3)绘制能量流动图解时，只要有有机物传递即伴随着能量的流动(如动植物遗体、残枝败叶沼气池；沼渣食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。,特别提醒,5.下列有关物质循环和能量流动的相关叙述中，不正确的是 A.能量流动的特点是单向流动，逐级递减 B.
15、碳从动物流向分解者的形式为有机物 C.生产者固定的太阳能为流经生态系统的总能量 D.能量流动推动了物质循环，物质循环不利于能量的流动,答案,活学活用,6.如图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物环境。下列叙述正确的是,答案,解析,A.若M表示大气中的CO2，则碳元素在图中过程中是以有机物形式传递的 B.从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环 C.若M表示大气中的CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用 D.若M表示无机环境中的能量，则的能量值为与对应的能量值之和,碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形式传递的；能量在生态系统中沿食物链单向流动，而不能循环利用；碳元素是在无机环境
16、和生物群落之间反复循环利用的，而不是在生物群落的内部；代表的是生态系统中固定的总能量，它不仅包括，还包括消费者通过呼吸作用散失到无机环境中的能量。,知识填空： (1)碳元素在生物群落中是以_的形式传递的。 (2)能量在生态系统中沿食物链_，而不能_。 (3)碳元素是在_和_之间可反复循环利用。 (4)代表的是_，它不仅包括，还包括消费者通过_散失到无机环境中的能量。,答案,含碳有机物,单向流动,循环利用,无机环境,生物群落,生态系统中固定的总能量,呼吸作用,课堂小结,单向流动,逐级递减,组成生物 体的基本 元素,全球性,能量 流动,当堂检测,A.图中b表示用于生长、发育和繁殖的能量 B.c表示
17、生物体内储存的有机物 C.d中能量均未被该营养级生物同化 D.若该草原生态系统第二营养级的生物为羊，为提高羊肉的产量，应该提高图中的 比值,答案,解析,2,3,4,5,1.如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向下一营养级的能量，以下分析正确的是,1,b表示该营养级同化的能量；c表示用于生长、发育和繁殖的能量，A、B错误； d表示分解者利用的能量，有一部分能量未被该营养级生物同化，C错误； 由于a表示该营养级摄入的能量，c表示用于生长、发育和繁殖的能量，所以 的比值越高，羊肉的产量越高，D正确。,2,3,4,5,1,2.能量流动是指生态系统中能
18、量的输入、传递、转化和散失的过程，下列关于能量流动的叙述，正确的是 A.能量沿食物链单向流动 B.能量沿食物链循环流动 C.能量在各营养级间可以循环利用 D.消费者的级别越高，所获得的能量越多,答案,解析,能量流动的特点是单向流动，逐级递减，A正确； 能量沿食物链或食物网单向流动，B错误； 能量在各营养级间不能循环利用，C错误； 消费者的级别越高，所获得的能量越少，D错误。,2,3,4,5,1,3.某生态系统的能量传递效率为10%。在“草兔狐”食物链中，如果狐活动一天需要200 kJ的能量，需要草提供的能量约为 A.200 kJ B.2 500 kJ C.5 000 kJ D.20 000 k
19、J,答案,解析,2,3,4,5,1,如果狐活动一天需要200 kJ的能量，需要草提供的能量约为200 kJ10%10%20 000 kJ。,4.碳循环是生态系统中重要的物质循环类型。下列过程与碳循环无直接关系的是 A.生物的细胞呼吸 B.植物的光合作用 C.化石燃料的燃烧 D.植物的蒸腾作用,答案,解析,2,3,4,5,1,生物的细胞呼吸是生物群落中碳进入无机环境的途径之一，A正确； 植物的光合作用是无机环境中的碳进入生物群落的途径之一，B正确； 化石燃料的燃烧是生物群落中碳进入无机环境的途径之一，C正确； 植物的蒸腾作用与碳循环没有直接关系，D错误。,A.该生态系统的结构包括A、B、C、D与
20、非生物环境 B.该生态系统中捕食链可表示为：ADEB C.A固定的能量D固定的能量A传递给B的能量A细胞呼吸消耗的能量 D.碳是以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境中往复循环，这种循环具有全球性,5.(加试)如图是生态系统中碳循环示意图，“”表示碳的流动方向，下列说法正确的是,2,3,4,5,1,答案,解析,2,3,4,5,1,生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分是指A、B、D、E与非生物环境，营养结构是指A、D、E形成的食物链，A错误； 该生态系统中的捕食链为ADE，B错误； 生产者固定的能量的去向包括呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一营养级和未被利用，C错误； 碳元素是以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境中往复循环，碳循环的特点是具有全球性和循环性，D正确。,