(共21张PPT)
第三节
能量流动和物质循环
据《新疆日报》2012年6月23日报道:“农业部‘百万牧鸡牧鸭治蝗增收行动’在哈密启动。”新疆广大草原牧区推广应用牧鸡牧鸭方式治理蝗虫,蝗虫被鸡鸭啄食,成为鸡鸭良好的食物来源,鸡鸭的粪便又成为牧草的肥料,增加了草场的肥力,从而获得了经济效益和生态效益的双赢。
1、概述生态系统的能量流动的概念。
2、通过对能量流动和物质循环过程的分析,理解两者的特点以及联系与区别。
3、形成生态系统是一个统一整体的观点。
生态系统的能量流动
1、能量流动的渠道---食物链:
2、营养级:
生物的生长发育和繁殖等各项生命活动所需要的能量都是贮存在有机物中的化学能。当某种生物摄取食物时,它就从中获得了能量,所以生态系统中的能量是通过食物链依次传递的。
食物链上的每一个环节,叫作一个营养级(trophic
level)。
第一营养级
第一营养级
第三营养级
3、观察思考:
生态系统能量流动
(1)能量源头:
(2)能量流动和物质循环:
生态系统中能量的源头是太阳能。生产者通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中,把太阳能转变成化学能,输入生态系统的第一营养级。
兔吃草,鹰吃兔,这样能量就沿着“草→兔→鹰“这条食物链依次传递,即随着植食性动物的捕食活动,能量从第一营养级流入第二营养级。当植食性动物被其他动物捕食后,能量再次被传递。
4、能量流动:
(1)概念:
(2)过程:
生态系统中能量输入、传递和散失的过程,称为生态系统的能量流动(energy
flow)。
能量的输入:是指生产者把太阳能以化学能的形式进行固定的过程。
传递是指能量从一个营养级流入下一个营养级的过程。
散失是指各营养级生物自身的呼吸作用和分解者的呼吸作用散失能量的过程。每个营养级都有能量的输入、传递和散失的过程。
(3)能量流动的起点:
(4)流经这个生态系统的总能量:
(5)能量流动的特点:
从绿色植物通过光合作用固定太阳能开始
该生态系统中全部生产者固定的太阳能
①单向流动:能量流动沿食物链进行,生物之间捕食关系不可逆转,食物链是单向的,因而能量流动也是单向的、不可逆的。
②逐级递减:由于生物自身的呼吸消耗,以及植物的残枝落叶和动物的骨骼、皮毛等难以被下一个营养级的生物利用,故而能量在沿着食物链流动的过程中
是逐级递减的。一般地说,上一个营养级的能量,只有10%~20%能够流入下一个营养级。
(6)能量的去向:
除最高营养级外,其他营养级生物体内的能量:第一通过自身的呼吸作用消耗,以热能的形式散失;第二通过动物的捕食活动被下一个营养级的生物利用;第三植物的残枝落叶和动物的骨骼、皮毛等难以被下一级利用的,被分解者呼吸作用利用。
5、研究生态系统能量流动的意义:
(1)帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。如田间除草、杀虫、整枝打叉、灭鼠、修剪枝条等。
(2)实现对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率。例如,在农田生态系统中,如果把作物秸秆当燃料烧掉,人类就不能充分利用秸秆中的能量;如果用秸秆做饲料喂牲畜,让牲畜的粪便进入沼气池,再将发酵产生的沼气做燃料,沼气池中的沼渣做肥料
6、能量金字塔:
生态学家用能量金字塔模型来体现生态系统中能量流动的过程(图6.2-9)。在能量金字塔中,高一级的营养级叠加在低一级的营养级上,而底部都是绿色植物。能量金字塔的每一层代表每个营养级最多获得的能量。
能量
营养级
数量金字塔
能量金字塔
1(2020巴中)生态系统中能量沿食物链流动的特点是( )
A.
循环往复
B.
逐级递减
C.
单向循环
D.
双向循环
2(2020成都)下列关于生态系统能量流动的叙述,错误的是(
)
A.
