生态系统的能量流动与信息流
5.2生态系统的能量流动
摄入量就是同化量吗？
(同化量=摄入量—粪便量）
同化作用是指生物体把从外界环境中获取的 营养物质转变成自身物质，并且储存能量的 过程。
在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食, 被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？
0
1 5
第三营 养级
1 25
第四营 养级
1 125
第五营 养级
1 625
第六营 养级
1 3125 A
A
A
A
A
A
Байду номын сангаас
0.00032 A ( ≈0 )
假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛 上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么 使自己活的最长的办法是： A.先吃鸡，然后吃玉米 B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生 我该怎 产的蛋，最后再吃鸡
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。 无 有、无)竞争关系，理由 (2)牛与鸡之间______( 它们所需食物资源不同(牛食玉米秸秆，鸡吃玉米子粒) 是____________________________ 捕食与竞争 ，人与牛间关系 。人与鸡的种间关系是__________ 捕食 是________ 。
来源： 生产者 ——太阳能 消费者 ——前一营养级 呼吸作用消耗 去向： 流入下一营养级 被分解者所利用
3.各营养级能量的去向有哪些？
赛达伯格湖的能量流动图解
生态系统能量流动的特点有哪些？为什么？ 单向流动，逐级递减
你知道吗？
你知道吗？
生态系统中的能量流动一般不超 过4～5个营养级。
第一营 养级 第二营 养级
作业：练习册P43,44
四、金字塔种类：
2024届高考一轮复习生物课件(人教版)：生态系统的物质循环、信息传递
7.能量流动、物质循环和信息传递的关系
项目
能量流动
物质循环
信息传递
全球性、循 特点 _单__向__流__动__、__逐__级__递__减__
环性
往往是双向的
范围 途径
食物链(网)的各营养级 整个生物圈 __食__物__链__和__食__物__网___
(μg·kg－1)
21.0
37.9 19.4
乌鳢 124.4
注：鲫鱼主要以植物为食，乌鳢为肉食鱼。
不同成分 水 底泥 水生植物 浮游动物 底栖动物 鲫鱼
DDT浓度/
0.1 0.7
6.3
(μg·kg－1)
21.0
37.9 19.4
乌鳢 124.4
下列相关叙述不正确的是 A.营养级越高的生物体内DDT浓度越高
第7课时 生态系统的物质循环、信息传递
课标要求
1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的 规律。 2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系 统中的资源。 3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。 4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的 正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
分解 作用
A1 A
A2
不变蓝 产生_砖__红__色__沉__淀___
B1
变蓝
B
B2
不产生_砖__红__色__沉__淀__
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。 3.实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。
拓展 提升科学思维
1.探究土壤微生物在落叶分解中的作用 (1)本实验的自变量和因变量分别是什么？ 提示 自变量是土壤中微生物的有无；因变量是土壤中落叶的分解程度。 (2)在本实验中是如何控制自变量的？ 提示 实验组的土壤经高温(60 ℃恒温箱中处理1 h)处理，以消灭土壤中 的微生物；对照组的土壤不做处理。
5.2 生态系统的能量流动33PPT
1.假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和
鸡可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（ A ）
A、先吃鸡，然后吃玉米
B、先吃玉米，再吃鸡
C、用玉米喂鸡，然后吃鸡
D、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡
补充：生物富集现象
指化学杀虫剂（如DDT）、有害物质（如重 金属元素Hg、Pb等）通过食物链逐渐累积和浓 缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象。
浮游植物 浮游动物 小鱼 大鱼 鱼鹰
