第四章生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)——能量流動和物質(zhì)循環(huán)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.分析生態(tài)系統(tǒng)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(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能顯流動情況

4.分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的過程與特點。

5.概述研究物質(zhì)循環(huán)的意義。

6.理解物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。

【學(xué)習(xí)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(tài)系統(tǒng)中能量的、、和的過程，稱為生態(tài)

系統(tǒng)的能量流動。研究生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動一般在水平上。

2、生態(tài)系統(tǒng)所需的能量來自于_____________________________________

能量的來源：綠色植物通過作用將能轉(zhuǎn)化為能，使太陽能輸入到生態(tài)

系統(tǒng)中。

能量的輸入：生產(chǎn)者所固定的的總量，就是這個生態(tài)系統(tǒng)所獲得的能量。

能量的傳遞：生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞是沿渠道進行的。

一個營養(yǎng)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(nóng)田中，在農(nóng)作物的生長期內(nèi)是否能將照射到這片農(nóng)田上的所有光能全部儲存？

3、觀察生態(tài)系統(tǒng)能顯流卻示意圖思考：每一個營養(yǎng)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(yǎng)級）

攝入

【拓展】

初級消費并（笫一并養(yǎng)緞）一

據(jù)圖分析⑴攝入量、同化量、糞便量三者之間的關(guān)系是攝△量同化呼

吸

_____________________<?作

用

用于生長發(fā)育和繁殖

失

⑵在各營養(yǎng)級中，能量的三個去路：散

①__________________________________;②

③O次級消費者（第三營養(yǎng)級）

原入

散失

活動主題二、能量流動的特點

【識記】

1、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點是,。

能量在相鄰的兩個營養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在就越多。

生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈一般不超過個營養(yǎng)級。

【理解】

1、觀察能量流動示意圖，思考：為什么箭頭由粗變細(xì)，方框的面積由大變??？

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(yǎng)級生物數(shù)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(yǎng)級的傳遞效率=X.100%o

2、生物金字塔類型

能量金字塔數(shù)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(shù)目在食物鏈中生物量(現(xiàn)存生物有機物的

含義中具有逐級遞減的特性隨營養(yǎng)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(yǎng)級生每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)每一營養(yǎng)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(xiàn)倒置現(xiàn)象。

2、數(shù)量金字塔可出現(xiàn)倒置現(xiàn)象，如樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥三者形成的數(shù)量金字

塔可出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。

活動主題三、研究能量流動的實踐意義

【識記】

研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們?nèi)斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)，使能量得到最

有效的利用。

可以幫助人們合理的調(diào)整___________，使能量持續(xù)高效的流向o

活動單元四、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

【識記】

概念(1)物質(zhì)：組成生物體的,如C、H、O、N、P、S等。

(2)循環(huán)范圍：和之間。

(3)循環(huán)特點：①全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是,因此把生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)又叫生物

地球化學(xué)循環(huán)。

②反復(fù)利用，循環(huán)流動：物質(zhì)循環(huán)可以在與之間反復(fù)利用、循環(huán)流動

【理解】

下圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖。先填寫示意圖，再回大氣中CO］庫

答有關(guān)問題

太快太多導(dǎo)

致溫室效應(yīng)

1、C在無機環(huán)境中以或的形式存在。

2、循環(huán)形式______________________

①無機環(huán)境與生物群落之間：CO2o

②生物群落內(nèi)：以碳水化合物形式沿食物鏈和食物網(wǎng)傳遞。

3、碳進入生物群落的途徑：o

-①生產(chǎn)者、消費者的

4、碳返回?zé)o機環(huán)境的途經(jīng)

②分解者的_____________（實質(zhì)是呼吸作用）

1③化石燃料的

5、分析溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因

①

②

【拓展】

圖中所示為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)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(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系

【識記】

項目能量流動物質(zhì)循環(huán)

形式

過程

范圍

特點

1._____________和________________是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是

2、能量的—、________、________和_______,離不開物質(zhì)的—和

聯(lián)系3.________________是能量沿________和_____________流動的載體。

___________________是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力。

4、態(tài)系統(tǒng)的各組成成分，通過_____________和___________，形成一個統(tǒng)一的

整體。

【課時小結(jié)】

【方法小結(jié)】

1、生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的相關(guān)計算

在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營養(yǎng)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(shè)食物鏈A-B-C-D,分情況討論如下

