能量流动与物质循环的关系
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
第九单元 生物与环境
2.(必修 3 P96 图 5—9 改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列
相关描述不正确的是( B )
A．a、b、c、d 表示不同的营养级 B．a、b、c、d 之间形成一条 a 到 d 的食物链 C．a、b、c、d 的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少 D．a、b、c、d 的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
栏目 导引
第九单元 生物与环境
1．(必修 3 P94 图 5—7 改编)如图为生态系统中能量流动示 意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，有关叙述正确的是 ( D)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤ B．⑥都属于初级消费者的同化量 C．分解者获得的能量最少 D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
第九单元 生物与环境
第42讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲点击] 应用(Ⅱ)
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及
一、生态系统的能量流动
第九单元 生物与环境
生态系统能量流动示意图
1．补充图中标号代表的内容
甲：__生__产_者__________，乙：___初__级_消__费_者______，
栏目 导引
第9章 生物与环境
3．生态金字塔——能量流动模型
类型 能量金字塔
项目
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 一般为正金字塔
形,有时会出现 形,有时会出现
倒金字塔形
倒金字塔形
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第9章 生物与环境
类型 能量金字塔
项目 能量沿食物链
象征含 流动过程中具 义 有逐级递减的 特性
必修三5-2生态系统的能量流动和物质循环
(1)流入各级消费者的总能量是指各级消费
者在进行同化作用过程中所同化的物质中含 有的能量总和，消费者粪便中所含有的能量 不能计入排便生物所同化物质中的能量。
(2)两个营养级之间能量传递效率大约为
10%～20%，但对不同的生态系统，确切的 比例数总会由于各种食物链的不同、食物链 内营养级数目的不同以及食物链与食物链之 间的交织等因素而有差异。
C是分解者
B．该生态系统的结构包括A、B、C、D、
非生物的物质和能量
C．该生态系统中食物网可表示为： D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg
的A
解析
根据题干可以知道A是生产者，D、
E是消费者，B是分解者，C是无机环境。生 态系统中分解者不参与食物链，不占营养级。 此题中食物链是：A→D→E，如果E增加1 kg的体重，按照最大传递效率20%计算， 需要25kg的A。
三、生态系统物质循环和能量流动的关系 1．过程图解
说明： (1)从图中可以看出，无机环境为生物成分
提供物质和能量。
(2)生产者主要是指绿色植物，是消费者和
分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发 展的基础，因此，生产者是生态系统的主要 成分。
(3)绿色植物同化的二氧化碳等物质，大约
原因在于两种能量流动图解的分析方法和理
(1)定量不定时分析：流入某一营养级的一
定量的能量在足够长的时间内的去路可有三 条：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级； ③被分解者分解利用。但这一定量的能量不 管如何传递，最终都以热能形式从生物群落
中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才
能保证生态系统能量流动的正常进行。
生态学中的能量流动与物质循环
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学，它是现代环保和生态建设的基础。
生态系统是生物、非生物物质和能量在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体，其中能量流动与物质循环是生态系统的两个重要基础部分。
一、能量流动能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程，从太阳光到植物，再到草食动物和食肉动物。
生态系统中的生物利用太阳光，将它们转化为可用的化学能，并在食物链中传递能量。
能量流动的过程中，会发生一定的损失，这种损失被称为热损失。
在生态系统中，能量流动存在一个层级结构，即食物链。
食物链是由生产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。
以一个典型的食物链为例，太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物，能量从最基层的生产者，即植物，通过草食动物和食肉动物，最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动，因此能量流动具有稳定性和持续性的特点。
只要太阳光不停止，生物系统就将没有能量消失的问题。