DDT含量 3x10 -12 4x10 -8 5x10 -7 2x10 -6 2.5x10 -5
写出食物链， 分析生物体 内DDT含量 在食物链的 传递过程中 有什么特点？
第五章生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动
一、能量流动的含义：
1.能量流动：生态系统中能量的输入、
传递、转化和散失的过程。
（1）起点：生产者固定的太阳能
（2）总能量：生产者固定太阳能的总
量
（3）渠道：食物链、食物网
（4）方向：低营养级
高营养级
研究生态系统中能量流动一般在群体
水平上。
2.生态系统中能量流动： 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。 A.“输入”——源头：太阳能
储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量
二、能量流动的过程 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
太阳 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 分解者 呼吸作用
1.能量在第一营养级中的变化
能
①呼吸作用
量
1%
流
动
生产者
初级消费者
第十章生态系统的能量流动与信息流 《生态学》课件
4
二、能量环境
地球外的太阳辐射以2克卡的比率到 达生物圈，但当它通过大气时按指数地衰 减；当它通过云层、水和植被时，太阳辐 射能进一步衰减，而且其能量的光谱分布 状况也有很大的改变。在一个生态系统内2 4小时的热能流比进来的太阳辐射能少了很 多。在生态系统中不同层以及地球表面的 不同季节、不同地点内，总能流的变异是 很大的，因此，有机体的个体分布也相应 地不同。
量的基本资源，温度是影响光合效率的主 要因素，而食草动物的捕食会减少光合作 用生物量。
13
（二）水域生态系统 光是影响水体初级生产力的最重要的因
子。美国生态学家J.H.Ryther（1956）提出 预测海洋初级生产力的公式：
P=（R/k）×C×3.1
式中：P—浮游植物的净初级生产力，g／(m2·d)
包括呼吸消耗在内的全部生产量，称为总 初级生产量(gross primary production)。 三者之间的关系是：
GP＝NP十R 式中：GP—总初级生产量，J／(m2·a)
NP—净初级生产量，J／(m2·a) R—呼吸所消耗的能量，J／(m2·a)
10
生态系统的初级生产量还随群落的 演替而变化。群落演替的早期由于植物 生物量很低，初级生产量不高；随时间 推移，生物量逐渐增加，生产量也提高。
R—相对光合率 k—光强度随水深度而减弱的衰变系数 C—水中的叶绿素含量，g/m3
14
四、 初级生产量的测定方法
（一)收获量测定法 此法用于陆地生态系统。定期收割植
被，烘干至恒重，然后以每年每平方米的 干物质量来表示。取样测定干物质的热量， 并将生物量换算为J／(m2·a)。为了使结果 更精确，要在整个生长季中多次取样，并 测定各个物种所占的比重。在应用时，有 时只测定植物的地上部分，有时还测地下 根的部分。
新教材 人教版 高中生物选择性必修2《生物与环境》 知识点第3章 生态系统及其稳定性 期末复习知识点
第一节生态系统的结构生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
生态系统的结构包括:生态系统的组成成分、食物链和食物网。
一、生态系统的组成成分项目非生物的物质和能量生产者消费者分解者——自养异养异养实例阳光、热能、水、空气、无机盐等光合自养：绿色植物和蓝细菌等；化能合成：硝化细菌大多数动物、寄生植物、寄生细菌、病毒营腐生生活的细菌和真菌、腐食动物作用生物群落中物质和能量的根本来源将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中加快生态系统中的物质循环；有利于植物的传粉和种子的传播通过分解作用将生物遗体、排泄物中的有机物分解为无机物地位必要成分基石、主要成分。
最活跃的成分、非必要成分。
关键成分、必要成分。
(2)相互关系生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
二、食物链和食物网(1)食物链(2)食物网（5）不参与食物链组成的成分:分解者和非生物的物质和能量。
（7）食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类第二节能量流动一、生态系统能量流动的概念及过程注意流入自然生态系统的总能量指生产者通过光合作用固定的太阳能，流入人工生态系统（如人工鱼塘）的总能量指生产者固定的太阳能+人工输入的有机物中的化学能。
2.第一营养级能量流动3.第二营养级及其后营养级能量流动（1）由图分析可知①输入该营养级的总能量是指图中的 b (填字母)。
②粪便中的能量(c)不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
③初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e) 。
