能量流动和物质循环
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
生态系统的能量流动和物质循环
B.100克 D.10000克
2下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题
①图中D表示_________ 太阳能 。
②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得的能量是8千 焦，传递给狼的能量为_____ 1.6 千焦，狼获得的能量中，草应供给这 条食物链的能量为______ 200 千焦。 呼吸__作用被消耗，通过B________ 分解者 利用， ③图中各营养级通过A___
碳的循环过程
（1）碳在自然界中的主要存在形式： CO2和碳酸盐 （2）碳在生物体内部存在的形式： 含C有机物 （3）碳进入生物群落的途径： 光合作用和化能合成作用
（4）碳进入大气的活动： ①动植物的呼吸作用
②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧 （5）碳在生物群落和无机环境之间循环的形式： CO2 （6）碳在生物群落内部传递途径： 含C有机物
（7）温室效应
关注社会
如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生 态系统的碳循环及生态环境有何影响？ 破坏碳循环 的平衡 大气中CO2 含量增加 温室效应
温室效应
1、温室效应?
2、CO2增多的原因 化石燃料的大量燃烧 森林，草原等植被的大量破坏 减少化石燃料的燃烧
3.缓解温室效应的措施
开发新能源
植树造林，增大绿化面积
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）
思考：
1.自身的呼吸消耗 2.流入下一营养级 3.流入分解者 4.未被利用
生产者固定的太阳能有哪些去处？ 分 解 者 呼吸
每个营养级都有未利用的部分
( 三) 生态系统能量流动的特点：
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇生态系统的能量流动1．能量流动的概述(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能⇩ 传递—⎩⎨⎧ 途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇩ 散失—⎩⎨⎧形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用2．能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①c代表初级消费者粪便中的能量。
②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。
e：用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。
i：流入下一营养级。
f：被分解者分解利用。
j：未被利用的能量。
(2)能量流经生态系统的过程①流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能。
②能量流动渠道：食物链和食物网。
③能量传递形式：有机物中的化学能。
④能量散失途径：各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
⑤能量散失形式：热能。
3．能量流动的特点及原因分析(1)能量流动是单向的，原因：①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)能量流动是逐级递减的原因：①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
4．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，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
提示：生态学1．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。
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。
生态系统能量流动和物质循环的关系
生态系统能量流动和物质循环的关系1. 生态系统的基本概念首先，咱们得聊聊什么是生态系统。
简单来说，生态系统就像是一个大家庭，各种植物、动物和微生物在这个大家庭里各司其职，相互依赖，生活得可滋润了。
就像我们家里有爸妈、兄弟姐妹，每个人都有自己的角色，不同的是，生态系统的成员们还得相互合作，维持这个大家庭的和谐与平衡。
比如，植物在阳光下努力工作，进行光合作用，产生氧气和食物；动物则像吃货一样，吃着植物，吃着其他动物，把这些能量转化为自己的生命力。
听起来是不是很像我们日常生活中为了生存而奔波的样子？1.1 能量流动接下来，咱们来说说能量流动。
能量在生态系统中流动，就像水流在河里奔腾，不可阻挡。
太阳是这场能量盛宴的“主厨”，它用阳光给植物提供了能量。
