课程内容

《生态系统的能量流动和物质循环（1）》（必修3）
一、能量流动的过程

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）；丙：（次级消费者）；
丁：（呼吸作用）；戊：（分解者）
2.生态系统所需能量的最终来源是（太阳能）
3.据图补充食物链中甲营养级能量的去向
（1）通过自身（呼吸作用）以（热能）的形式散失。
（2）被（下一营养级）同化。
（3）残枝败叶、遗体残骸等被（分解者）分解。
（4）未被利用。
二、能量流动的特点及意义。
1.能量传递效率：是指（相邻两个营养级）之间（同化量）的比值
2.能量流动的特点：（单向流动）、（逐级递减）
3.研究意义：
（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。
（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。
【点拨】相邻两个营养级之间能量传递效率只有10%-20%，因此食物链中营养级一般不超过4-5个。
三、物质循环
1.概念
（1）物质：组成生物体的（化学元素），如C、H、O、N、P、S。
（2）循环范围：（生物群落）和（无机环境）之间。
（3）循环特点：具有（全球性).
2.碳循环
（1）循环形式
①无机环境与生物群落之间：（CO2）
②生物群落内：以（有机物）形式沿（食物链和食物网）传递。
（2）图解

【点拨】生态系统物质循环的物质是指生物体的基本元素，而非其组成的化合物；在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。
【判断】
1.在生态系统中能量流动的渠道由生产者、消费者和分解者组成。（×）
【分析】食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道，食物链、食物网由生产者、消费者组成。
2.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。（×）
【分析】研究能量流动使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用，使能量持续高效地流向人类最有益的部分，而非全部。
3.碳在无机环境中存在形式是CO2.（×）
【分析】碳在无机环境中的存在形式是CO2和碳酸盐。
4.物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。（√）
【分析】物质作为能量载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
能量流动的过程
1.能量的输入
光能→ （光合作用）有机物中的化学能。
2.能量的传递
（1）传递途径：食物链和食物网。
（2）传递形式：有机物中的化学能。
3.能量流动的图解

图解分析：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.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。
【注意】
动物的同化量不等于摄入量
（1）概念差异：
①同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。
②摄入量：指消费者摄入的物质所含有的能量。
（2）二者关系：真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量，该营养级生物排出的粪便中的能量没有被该营养级生物同化，应属于上一个营养级的同化量，即同化量=摄入量-粪便量
【训练1】如图表示某生态系统的能量椎体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是（D ）
（注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）

A b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量
C b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量
D 初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
【解题指南】
1.知识储备
（1）生态系统能量传递的途径与形式
（2）食物链中每一营养级的能量的来源与去路
2.解题关键：明确能量椎体图中每段所代表的含义，分析能量流动的传递过程。
【解析】选D。结合图形分析知，b+c+d+e为植物光合作用利用的光能（固定的能量），即流入该生态系统的总能量；C1代表初级消费者流入次级消费者的能量即被次级消费者所同化的量；b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应在b或d中。
能量流动的相关分析
1.流动特点的原因分析
（1）单向流动：
①能量流动使沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
（2）逐级递减：
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；
②各营养级的能量有多个流动去向，不可能100%地流入到下一个营养级中。2.能量传递效率
（1）计算公式：
相邻营养级间传递效率=下一营养级同化量/本营养级同化量×100%
（2)一般生态系统中能量传递效率大约为10%-20%