能量流动与物质循环
能量流动和物质循环
焦，从理论上推算，初级消费者所获得的总能量最多为 1.6x109 千焦。 （4）在一定限度内，该生态系统中的这四种生物以及其他生物的 数量和所占比例能在较长时间内维持在一个相对稳定的状态。这说 明生态系统具有一定的 自动调节 能力。
8、图7-13是生态系统的碳循环示意图，请回答：
（1）大气中的二氧化碳通过 光合作用转化为有机物 （2）图中的生产者、消费者和 分解者 在生命活动中通 过 呼吸作用 作用将体内的有机物分解成 二氧化碳等 放 无机物 回大气中。 （3）图中A代表天然气、石油、煤炭等化石燃料，通过 开发利用（燃烧），又将它们转变成 二氧化碳 释放到 大气中。对化石燃料过度的开发利用，是造成 温室 效应 的主要原因之一。 （4）在生态系统中，碳元素主要以 气 体状态进行循环， 能量流动结合在一起进行的。 碳循环始终与
7、能量流动的特点是 单向流动，逐级递减。营养级之间能量 传递的效率大约是 10-20% ，所以大多数食物链只有 3-4 个营养级。 因此，营养级越高， 越少， 越少， 生物数量 有机物含量 越少。 能量 8、分析与研讨：下图是农业人工生态系统模式图，分析研究生态 系统的能量流动有何意义？ 研究生态系统的能量流动，可以 帮助人们合理有效的调整生态系 统中能量流动的关系，使能量 的流向对人类 最有益 的部分 的。实现对能量的 多级 利用， 大大提高能量的利用效率。
3、下图表示其生态系统中物质循环的过程，请分 析回答：
（1）图中表示的生理过程在实质上一致的有 ① ③ ④ . 水 （2）⑤表示的物质是 。B、C是生态系统中 消费者 的 。该生态系统中构成的食物链 是 A B C ，能够使光能流入该生态系统的生物 是图中的 。 A
4、根据下图回答问题：
大气中的CO2库
生态系统的能量流动和物质循环.
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字 塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费 者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形 状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统 的稳定性。
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[例1] (2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米
子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加
工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪
便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为
种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养 级时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量 损耗越大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
9-4 生态系统能量流动和物质循环
第九单元 第四讲
生态系统的能量流动与物质循环
考点一：生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （1）输入 源头：太阳能。 起点：从 生产者固定太阳能 开始。 总能量： 生产者固定的全部太阳能。
（2）传递 传递渠道： 食物链和食物网。 形式：有机物中的化学能
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级 除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一 定时间内的去路可有四条： a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者 分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下 一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部 分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限 的时间“还没来得及被利用的能量”。
能量传递效率与能量利用率的区别
下一个营养级同化的能量
1.能量传递效率=
上一个营养级同化的能量
（10％～20％）
2.能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量 占生产者能量的比值或流入最高营养级的能量 占生产者能量的比值。
考法二 能量流动效率复杂计算归类
1. 涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为 A→B→C→D
能量流经第二营养级示意图
呼吸作用以热能形式散失
同化量
初级消费者 摄入量
用于生长、 发育、繁殖
粪便量
下一营养级 分解者分解 未利用
注意： ①入量=同化量＋粪便量
②消费者粪便中的能量不属于该营养级同化的能 量，属于上一营养级的能量
能 量 流 粪便
初级消费者 摄入
经
第2、3节 生态系统的功能——能量流动与物质循环
呼吸消耗同化生长发育和繁殖和散失的过程。
消费者同化能量属于该营养级同生长、发 (f)+ ，即消费者同 ；若为四部分之和 图示2：1．能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。
总能量：生产者固定的全部太阳能的总量 2．能量流动的渠道：食物链和食物网。
3、每一营养级能量去路：① 自身呼吸作用消耗的 ；② 流向下一个营养级③被分解者利用 4．能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失)。
5．能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。