植物就像是勤劳的小蜜蜂，通过光合作用把阳光变成食物，这个过程可是非常神奇的哦。
接着，动物们吃了植物，又把这些能量传递给了自己，这就像是在吃自助餐，一口一个小心肝，真是吃得爽歪歪。
1.2 物质循环说完了能量流动，咱们再聊聊物质循环。
物质循环就像是个永不停歇的循环赛，所有的物质都在这场赛中不断地变换角色。
植物吸收土壤里的水分和养分，动物吃了植物，最后又通过排泄等方式把养分还给土壤。
这个过程就像是在做饭，咱们先准备食材，做完饭后还得把餐具洗干净，不然下次可就没法做了。
自然界中的每一个物质都是有归属的，它们在生态系统中不断流转，没有人能独占。
2. 能量流动与物质循环的关系现在，咱们来看看能量流动和物质循环这两者之间的关系。
其实，它们就像是一对好搭档，相辅相成。
没有能量，物质循环就没法进行；而没有物质，能量流动也就成了一场空谈。
比如，植物吸收阳光，把能量转化为食物，然后动物吃了植物，再把能量和营养物质带到更高的食物链中。
如果没有阳光这个源头，植物就没法生长，整个生态系统也会陷入瘫痪。
2.1 共同促进说到这里，咱们就明白了，能量流动和物质循环是如何共同促进生态系统的。
就像一个团队，大家各自发挥所长，最后达到一个和谐的状态。
物质循环和能量流动的异同点
物质循环和能量流动的异同点
和谐地生态环境是生物界的基石，物质循环和能量流动是实现和谐生态环境的必备条件。
物质循环和能量流动有许多相似之处，也有一些不同之处。
首先，物质循环和能量流动都是实现和谐生态环境的重要条件。
物质循环可以保证环境的稳定，物质循环实现物质的有序转换和再利用，以减少环境的污染。
而能量流动是实现物质循环的重要条件，能量可以促进物质的移动，使物质循环实现可能。
其次，物质循环和能量流动在功能上也有所不同。
物质循环是构成环境中物质在空间上的运动，使不断出现新的物质；而能量循环是改变状态，使能量不断地被释放和重新结合，形成新的能量状态。
最后，物质循环和能量循环也有所不同。
物质循环受物质性质、物理环境及物种生态需求等因素制约；而能量流动受能量质量及其物理状态形式的限制。
综上所述，物质循环和能量流动都是实现和谐生态环境的必备条件，但其在功能、特征和实现方式上也有一定的不同。
因此，对这两个过程都要了解得比较清楚，以确保实现和谐生态环境。
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能量流动和物质循环
能量流动和物质循环主备人参与者
新授使用时间教者
1、描述生态系统中的能量流动；
2、描述生态系统中的物质循环；
3、说出生态系统中能量的最终来源。
重点：1、概述生态系统中的能量流动；
2、描述生态系统中的物质循环。
难点：生态系统中的物质循环和能量流动
讨论、点拨
教师讲述、谈话与学生讨论相结合。
搜集相关的视频、图片、阅读材料等资料，制成演示文稿
教学过程（主要环节）
集体备课个性展示
生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却是由地球提供的。
地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。
提问：什么是生态系统的物质循环？
（回答概念）
提问：概念中的物质是指什么？
（回答：是组成生物体的基本化学元素。
教师补充说明，不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。
）
提问：概念中所说的循环是什么？
（回答：是物质往返运动。
）
提问：概念中所说的生态系统指的是什么？
（回答：地球上最大的生态系统——生物圈。
）
学生讨论：光合作用、呼吸作用及分解作用等有关知识。
出示光合作用过程示意图投影片
提问：根据图回答，光合作用过程中碳的传递过程。
（回答：略）
出示呼吸作用过程示意图投影片
提问：根据图回答，呼吸作用过程中碳的传递过程。
（回答：略）
提问：微生物的分解作用是指什么？
（回答：略）
提问：碳在无机环境中的存在形式怎样？
（回答：略）
提问：滥伐森林对碳循环有何影响？
（回答：碳循环过程受阻，大气中碳的含量就会明显增多。
）
提问：化石燃料的燃烧对碳循环又有什么影响？
（回答：使大气中CO２的含量增高，进而导致气温升高。
）
提问：什么是温室效应？
讲述：大气中CO２越多，对地球上逸散到外层空间的热量的阻碍作用就越大，从而使地球温度升高得越快，这种现象就叫温室效应。
提问：温室效应对生物圈和人类社会有何影响？
（回答：略）
根据能量流动和物质循环关系示意图的投影片总结本节课学习的主要内容。
1、绿色植物通过作用将_能转化为能，使太阳能输入到生态系统中。
2、生产者所固定的的总量，就是这个生态系统所获得的能量。
3、一个营养级的生物所获得的能量，（1）一部分通过_____作用释放后，一方面用于自身的、和等生命活动，一方面以_______形式散失；（2）一部分被____摄入；（3）一部分则被分解利用。
1．植物通过光合作用制造的有机物中储存的能量是从哪里来的？2．一片农田中，在农作物的生长期内是否能将照射到这片农田上的所有光能，全部储存？
A组思考：植物通过光合作用制造的有机物中储存的能量从哪里来的？B组：思考：一片农田中，在农作物的生长期内是否能将照射到这片农田上的所有光能全部储存？
板书设计教后反思。