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%
