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第4节 生态系统的结构和功能
第2课时 生物之间的关系及能量流动和物质循环
一、生物之间的食物联系
食物链
概念
在生态系统中，各种生物由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。
类型
捕食链、寄生链、腐生链。
草食动物
肉食动物
四级
消费者
三级
消费者
二级
消费者
一级
消费者
生产者
绿色植物能利用光合作用制造有机物，草食动物以植物为食，肉食动物则以草食动物为食。
通式：A→B→C→D
关系：捕食与被捕食关系
注意：
1.A必须是生产者
2.食物链由生产者和消费者构成
3.箭头前后必须是捕食关系
4.食物链写全
表示方法
草→昆虫→蛙→蛇→鹰
本质
食物关系本质上是物质和能量的传递关系，食物链是生态系统中物质和能量流动的渠道。
书写
草→昆虫→青蛙→蛇→鹰
（箭头表示捕食关系，被捕食者在前）
食物网
食物链相互交错成网状的形式称为食物网。
在一个生态系统中，由于各种生物间的食物联系一般比较复杂，所以食物链之间会彼此连结交叉，形成食物网。
从右图中找出一条包含生物种类最多的食物链，看看里面有哪些生物？
此食物网共有几条食物链？
在生态系统中，生物种类越丰富，个体数量越多，食物网越复杂。
思考：假如将鼠除去，对猫头鹰生命活动会产生什么影响？说说其中的道理。
对猫头鹰的生命活动影响不大，因为所在的食物链有多条。
食物链和食物网是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。
二、能量流动和物质循环
生态系统中的能量流动
看图，说说鹰、鼬、鼠、小麦进行生命活动的能量各来自何处。
生产者所固定的能量是沿着食物链和食物网逐级流动的。
小麦可以通过光合作用制造有机物，把太阳能转变成化学能储存在有机物中；
鼠直接以小麦为食，鼠所需的能量来自小麦；
鹰和鼬都以鼠为食，它们所需的能量都来自鼠。
各种生物进行生命活动所需的能量的最终来源都是太阳能，并且能量是通过生物之间的食物关系传递的。
草 兔 狐 虎
生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者
第一 第二 第三 第四
营养级 营养级 营养级 营养级
营养级： 食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。
能量流动的概念
指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
A.留在生物遗体内
B.以热能的形式散失
C.被分解者分解
D.流入下一级营养级的生物体内
设法调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，提高经济效益。
每个营养级的能量去向
研究能量流动的主要目的
能量流动的过程
能量流动的起点
从生产者固定太阳能开始
能量流动的途径
食物链和食物网
能量流动的形式
食物中的化学能
能量形式的变化
光能→生物体内有机物中的化学能→热能（最终散失）
生态系统中能量流动的特点
1、单向流动
能量只能沿着食物链单向流动，不能逆向流动，也不能循环流动。
2、逐级减少
输入一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
食物网中下一级的生物只能获得上一级生物大约10%~20%的能量。
1.能量流动和物质循环之间有什么联系？
2.能量在沿食物链流动的过程中为什么会不断减少？
能量流动伴随在物质传递过程中。
食物链中每一级生物的生长、
发育和繁殖都要消耗能量，每一级生物又不可能都被下一级生物利用，所以能量在沿食物链流动的过程中会不断减少。
在有限的生存环境条件下不可能供养许多位于能量金字塔顶端的生物。从能量来看，呈金字塔形递减。
我们可以用能量金字塔描述能量在食物链中的流动过程。
数量金字塔
表明每个营养级中生物个体的数量，一般是上窄下宽的金字塔形。
也可以是上宽下窄倒置的金字塔形。
生物量金字塔
直观地反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。一般来说植物总干重>植食性动物总干重，植食性动物总干重>肉食性动物总干重。
①一个生态系统中，营养级越多，能量在流
动过程中的消耗就越多，所以大多数食物链
只有3～4个营养级，一般不会超过5个。
注意：
②食物链越短，最高营养级生物获得的能量越多。
在生态系统中，生产者的数量最多，越是高等的肉食动物数量越少。
生态系统中的物质循环
概念