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

養(yǎng)級的能量=M：(10%)3。

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

NX(10%)\

2.在食物網(wǎng)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(yīng)遵循以下原則：

(1)食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。

(2)生物間的取食關(guān)系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)消耗的能最越少，如已知D營養(yǎng)級的能最為M,

計算至少需要A營養(yǎng)級的能量，應(yīng)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(yǎng)級的能量時，應(yīng)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(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)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(huán)的四種成分

1.圖1——先根據(jù)雙向箭頭確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和非生物成分，不能寫“無機環(huán)境”，

也不能寫“生物類別”，再根據(jù)A-D,確定D為分解者，剩下C為消費者。

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

根據(jù)A、B、D的碳都流向E,可進一步判斷：A是生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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?zhǔn)荅-FfD-B。

【檢測反饋】

1.如圖表示在某生態(tài)系統(tǒng)中，能量流經(jīng)第二營養(yǎng)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(zhì)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(yǎng)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(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中I、II、111、N分別代表不同的營養(yǎng)

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(huán)利用2s__\__LA

3、如圖為某生態(tài)系統(tǒng)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(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量I生之土即耍百產(chǎn)|次級消國一|亨費.

B.一般情況下，次級消費者增加Ikg,生產(chǎn)者至少增]④

加100kgI分解赤--------1

C.生物與生物之間的捕食關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動具有單向性

D.從能量關(guān)系看②2③+④

4、若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ,則該生態(tài)系統(tǒng)的第三和第四營養(yǎng)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(wǎng)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(wǎng)。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(chǎn)者（甲）的量為y,那么x與y

的關(guān)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(tài)系統(tǒng)的能量金字塔。有關(guān)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(yǎng)級的升高而逐級遞減

③若A和B中玉米的數(shù)量相同，A若能養(yǎng)活I(lǐng)000C人，則B可能只能養(yǎng)活I(lǐng)000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(nèi)污染物濃度低

A.①③④B.?@?

C.①②③④D.③④

8.以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)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(huán)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(yǎng)級越多，散失的能量越多

9、下圖為生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)后5初級消費

分解者

A.第三營養(yǎng)級流向第四營養(yǎng)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(yǎng)的高岔發(fā)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(yǎng)級獲得能量的方式及能量的用途完全相同

10.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中，錯誤的是（）

A.當(dāng)狼捕食兔子并轉(zhuǎn)化為自身的有機物時，能量就從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級

B.當(dāng)狼吃掉一只兔子時，狼不可能獲得兔子的全部能量

C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能量就從甘生物環(huán)境流入生物群落

D.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向的，逐級遞減的

11.在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構(gòu)建了

新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（如圖所示）。下列有關(guān)敘述正確的是（多選）（）

A.該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽家畜

B.該生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常關(guān)鍵，植物是主要成分

C.該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性T沼X池|一量拴

4、若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ,則該生態(tài)系統(tǒng)的第三和第四營養(yǎng)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(wǎng)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(wǎng)。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(chǎn)者（甲）的量為y,那么x與y

的關(guān)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(tài)系統(tǒng)的能量金字塔。有關(guān)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(yǎng)級的升高而逐級遞減

③若A和B中玉米的數(shù)量相同，A若能養(yǎng)活10000人，則B可能只能養(yǎng)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(nèi)污染物濃度低

A.①③④B.①@③

C.①②③④D.③④

8.以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)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(huán)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(yǎng)級越多，散失的能量越多

9、下圖為生態(tài)系統(tǒng)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(yǎng)級流向第四營養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)級獲得能量的方式及能量的用途完全相同

10.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中，錯誤的是（）

A.當(dāng)狼捕食兔了?并轉(zhuǎn)化為自身的有機物時，能量就從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級

B.當(dāng)狼吃掉?只兔子時，狼不可能獲得兔子的全部能量

C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能品就從非生物環(huán)境流入生物群落

D.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向的，逐級遞減的

11.在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構(gòu)建了ffi

新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（如圖所示）。下列有關(guān)敘述正確的是（多選）（）tmt

A.該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽家畜lt作

肥

B.該生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常關(guān)鍵，植物是主要成分H

C.該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

12.下圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)敘述正確的是（）

A.1代表生產(chǎn)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(yǎng)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(huán)境之間循環(huán)

13.圖1是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中A、B、C>D是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物成分，

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

請分析回答：

圖1