（同化量的“2个”去路）④生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f) ＋下一营养级同化的能量(i)⑤摄入量＝同化量＋粪便量。
⑥同化量的“3个”去路（定量不定时，足够长的时间内能量去路）:其中最高营养级无b（填字母序号）⑦同化量的“4个”去路（定量定时，在一定时间内的去路）比“3个”去路多的是未利用的能量。
信息传递在生态系统中的作用
信息传递在生态系统中的作用
信息传递在生态系统中的作用如下：
1.有利于正常生命活动的进行。
2.有利于生物种群的繁衍。
3.调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递的作用，其中，信息传递具有重要的作用。
生命活动的正常进行，离不开信息传递；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
信息还可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
我们将生态系统的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。
信息传递在农业生产上的应用具有两方面：一是提高农产品和畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。
控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统的内部结构和功能的协调。
生态系统--功能第一营养级（生产者）的能量变化
生产者固定
464.662.813.52%62.812.6
20.06%
12.6
能量单位：J/（cm 2.a ）
传递效率
沼气池秸秆多级利用桑基鱼塘
DDT杀虫剂
农田
）循环过程中物质反复利用，不会增加也不
南极的企鹅
43分解者
大气中的N 2
硝化作用
硝化细菌
硝化细菌
反硝化细菌
吸收
NH 3NH 4NO 2NO 3+
––
氨化自生固氮菌
共生固氮菌（根瘤菌）
（细胞间的信息传递）例：DNA→mRNA→蛋白质
下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是（
甲是生产者,乙是消费者
该生态系统是一个开放的系统①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中正确的是（．图中④包含了次级消者粪便中的能量。
生态学：10 生态系统的能量流动与信息流
5、叶绿素测定法●丙酮提取叶绿素●分光光度计测定叶绿素浓度●每单位叶绿素的光合作用是一定的，通过测定叶绿素的含量计算取样面积的初级生产量第二节生态系统中的次级生产次级生产量的生产过程一、能量收支C=A+FU➢C：动物从外界摄食的能量➢A：被同化能量➢FU：排泄物A=P+R➢P：净次级生产量➢R：呼吸能量二、次级生产量的测定➢用同化量和呼吸量估计生产量(用摄食量扣除粪尿量估计同化量)：P=A-R=(C-FU)-RC：动物从外界摄食的能量，A：被同化能量，FU：排泄物，R：呼吸量➢用个体的生长和繁殖后代的生物量表示净生产量：P=Pg+Pr➢异养生态系统：主要依靠其他生态系统所生产的有机物输入来维持的生态系统➢异养生态系统的能流分析：应特别注意其他生态系统的有机物输入6、生态系统模型➢输入➢日光能➢有机物质➢输出➢未利用的日光能➢生物呼吸➢现成有机物质➢自养与异养生态系统第五节生态系统的信息流动信息流：在生态系统的各个组成成员之间及各个成员的内部都存在着信息交流，彼此间进行着信息传递。
生态系统信息流不仅包含着个体(物种)、种群和群落等不同水平上的信息，而且所有生物的分类阶元及其各部分都有特殊的信息联系。
生物的信息传递、接受和感应特征是长期进化的结果。
信息的种类：物理信息；化学信息；营养信息；行为信息特征：生态系统中信息传递具有可传扩性、永续性、时效性、分享性与转化性。
生态系统中的信息传递：生态系统中能量流和物质流通过个体与个体之间、种群与种群之间、生物与环境之间的信息传递协调。
动物之间的信息传递是通过其神经系统和内分泌系统进行的，决定着生物的取食、居住、社会行为、防护和性行为等一切过程。
取食、居住、防卫。
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19
二、初级生产的生产效率
最
1.17×107
大 光
8.2×106
合 效
2.6×106
率
3.5×106 5.6×106
4.5
54g/(m2·d)
一部分被植物自 身呼吸所消耗：R
可供其它生物利用
剩下用于自身的生长
繁殖：NP，净初级
生产量。
14
• 总初级生产量(GP)、呼吸所耗能量(R) 和净初级生产量(NP)三者之间的关系 是：
GP NP R NP GP R
15
区别生产量与生物量
• 生产量：单位面积、单位时间内的有机物 质生产量[J/（m2·a）]
5
一切生命活动都需要能量推动，或者说：生 命过程是能量聚、散的过程。 能量是地球上生物生存和生态系统发展的根 本驱动力 地球上基本能量来源？
太阳的辐射能
没有太阳能就没有地球上丰富多彩的生命和生态系统。
6
二、生态系统能量流动的基本规律
1. 生态系统的能流过程 生态系统的能流主要是动能和潜能的传 递与转换。
