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(共24张PPT)
第九单元　生物与环境
第4讲　生态系统的功能
物质循环、能量流动、信息传递
考点1 生态系统的能量流动
一、能量流动的概述
1.概念：指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。（课本P54）
2.能量流动的四个环节
输入
源头: ;
流经生态系统的总能量: 生产者_____________________

传递
途径:
形式: 有机物中的_______

转化
太阳能(光能)→有机物中的 →热能

散失
形式: 最终以 形式散失
过程: 自身_____________
固定的太阳能总量
食物链和食物网
化学能
化学能
太阳能
热能
呼吸作用
注意：人工生态系统还包括饲料中有机物中的能量
二、能量流动的过程
初级消费者摄入量
初级消费者的同化量
用于生长发育和繁殖的能量
下一营养级的同化量
生产者固定的太阳能
粪便量
呼吸作用以热能散失的能量
分解者
未被利用的能量
【任务】完成能量流动过程的模型图
①同化量＝ 呼吸作用以热能形式散失的能量+用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
②用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量=流向下一营养级的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量
以营养级为单位
【分析模型图1】
生产者固定的总能量可表示：
W1
A1+B1+C1+D1
A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2
初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为：
B2+C2+D2
图2中B表示 ______________________________________。若鼠摄入能量为2.2×109kJ，A中能量为1.6×109kJ，B中能量为1.2×109kJ，狼同化能量为2.4×108kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为_________。
【分析模型图2】
用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
15%
能量传递效率＝(下一营养级同化量÷该营养级同化量)×100%
（范围为10%－20%）
【分析模型图3】
乙到丙的能量传递效率为：
C/(B＋L)×100%
（选2专题练）4．某河流生态系统中能量情况如下表所示，下列有关叙述，正确的是（ ）
项目 第一营养级固定 第一营养级呼吸消耗 第二营养级摄入 第二营养级同化 第二营养级呼吸消耗
能量值/（J·cm-2·a-1） 900 580 200 72 38
A．第二营养级摄入的能量来自第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量B．第一营养级和第二营养级的传递效率为22.22%C．第二营养级用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量为72J·cm-2·a-1
D．第二营养级排出的粪便中的能量为128 J·cm-2·a-1，由第二营养级流向分解者
72÷800×100%=8%
72-38=34
一
A
（选2专题练）6．下图为某鱼塘中的能量流动简图，其中D1和D2为摄入饲料的能量，A2和B3分别为从上一营养级同化的能量，有关叙述正确的是（ ）
A．鲤鱼等所在营养级粪便中的能量属于B2+D2B．鲤鱼等所在营养级同化量全部用于本营养级生物的生长、发育、繁殖等生命活动C．流经该鱼塘生态系统的总能量是A1+A2+A3D．水生植物、浮游植物所在营养级和蜗牛、蛤等所在营养级之间的能量传递效率为（A2+D1）/（A1+A2+A3）ⅹ100%
A
+D1+D2
A2
三、能量流动的特点
能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级
生物间的捕食关系不可逆转，能量只能从第一营养级流向第二营养级
相邻两个营养级间能量的传递效率为10%~20%
①各营养级生物的呼吸消耗；
②部分能量流向分解者；
③各营养级会有未被利用的能量。
【训练】一般来说，该大型净水塘中食物链顶端的生物种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是____________________________________
_____________________________________。
能量流动的特点是单向流动、逐级递减，
随着营养级的升高，获得的能量越少。
　　
四、生态金字塔
五、研究能量流动的意义
1．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
3．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有益的部分。
2．帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效地利用。
间作套种
用秸秆作饲料
稻田除草、除虫
考点2 生态系统的物质循环
一、碳循环
是指组成生物体的C元素都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
CO2
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
分解者
总结：
C的循环形式？
在生物群落和无机环境中的存在形式？
进出途径？
循环渠道？
温室效应？
特点？
CO2
含碳有机物；CO2和碳酸盐
食物链和食物网
课本P63 与社会联系
全球性、循环往复
考点2 生态系统的物质循环
二、生物富集
水体中N、P营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，引起水质污染，这样的水体称为富营养化水体。
考点2 生态系统的物质循环
三、水体富营养化
【训练1】挺水植物确实可以起到净化水源、防治水华的作用，其生物学原理体现在：从能量上来说,_______________________________________
___________________________________；从物质上来说________________
_________________________________________。
挺水植物能有效遮挡阳光，抑制藻类等浮游
【训练2】淡水生态系统水体富营养化常导致蓝细菌大量繁殖，引起水华。水华会导致水体溶氧量降低，使鱼虾等因缺氧而死亡,水华导致水体缺氧的原因？
蓝细菌大量繁殖消耗氧气；微生物分解动植物遗体消耗氧气；水华遮挡水面，影响空气中的氧气进入水体；水体透明度降低，浮游植物等通过光合作用产生的氧气减少。
挺水植物能吸收
植物的光合作用，从而抑制了藻类生长；
水中的N、P等无机盐，使水质得到净化抑制藻类生长。
四、能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
不同点 过程
特点
联系 沿食物链（网）单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往复