6．能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)。
能量散失的主要形式：热能。
7、箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。
二、能量流动的特点1. ：原因: ① ；②2. ：原因: ①自身呼吸消耗； ②分解者分解；③未被利用。
能量在沿食物链流动的过程中传递效率大约为 。
计算方法：能量传递效率= 【特别提醒】 1、2、根据能量流动的递减性原则，在建立与人类相关的食物链时，应尽量缩短食物链。
3．能量流动模型——生态金字塔能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散一株大树上,鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量（用质量来表示）可能低于浮游动物的生物量三、研究能量流动的意义1.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
2.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。
【对应练习】1、下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是（）A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分B.能量伴随着物质而循环流动C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能量从无机环境流入生物群落D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量2.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①~④表示相关过程能量流动量。
能量流动与物质循环
生态系统的能量流动与物质循环1、能量流动的概念生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
2、能量流动的过程(1)能量的输入：源头-_______流经该生态系统的总能量-生产者固定的_____总量(2)能量的传递：流动的途径-______和________流动形式-________中的化学能(3)能量的转化：________→有机物中的化学能→________(最终散失)。
(4)能量的散失：散失途径-呼吸作用，包括__________自身的呼吸消耗以及________的呼吸作用。
散失形式-以_______形式散失。
3、请画出能量流经第二营养级的示意图完成生态系统能量流动示意图计算式为：相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。
（1）区分能量传递效率和能量利用率（2）摄入量、同化量、粪便量的关系（3）流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
1）能量的来源：生产者能量主要来自太阳能。
其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
2）能量的去路：①自身_____消耗，转化为其他形式的能量和热能；②流向__________；③遗体、残骸、粪便等被__________分解；④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被储存起来的能量。
即一个营养级同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋____________________或一个营养级同化的能量=________________+________________+________________或一个营养级同化的能量=________________+________________例1如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。
对该图分析不合理的是( )A．能量流动是伴随着物质利用而进行的B．图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量D．乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去4、特点：(1)单向流动：能量只能沿着食物链由________流向高营养级。
生态系统的物质循环与能量流动规律解析
生态系统的物质循环与能量流动规律解析生态系统是由生物与无生物环境相互作用形成的复杂自然系统。
在生态系统中，物质的循环与能量的流动是维持生态平衡的重要因素。
本文将解析生态系统中物质循环与能量流动的规律，以便更好地理解生态系统的健康与稳定性。
一、物质循环1. 水循环水循环是生态系统中最基本、最重要的物质循环之一。
它包括蒸发、降水、蓄水、渗漏、蒸发等过程。
首先，太阳能引起地表水的蒸发，形成水蒸气进入大气层，然后，在冷凝作用下，水蒸气凝结成云，最终降落为降水。
部分降水被植物吸收，成为植物组织中的水分，同时一部分地下渗漏，形成地下水。
地下水通过河流或湖泊进一步流向大海，完成水循环。
2. 碳循环碳循环是生态系统中物质循环的重要组成部分。
它包括光合作用、呼吸作用和分解作用等过程。
光合作用是指植物通过吸收二氧化碳和水，利用太阳能合成有机物质，并释放氧气；呼吸作用则是植物和动物通过分解有机物质产生能量并释放二氧化碳；分解作用是指分解者分解死亡生物体和有机废弃物，将有机碳释放到环境中。
3. 氮循环氮循环是生态系统中物质循环的关键过程之一。
氮在大气中以氮气(N2)的形式存在，它通过氮固定、氮蓄积、氮释放和氮转化等方式进入生态系统。
氮固定是指将大气中的氮转化为植物可利用的氨或硝酸盐的过程，可以通过闪电放电、细菌和植物的共生等途径进行。
而氮转化是指氨酸和蛋白质分解为尿素和尿杯，再转化为氨盐和硝酸盐的过程。
二、能量流动能量流动是生态系统中的另一个重要规律。
在生态系统中，能量的转移是以食物链和食物网为主要方式进行的。
1. 食物链食物链是描述食物能量流动路径的线性链状结构。
它以一群有机体构成，其中一个有机体可以被另一个有机体捕食和消化。
食物链中，能量以离子、有机分子的形式从一个物种传递到另一个物种。
常见的食物链包括植物-草食动物-食肉动物的链条。
