課程內(nèi)容
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)(1)》(必修3)
一、能量流動的過程
生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖
1.補充圖中標(biāo)號代表的內(nèi)容
甲:(生產(chǎn)者);乙:(初級消費者);丙:(次級消費者);
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2.生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來源是(太陽能)
3.據(jù)圖補充食物鏈中甲營養(yǎng)級能量的去向
(1)通過自身(呼吸作用)以(熱能)的形式散失。
(2)被(下一營養(yǎng)級)同化。
(3)殘枝敗葉、遺體殘骸等被(分解者)分解。
(4)未被利用。
二、能量流動的特點及意義。
1.能量傳遞效率:是指(相鄰兩個營養(yǎng)級)之間(同化量)的比值
2.能量流動的特點:(單向流動)、(逐級遞減)
3.研究意義:
(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(人工生態(tài)系統(tǒng)),使能量得到(最有效)的利用。
(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向(對人類最有益)的部分。
【點撥】相鄰兩個營養(yǎng)級之間能量傳遞效率只有10%-20%,因此食物鏈中營養(yǎng)級一般不超過4-5個。
三、物質(zhì)循環(huán)
1.概念
(1)物質(zhì):組成生物體的(化學(xué)元素),如C、H、O、N、P、S。
(2)循環(huán)范圍:(生物群落)和(無機環(huán)境)之間。
(3)循環(huán)特點:具有(全球性).
2.碳循環(huán)
(1)循環(huán)形式
①無機環(huán)境與生物群落之間:(CO2)
②生物群落內(nèi):以(有機物)形式沿(食物鏈和食物網(wǎng))傳遞。
(2)圖解
【點撥】生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)是指生物體的基本元素,而非其組成的化合物;在循環(huán)過程中伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。
【判斷】
1.在生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的渠道由生產(chǎn)者、消費者和分解者組成。(×)
【分析】食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的渠道,食物鏈、食物網(wǎng)由生產(chǎn)者、消費者組成。
2.研究能量流動,可調(diào)整能量流動關(guān)系,使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類。(×)
【分析】研究能量流動使能量得到最有效利用,實現(xiàn)能量的多級利用,使能量持續(xù)高效地流向人類最有益的部分,而非全部。
3.碳在無機環(huán)境中存在形式是CO2.(×)
【分析】碳在無機環(huán)境中的存在形式是CO2和碳酸鹽。
4.物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體,能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。(√)
【分析】物質(zhì)作為能量載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動;能量作為動力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。
能量流動的過程
1.能量的輸入
光能→ (光合作用)有機物中的化學(xué)能。
2.能量的傳遞
(1)傳遞途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。
(2)傳遞形式:有機物中的化學(xué)能。
3.能量流動的圖解
圖解分析:流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條:
a.自身呼吸消耗;
b.流入下一營養(yǎng)級;
c.被分解者分解利用;
d.未被自身呼吸消耗,也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用,即“未利用”。如果是以年為單位研究,這部分的能量將保留到下一年。
【注意】
動物的同化量不等于攝入量
(1)概念差異:
①同化量:指被消費者消化吸收的物質(zhì)所含有的能量。
②攝入量:指消費者攝入的物質(zhì)所含有的能量。
(2)二者關(guān)系:真正流入下一營養(yǎng)級的能量,應(yīng)該是該營養(yǎng)級生物的同化量,該營養(yǎng)級生物排出的糞便中的能量沒有被該營養(yǎng)級生物同化,應(yīng)屬于上一個營養(yǎng)級的同化量,即同化量=攝入量-糞便量
【訓(xùn)練1】如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量椎體圖,P為生產(chǎn)者,Q1為初級消費者,Q2為次級消費者,對圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析。其中分析不正確的是(D )
(注:圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量)
A b+c+d+e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量
B c1表示初級消費者中被次級消費者所同化的量
C b和d之一,可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量
D 初級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量包含在c中
【解題指南】
1.知識儲備
(1)生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞的途徑與形式
(2)食物鏈中每一營養(yǎng)級的能量的來源與去路
2.解題關(guān)鍵:明確能量椎體圖中每段所代表的含義,分析能量流動的傳遞過程。
【解析】選D。結(jié)合圖形分析知,b+c+d+e為植物光合作用利用的光能(固定的能量),即流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量;C1代表初級消費者流入次級消費者的能量即被次級消費者所同化的量;b和d可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量和未利用的能量;初級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量,應(yīng)在b或d中。
能量流動的相關(guān)分析
1.流動特點的原因分析
(1)單向流動:
①能量流動使沿食物鏈進行的,食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果,是不可逆轉(zhuǎn)的。
②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用,因此能量流動無法循環(huán)。
(2)逐級遞減:
①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量;
②各營養(yǎng)級的能量有多個流動去向,不可能100%地流入到下一個營養(yǎng)級中。2.能量傳遞效率
(1)計算公式:
相鄰營養(yǎng)級間傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量/本營養(yǎng)級同化量×100%
(2)一般生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率大約為10%-20%