单向流动，逐级递减
①能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存，不可分割。
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力。使使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
③生态系统中的各种组成成分，通过能量流动和物质循环紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
全球性 、循环性
考点3 生态系统的信息传递
信息种类 实质 来源 举例
物理信息
化学信息
行为信息
自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
非生物环境，生物个体或群体。
蜘蛛网的振动；
头狼的嚎叫声；
生物产生的一些可以传递信息的化学物质。
生物
植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素、信息素等；
动物的特殊行为。
动物
蜜蜂跳舞
鸟类的“求偶炫耀”
一、信息的种类
生态系统中信息类型的辨析方法技巧：
(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉到的信息，则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”的，则判断为行为信息。
(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水、瀑布旁)，生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。
(6)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同：
如孔雀开屏,如果通过行为传递信息给对方,则属于行为信息;如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方,则属于物理信息。
鸟类或其他动物报警,若通过声音如尖叫,则属于物理信息;若通过特殊的动作如突然飞起,则属于行为信息。
二、信息传递过程
信道
信息源
三、信息传递在生态系统中的作用
生命活动
繁衍
平衡与稳定
【训练1】“水稻上山”形成的旱地水稻生态系统虽参与了物质循环，但仍要补充一定量的氮肥，其原因是________________________________
___________________________（答2点）；在旱地栽培水稻过程中要及时除草治虫，从能量流动角度分析，其意义是_______________________
_______________。
【训练2】从能量流动角度分析，与单一养殖海蜇相比，“海蜇-对虾-缢蛏-牙鲆”多种类综合养殖模式的优势在于：________。
实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率
【训练3】从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是____。
生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快
原有的氮肥不能满足水稻增产的需求；
氮肥会随着水稻的输出而减少
调整能量流动关系，使能量
更多地流向水稻
【训练4】黑龙江平原在粮食生产过程中大力推行生态农业，把玉米秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态系统的能量流动角度分析，这样做的意义是__________________________
提高了能量的利用率
【训练5】从能量流动角度分析，人类食用肉类比食用蔬菜产生的生态足迹要大，原因是_______。
能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，动物最终的能量几乎都来源于植物，以动物肉类为食会消耗更多的蔬菜，所占用的资源更多。
【训练6】稻虾养殖系统还可以减少农田间的杂草的数量，减少病虫害的发生，使水稻增产。请从种间关系的角度，结合能量流动分析水稻增产的具体原因：_____。
水稻的捕食者减少，流向下一营养级的能量减少，更多能量积累在水稻中；水稻竞争者减少，水稻获得的空间与资源增加，有利于水稻同化更多的太阳能。
【训练7】氮能在生物群落与无机环境中不断循环，从物质循环角度解释为什么要往农田中不断施加 氮肥：___。
N元素随农产品的输出而流失，需要不断补充适量的氮肥。
【训练8】工程化养殖体系与单独养殖体系相比，从物质循环角度分析具备的优点有_______________。
提高了系统中物质的利用效率、实现了物质的多级利用、加速了物质循环、减少了饵料的投放。
【训练9】从物质循环和能量流动角度分析，果园养鸡可以获得较高经济效益的原因是_____。
实现了资源的多级利用，提高了能量的利用率，使能量更多流向对人类有益的方向。
【训练10】为了进一步提升长江流域生物多样性，有人提出:可大量围捕生长在长江流域的大型本土凶猛肉食性鳡鱼。你认为该方案可行吗 请你对该方案作出判断，并用“收割理论”的主要观点说明判断理由: ________。
不可行，依据收割理论，鳡鱼往往捕食个体数量较多的鱼类，这样就会避免一种或少数几种鱼类在生态系统中占绝对优势的局面，为其他鱼类的形成腾出空间，其存在有利于增加物种多样性。
【训练11】佛山市内很多村居内河涌，水动力条件差，沿线缺乏污水管网，河涌淤泥沉积，居民生活污水直排河涌，导致水体黑臭。请你提出一个治理方案，改善河水质量，提高稳定性，并简要说明设计依据____。
方案①：铺设污水管网截污，河道清淤疏浚。
依据：减少有毒物质和污染物，改善水生生物的生态环境，有利于生态系统的自身。
方案②：种植净化能力较强的水草，放养底栖动物和鱼类。
依据：水草吸收氮磷等无机盐，抑制藻类生长，放养动物可以增加生物成分，提高营养结构复杂程度，提高稳定性。
【训练12】提高浮游植物光能利用率和增加饲料投放量都可以提高鱼产量和经济效益。除这两种提高产量的方案外，是否还有其他可行的方法？你的方案是________。
鱼的养殖密度要适宜，可以不同大小规格的鱼混养，分批起捞；饲料要保证质量；检测水质，始终保持池塘的良好生态环境。
1、生态足迹的概念：是指现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
特点：①生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响就越大。②生活方式不同，生态足迹的大小可能不同。
2、生物多样性的3个层次：遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多样性。对生物多样性最有效的保护是：就地保护或建立自然保护区。生物多样性是协同进化的结果。
3、生物多样性的价值：潜在价值、间接价值（调节生态系统方面）、直接价值（食用、药用、工业原料、旅游观赏、文艺创作）。
间接价值大于直接价值。
人与环境
4、生态工程的遵循的基本原理：
自生（涉及提高生物多样性,改善修复环境条件,以利于自我调节和更新）
循环（物质循环，无废弃物农业）
协调（考虑环境容纳量、生物与生物、环境之间的协调）
整体（考虑社会、经济、农民生活问题）

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