2. 食物网食物网是由多个相互交织的食物链组成的网状结构。
生态系统中的食物网更加复杂，有利于能量的更高效转移和利用。
生态系统的能量流动和物质循环
生态系统的能量流动和物质循环生态系统是由生物群落和非生物环境组成的动态平衡系统，其中能量的流动和物质的循环是维持生态平衡的重要机制。
本文将着重介绍生态系统中能量流动和物质循环的过程，以及它们之间的相互关系和重要性。
一、能量流动能量是生态系统中的基本要素，它驱动着生态系统中各种生物活动的进行。
能量在生态系统中的转化和流动可以通过食物链来解释。
食物链是将生物按照它们在食物关系中的地位和相互间的相互作用关系组织起来的。
比如，一个典型的食物链可以由植物、草食动物、食肉动物构成。
在这个食物链中，能量从植物开始流动。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，存储在其体内的有机物中。
当草食动物吃下植物时，植物体内的能量也被转移到了它们的体内。
随后，当食肉动物捕食草食动物时，能量又被传递给了食肉动物。
这样，能量就通过食物链逐级传递。
然而，能量在流动的过程中并不会完全转化。
根据生态学的能量流动规律，每个能量级之间只能保留约10%的能量，其余的能量会以热量的形式散失。
因此，由于能量转化效率的限制，食物链中的每个能量级数量都比前一个能量级少，从而形成生态系统中能量的流动和传递。
二、物质循环物质循环是生态系统中重要的生物地球化学过程，它包括了有机物和无机物的生物转化、迁移和再利用。
通常，物质循环可以通过碳循环、氮循环和水循环来说明。
碳循环是生态系统中最重要的物质循环之一。
通过光合作用，植物将大气中的二氧化碳转化为有机碳，然后通过呼吸作用释放出二氧化碳，使之再次进入大气。
这样，碳在大气和生物体之间持续循环。
此外，当植物和其他生物死亡后，它们的有机碳会通过分解或矿化的过程，再次回归到土壤中的无机碳汇中。
氮循环是生物体内氨基酸和蛋白质的形成和分解的过程。
在氮循环中，氮通过植物吸收后被转化为蛋白质，并且传递到其他生物体内。
当植物和动物死亡后，其体内的氮会被分解为氨气并释放到大气中，或被细菌转化为无机氮化合物并再次进入土壤。
这个过程使氮在大气、土壤和生物体之间循环。
生物生物圈中的能量流动与物质循环
生物生物圈中的能量流动与物质循环主题：生物生物圈中的能量流动与物质循环【引言】生物生物圈是由生物体和无机物组成的全球范围内的生态系统。
生物体通过能量的流动与物质的循环来维持自身的生存和繁衍。
本教案将介绍生物生物圈中的能量流动与物质循环的过程和机制，以及其对生态系统的影响。
【一、能量流动】能量是生物生物圈中维持生命活动所必需的重要资源。
能量的流动是由太阳辐射到地球上，经过生物体的吸收和传递而达到生物体之间的能量转换。
以下将从太阳能到生物体的能量流动、食物链和食物网展开论述。
1. 太阳能到生物体的能量流动太阳能是地球上的主要能量来源，通过光合作用被植物转换为化学能，再通过食物链传递给其他生物体。
这个过程被称为生物生产。
2. 食物链食物链描述了生物体之间通过食物相互联系的关系。
它分为植物链、草食链、捕食链等。
植物链由植物作为能量的起源，被其他生物体捕食，传递给消费者。
草食链由植物被食草动物捕食，再被食肉动物捕食。
捕食链则是一个复杂的食物关系网络。
3. 食物网食物网是多个食物链相互交叉形成的复杂食物关系网络。
食物网反映了生物体之间的相互联系和能量的流动路径。
一个生态系统中的食物网越复杂，说明其能量流动越高效和稳定。
【二、物质循环】物质循环是指在生物体和非生物体之间，由无机物到有机物，再由有机物到无机物的转化过程。
以下将从氮循环和碳循环两个方面进行论述。
1. 氮循环氮是生物体中构成蛋白质、核酸等生物分子的重要元素。
氮循环主要包括氮的固定、氮的氧化和氮的还原三个过程。
植物通过吸收土壤中的无机氮和共生菌根中的固氮菌将氮转化为有机氮，再通过食物链传递给其他生物体。
生物体通过代谢、死亡和排泄将有机氮还原为无机氮，重新进入土壤。
2. 碳循环碳是生物体构成有机物的主要元素。
碳循环主要包括碳的固定、碳的释放和碳的沉积三个过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳，再经由食物链传递给其他生物体。
生物体通过呼吸作用将有机碳释放为二氧化碳，进一步进入大气中。
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生产者通过光合作用固定太阳能
2.流经生态系统的总能量
生产者固定的太阳能的总量
3.能量流动的途径(渠道)
食物链和食物网
4.能量的散失
主要是通过呼吸作用
太阳能
118872 cal/(cm2.a)
分解者 3.0 总计:3.5
生产者 111.0 cal/(cm2.a) 15.0
0.5
植食类 动物
生态系统的能量流动
一、能量流动概念： 能量不断沿着太阳→植物→植食动物→
肉食动物→顶位肉食动物的方向流动
生态系统中能量的 输入、传递、散失的过程。
能量金字塔：
第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级
若每个营养级获取的能量全部用于增加体重，能量传递 效率按10%计算，则如果使D鱼体重增加1kg,最多需浮游 植物约 1000kg 。
物质循环与能量流动的关系
1. 能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合 成和分解等过程；
2. 物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（食物网） 流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落 和无机环境之间循环往返。
在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分
是（ A ）。
A.生产者
B.初级消费者
无机环境开始 ，经生产者、消费者和分解者，又
回到无机环境的循环过程。这就是生态系统的物质
循环。
无机环境
分解者
(C H O N)
生产者
消费者
2.类型： 碳循环、氮循环、水循环、 3.特点：周而复始的，物质重复利用。
1.循环路线
碳循环
生产者
消费者
大气中的CO2
分解者
1）主要生理作用：光合作用、呼吸作用
思考
问题一：为什么0.5Kg青菜的价格 要比0.5Kg鸡肉便宜?