组成生物体的一些基本化学元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫等，在生物与无机环境之间可以反复地出现和循环。
特点
循环流动。这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈，物质循环带有全球性。
以碳为例，说说化学元素在生产者、消费者、分解者与无机环境之间是如何循环流动的。
无机环境中的CO2→植物的光合作用→生产者中的C→动物的取食→消费者中的C→动植物的遗体→分解者的分解→无机环境
碳进入大气的途径：
动植物的呼吸作用；微生物的分解作用；化石燃料的燃烧
碳离开大气的途径：
空气中含量最大的气体是什么气体？能被植物直接利用吗？
空气中约有78% 的气体是氮气。
游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须经过变化形成化合物（如氨或铵盐等），才能被植物利用。这种变化叫做固氮。
植物的光合作用
自然界中的氮循环
1.图中表示出的固氮途径有：_________固氮、________固氮和________固氮。
2.图示说明组成生
物体的一些基本化
学元素在生物和无
机环境之间是可以
__________。
雷电
人工
生物
循环的
氮的循环
物质作为能量的载体，使能量沿着食物链流动；能量作为物质循环的动力，使物质能够在生物群落和无机环境之间循环往返。二者同时进行，相互依存。没有物质循环，能量流动将无法持续；没有能量流动，物质循环也将失去动力。
物质循环伴随着能量流动！
能量流动和物质循环
河水中的DDT的含量为3x10-12，河里浮游生物体内DDT的含量就为3.9x10-8，是河水的1.3万倍；食草鱼体内的DDT含量为5.1x10-7，是河水的17万倍；食肉鱼的体内的DDT含量为1.98x10-6，是河水的66万倍；如果鸭子以鱼为食，则体内的DDT含量为2.5x10-5，达到河水的833万倍。
DDT进入水体后，能被生物逐级积累（生物富集），危害生命
数值代表DDT的含量
如果人吃了水中的鸭子，体内DDT的含量会有怎样的变化？
人
拓展：生物富集
有害物质通过食物链富集
在生态系统中，一些有害物质如铅、汞、铜等重金属和某些杀虫剂，可以通过食物链在生物体内不断积累，使其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加，这种现象叫生物富集。
拓展：生物富集
生物防治是利用有害生物的天敌来控制和消灭有害物质的方法。
生物防治有多种方法，其中常用的是利用昆虫防治农业害虫，主要有以下两种：一种是捕食性昆虫，如七星瓢虫等，可以捕食蚜虫；另一种是寄生性昆虫，如寄生蜂等，可以在害虫体内产卵，导致害虫死亡。
七星瓢虫
寄生蜂
拓展：生物防治
田里的青菜上长了许多菜青虫，一个同学把妈妈养的几只老母鸡放到田里去，用老母鸡来防治菜青虫。你认为这样的方案可行吗？
青菜→ 青虫→ 母鸡
青菜→母鸡
优点：能有效地减小害虫的危害，减少农药的使用和残留，保护生态环境和保障农作物质量。
利用天敌进行生物防治的时候，对于天敌的选择要注意什么？
（1）选择有效的天敌，只吃害虫的天敌，而不吃被保护的生物；
（2）天敌的饲养，放飞的时间和方法，如何回收再利用；
（3）天敌的环境适应性；
（4）是否会影响生态平衡。
三、生物防治
题型拓展：食物链的构建方法
题型拓展：食物链的构建方法
1.下图表示某生态系统中构成食物链的甲、乙、丙、丁4种生物在一段时间内的相对数量。下列说法正确的是（ ）
A. 甲生物体内的有害物质含量最高
B. 该食物链可表示为甲→丙→乙→丁
C. 甲是生产者，乙、丙是消费者，丁是分解者
D. 该生态系统只有甲、乙、丙、丁4种生物
2.右图是某农田生态系统的食物网，下列关于该食物网
叙述正确的是（　　）
A．能量的最终来源是甲 B．戊体内积累毒素最多
C．戊与丁只有捕食关系 D．总共包含4条食物链
B
B
生物数量一般沿食物链递减
有害物质沿食物链逐渐积累
3.某生态系统中的四种生物构成一条食物链，它们体内某一有害物质的相对含量如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该食物链可表示为乙→甲→丁→丙
B．该食物链能量最终来源于乙
C．甲和乙是生产者，丁是消费者
D．丙是该生态系统中的分解者
A
有害物质沿食物链逐渐积累
能量流动和物质循环的相互关系
课堂总结
生态系统的结构和功能
生物之间的食物联系
能量流动和物质循环
能量流动：单向流动、
逐级减少
物质循环：在生物和无机环境之间反复地出现循环
食物链
食物网
在生态系统中，各种生物由于食物关系而形成的一种联系
食物链相互交错成网状的形式

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