二、物质循环生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。
物质循环是一个完整的循环系统，其中包含了氮、碳、水、氧和矿物质等元素的循环过程。
氮循环是典型的物质循环模式之一。
氮是构成生物体的重要成分之一，同时也是大气中的重要成分。
氮元素通过固氮作用由大气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐，然后通过食物链的传递，将氮循环到其他生物中。
随着物质循环的推进，氮又会被释放回土壤，进入生物体或重新被氧化成氮气。
另一个重要的物质循环是碳循环。
碳循环是生态系统中的最大循环系统之一，包括光合作用、呼吸、分解和燃烧等过程。
在光合作用中，植物将二氧化碳转化为有机碳，这是生物体生长和生存所必需的有机物。
有机物通过消费者食用，被氧化成二氧化碳，或通过分解和燃烧被释放成二氧化碳。
碳循环是生态系统中维持生命重要的过程之一，也是全球气候变化的重要因素。
总结生态学中的能量流动和物质循环是生态系统中的两个重要分支。
《生态系统的能量流动》 知识清单
《生态系统的能量流动》知识清单一、能量流动的概念生态系统中的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量是生态系统存在和发展的动力，它在生态系统中的流动遵循一定的规律。
二、能量流动的过程1、能量的输入生产者（主要是绿色植物）通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物中，从而实现了能量从无机环境到生物群落的输入。
这是生态系统中能量的最初来源。
2、能量的传递能量在生物群落中通过食物链和食物网进行传递。
食物链是指生态系统中不同生物之间由于食物关系而形成的链状结构。
例如，草→兔→狐，就是一条简单的食物链。
在食物链中，能量从一个营养级传递到下一个营养级。
3、能量的转化在生态系统中，能量会在不同的形式之间进行转化。
例如，生产者通过光合作用将光能转化为化学能，消费者通过消化和呼吸作用将化学能转化为热能等。
4、能量的散失各个营养级的生物通过呼吸作用将有机物中的化学能转化为热能散失到环境中。
这部分能量无法再被生物利用，是能量流动的最终归宿。
三、能量流动的特点1、单向流动能量在生态系统中的流动是单向的，不可逆的。
这是因为能量在转化过程中会有一部分散失到环境中，而且食物链中的捕食关系是不可逆的，所以能量只能从一个营养级流向另一个营养级，而不能反向流动。
2、逐级递减能量在沿食物链传递的过程中，逐级递减。
一般来说，输入到一个营养级的能量只有 10% 20%能够传递到下一个营养级。
这是因为大部分能量在呼吸作用中以热能的形式散失了，还有一部分能量未被下一营养级利用，而是随着遗体、粪便等被分解者分解。
四、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例如，在农业生态系统中，可以通过合理调整食物链，增加对人类有益的部分，提高能量的利用率。
比如，在农田中放养家禽，家禽可以吃掉害虫和杂草，同时家禽的粪便又可以为农田提供肥料，实现能量的多级利用。
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比如，在森林生态系统中，合理地采伐树木，既能获得木材资源，又不会对森林的生态平衡造成过大的破坏，使森林中的能量能够持续稳定地为人类服务。
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。
复习生态系统物质循环与能量流动的关系
[示例1] (2010·山东高考)以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是
()
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%－20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
[解析] 本题考查生态系统中能量流动的分析。恒温动物 需要消耗更多的能量维持体温，所以有机物的积累量(④) 较少，其④/③一般低于变温动物。哺乳动物与其食物之 间的能量传递效率应为：③/猎物的同化量。肉食动物与 草食动物的③/②大小无法比较。③/②值越高，说明有更 多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的 生长量。 [答案] C
联系
和分解等过程；③物质作为能量的 载体 ，使能量沿 着食物链(网)流动；能量是推动物质循环的 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
1．(2011·临沂模拟)下图表示生态系统中碳循环的部分过程， 其中A、B、C、D组成生物群落。下列说法不. 正确的是 ()
A．A是生产者，D是分解者 B．图中箭头可以表示碳元素的流动方向 C．①②③过程中伴随着能量的流动 D．无机环境中的CO2都是生物呼吸作用的产物
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。下列有关叙述正确的是
()
A．①是流入该生态系统的总能量 B．分解者获得的能量最少 C．图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率 D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
解析：流入该生态系统的总能量应该是草同化的总能 量。①代表的是兔同化的总能量，图中②代表的是狐 同化的总能量，则②/①的比值代表兔→狐的能量传递 效率。兔子粪便中的能量并不是兔子同化量的一部分， 而是草同化量的一部分；兔子遗体残骸中的能量属于 兔子同化量的一部分。 答案：D