问题二：用0.5Kg青菜喂鸡,能不 能使鸡长0.5Kg肉?
能量流动原理的应用
三、研究能量流动的实践意义： 持续高效流向对人类最有利的部分
生态系统的能量流动（小结）
能量流动的起点：是从生产者固定太阳能开始的
能量流动的途径：是通过食物链和食物网传递的
应为（ C ）。
A.４％和４％ B.０.８％和０.８％ C.４％和０.８％ D.１０％和４％
森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可构成一条食物链。如果
黄雀增加体重10克，按理论计算，最多需要蝉（ C ）。
A.10克 C.1000克
B.100克 D.10000克
假设你流落在不毛的荒岛上，随身尚存 的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮 用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存 策略能让你维持更长的时间来等待救援：
1. 先吃鸡，然后吃玉米 2. 先吃玉米，然后吃鸡 3. 用玉米喂鸡，然后吃鸡 4. 用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡
生态系统的能量流动
生态系统中的能量从哪里来？ 能量通过什么方式进入生态系统？
碳循环
碳在大气圈和生物群落中的存在形式？ CO2、有机物
CO2如何从无机环境进入生物群落？ 绿色植物光合作用
在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传 给下一个营养级？
通过捕食关系 生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？
主要是呼吸作用
大气中CO2的含量为什么持续增加？ 大量燃烧煤和石油等化石燃料
能量的散失：能量在流动过程中有一部分通过呼
吸
作用等散失了
能量流动的特点：能量在流动过程中是依次递减
的
营养级越高获取的能量越少
能量流动是ห้องสมุดไป่ตู้项的，是不可的
研究意义及应用：帮助人们合理地调整生态系统
中能量流动的关系，是能量持续高效地流向对人
类有益的部分。
物质循环
1.概念 组成生物体的C、H、O、N 等化学元素从
为
什
么
说
一
山
难
鼬
容
二
虎
?
生态系统的能量流动图解:
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
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)
分 解者
思考:
呼吸
1.图中的箭头有哪些含义? 2.各营养级的能量来源是什么? 3.初级消费者体内的能量有哪些去路?
生态系统的能量流动 二、过程及特点
二、 能量流动过程及特点
1.能量流动的起点
生产者通过光合作用固定太阳能
2.流经生态系统的总能量
生产者固定的太阳能的总量
3.能量流动的途径(渠道)
食物链和食物网
4.能量的散失
主要是通过呼吸作用
5.能量流动的特点及传递效率
单向流动，逐级递减；传递效率一般为10%
植物 -> 牛 -> 人
植物 -> 人
C.次级消费者
D.分解者
在一定时间内，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值为b，全部分解者所获得的能量值为c,
则a、b、c之间的关系B是（ ）。
A. A = b + c
B. a > b + c
C. a < b + c
D. c = a + b
假设一个生态系统的总能量为１００％，按20%传递 效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量
15.0
微量
肉食类动物
3.0
3.0
23.0
未固定 118761 cal/(cm2.a)
4.5 70.0
呼吸作用 总计:29.3
7 1.8 1.2
未利用 总计:78.2
流经生态系统的总能量： 111 cal/(cm2.a) 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 13.5% 由第二营养级传递给第三营养级效率为 20%