20
20世纪40年代以来，对各生态系统的初级 生产效率所作的大量研究表明，在自然条 件下，总初级生产效率很难超过3％。
一般说来，在富饶肥沃的地区总初级生产 效率可以达到1％~2％；而在贫瘠荒凉的地 区大约只有0.1％。就全球平均来说，总初 级生产效率大概是0.2％~0.5％。
21
三、初级生产量的限制因素
1. 陆地生态系统
CO2 ②
①光
NP
取食 ③
光合作用 生物量
④ H2O
⑤ 营养
R ⑥ O2＋温度 ⑦
GP
22
光照影响
A
光
合
作
用
B
率
CP sp 光强度
补偿点
饱和点
23
温度影响
在一定温度范围内，生物生长的速率与温 度成正比，但是温度超过生物体内酶活性的 最高温度后，将会使得生物生长受阻甚至死 亡。
24
17
初级生产力的分布
海洋与陆地比较 陆地〉海洋
海洋 河口湾〉大陆架〉大洋区
陆地 热带雨林第一；湿地第二
18
初级生产力的分布
全球陆地年净初级生产总量为115×109t干物质，海洋 的为55×109t干物质。海洋约占地球表面的2／3，但 净初级生产量只占1／3。
在海洋中，由河口湾向大陆架到大洋区，单位面积净 初级生产量和生物量有明显降低的趋势。
热力学第是二一个定参律数：，即用能来量形递容一减个规律
在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变， 系统的混乱程度，熵值越大，
在能量传递和转化过程中，除了一部分可以继 续传表递明和能作量功分的布能越量均（匀自由能）外，总有一部 分不能继续传递和做功，而以热的形式消散， 这部分能量使系统的熵和无序性增加。
水影响
水对动植物生长发育的影响
植物 水分对植物生长有最低、最适和最高量的三
基点。低于最低点，植物萎蔫、生长停止，高 于最高点，根系缺氧、窒息、烂根。 动物
水分不足时，引起动物的滞育和休眠；许多 动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。
25
土壤影响
近年研究还发现一普遍规律：地面净 初级生产量与植物光合作用中氮的最 高积聚量呈密切的正相关。N、P、K 施肥都能增加初级生产量。
• 生物量：是指某一时刻调查时单位面积上 积存的有机物质—干重[J/m2]或[g/m2]。
群落演替过程中生产量与生物量的变化趋势如何？
16
演替初期,生物量较低,因此固定太阳能形成有机物质 的速率低(即总初级生产量低)。 随着演替的进行,生物量不断积累,系统的初级生产量 也不断提高。 对于净初级生产量而言，并不一定随着生物量增高 而增高，为什么？
12
第二节、生态系统的生产力-初级生产
自养生物（主要：植物）的生产过程称为初 级生产，其提供的生产力为初级生（包括个 体数量和生长）增加。
13
一、初级生产的基本概念
（总）初级生产量（第一性生产量）GP
▪ 在初级生产过程中，植物所固定的太阳能或所 制造的有机物质—同化量A。
第十章、生态系统的能量 流动与信息流
1
主要内容
• 第一节 生态系统中的能量与能量环境 • 第二节 生态系统的生产力—初级生产 • 第三节 生态系统的生产力—次级生产 • 第四节 生态系统的分解 • 第五节 生态系统中的能量流动 • 第六节 生态系统中的信息流动
2
重点内容
• 生态系统的生产力—初级生产 • 生态系统的生产力—次级生产 • 生态系统的分解 • 生态系统食物链中能量的流动
10
12.5+62.8+293+96.3=464.6
11
消费者通过摄取植物的制造的有机物质，经过消 化分解后，最后合成自身所需营养物质，从而使 得动物生物量增加，所以也可称为生产过程
次级生产或第二性生产
生产者通过光合作用将简单的无机 物合成复杂的有机物质，使得植物 生物量增加，是一种生产过程
初级生产或第一性生产
我们将生物与环境之间、生物与生物之间 能量的传递和转化过程称作生态系统的能 流过程。
8
2. 生态系统能流渠道（途径） 生物与环境的直接交换 食物链传递
能量沿着食物链的一个个环节或营养级，向 下传递，而实现流动。
9
3. 生态系统能流服从（遵守）热力学定律 热力学第一定律：即能量守恒定律
在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失， 也不能凭空产生，只能由一种形式变为另一 形式。
生态系统的动能（生物与环境之间） 是指生物与环境之间以传导和对流形式 互相传递和转化的一种能量，包括热、 辐射的相互传递。
7
生态系统的潜能（生物与生物之间）
是绿色植物（生产者）通过光合作用贮藏在光 合产物化学键之内，处于静态的能量。这部分 能量是固定态的能，难以流动。 只有通过其他生物（如消费者、分解者）的取 食、利用，在生物之间传递和转化，才能实现 流动（逐级传递）。
3
第一节、生态系统中的能量与能量环境
• 生态系统的基本驱动力—能量 • 生态系统能量流动的基本规律 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律
4
一、生态系统的基本驱动力—能量
能量：是指物体或者系统做功的能力。 能量有多种形式，按运动方式分：
动能：指正在做功的能量，如风能、水能等。 潜能：指尚未做功，但有做功的潜在能力，如 生物能、化学能。