能量沿着食物链单向流动
B.
生产者的能量不能流向分解者
C.
能量在传递过程中逐级递减
D.
生态系统需要不断输入能量
3(2020开封)太阳的能量最先进入该食物网的哪一生物体内?(
)
A.
小麦
B.
鼠
C.
鼬
D.
鹰
B
B
A
4(2018?东营)如图表示一个草原生态系统中各成分之间的关系,下列叙述正确的是( )
A.兔和鼠是初级消费者,属于第一营养级
B.猫头鹰和蛇既是竞争关系也是捕食关系
C.图中的所有生物构成了生态系统
D.该生态系统中能量的最终来源是草
5(2018?济宁)如图为某生态系的食物网简图。下列说法错误的是( )
A.图中数量最少的消费者是鹰
B.该食物网中共有4条食物链
C.杂食性的鸟与昆虫之间只有捕食关系
D.该生态系统中的能量最终来自太阳
B
C
生态系统的物质循环
1、概念:
2、观察思考:
在生态系统中,组成生物体的化学元素从无机环境开始,经生产者、消费者和分解者,又回到无机环境,就完成了一个循环过程,我们称之为生态系统的物质循环(biogeochemical
cycle)。
生态系统的碳循环
(1)自然界中碳的主要存在形式:
自然界中的碳主要以碳酸盐(石灰岩、珊瑚礁)、煤、石油等形式存在。二氧化碳是大气中含碳的主要气体,也是碳参与物质循环的主要形式。生物体内是以含碳有机物的形式存在。
3、大气中二氧化碳的来源:
4、物质循环的特点:
(1)动植物的呼吸作用
(2)化石燃料的燃烧
(3)分解者的呼吸作用
碳元素以二氧化碳的形式进入生物群落,以有机物的形式沿食物链和食物网传递。
(1)与能量流动不同的是,物质循环是周而复始的。
(2)物质循环具有全球性,即物质循环是在整个生物圈中进行的。
5、物质循环的意义:
6、能量流动物质循环区别与联系:
通过物质循环,生物得以生存和繁衍,无机环境也得到了不断更新。
项目
能量流动
物质循环
不同点
形式
光能、化学能、热能
无机物与有机物形式
特点
单向流动、逐级递减
周而复始、全球性
范围
生态系统各营养级
生物圈
相同点
通过食物链和食物网实现
联系
两个过程同时进行,密切相关、不可分割。
1、在一个生态系统中,没有消费者物质循环仍可以进行;没有分解者物质循环不能进行,所以一个生态系统中必须有的生物成分是生产者和分解者。
2、分解者对有机物的分解作用实质上是通过呼吸作用实现的。
3、碳在生物与无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环的。
4、碳在生物之间是以有机物的形式进行传递的。
1(2020东营)图为某生态系统示意图,下列分析正确的是(
)
A.
该生态系统包含的食物链为树→虫→鸟→细菌和真菌
B.
树、虫、鸟、细菌和真菌共同构成生态系统
C.
该生态系统具有很强的自动调节能力
D.
该生态系统中的物质和能量沿着食物链流动
D.
2(2020常德)下图为生态系统物质循环示意图,其中甲、乙、丙分别代表三类不同的生物。下列有关叙述正确的是(
)
A.
图中的甲示分解者
B.
图中的丙是生态系统的主要成分
C.
图中的甲、乙、丙构成了一个完整的生态系统
D.
图中的生物可构成这样一条食物链:丙→甲→乙
B
3(2019?泰安)下列关于生态系统的叙述,错误的是( )
A.一个生态系统包括一定区域内所有的植物、动物、微生物及非生物环境
B.依据生物在生态系统中的作用不同,一般分为生产者、消费者和分解者
C.在生态系统中,各种生物之间由于捕食关系而形成的链状结构叫做食物链
D.生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的,可以反复利用
D
能量流动和物质循环
能量流动
物质循环
概念
特点
传递效率
意义
概念
特点
能量流动和物质循环的联系