第四章 生态系统的稳态
第二节 生态环境的稳态（第一课时）
一、学习目标：
1、分析生态系统的能量流动的过程与特点。
2、概述研究能量流动的意义。
3、理解能量金字塔
4、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况
二、知识结构：
1、能量流动的概念
生态系统中能量的 、 、 和 的过程，称为生态系统的能量流动。
研究生态系统中能量的流动一般在 水平上 。
2、能量流动的过程
生态系统所需的能量来自于 ________________________
能量的来源
绿色植物通过 作用将_ 能转化为 能，使太阳能输入到生态系统中。
能量的输入
生产者所固定的 的总量，就是这个生态系统所获得的能量。
能量的传递
生态系统中能量的传递是沿_ 渠道进行的。
一个营养级的生物所获得的能量，（1） 一部分通过_____ 作用以_____ 形式散失了，一方面用于自身的 、 和 等生命活动；（2） 一部分被____ 摄入；（3） 一部分则被 分解利用。
3、能量流动的特点
生态系统中能量流动的特点是 ， 。
能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是 。
能量金字塔
能量金字塔的含义是：在一个生态系统中，营养级越多，在 就越多。
生态系统中，食物链一般不超过 个营养级。
4、研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
可以帮助人们合理的调整 ，使能量持续高效的流向 。
5、生态系统的物质循环
物质循环概念：___________________ _____________
碳循环
氮循环
物质循环的特点
6.物质循环和能量流动的关系
项目能量流动物质循环
形
式
过
程
范
围
特
点
联系1. ______________和______________是生态系统的主要功能，二者是________________________
2、能量的____、_______、_______和______，离不开物质的___和 3. _________________是能量沿 和 流动的载体。 _________________是物质在生态系统中往复循环的动力。
4、态系统的各组成成分，通过 和 ，形成一个统一的整体。
7．生态系统中的 、 、 、 、 等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
8．生物在生命活动过程中产生一些可以传递信息的化学物质，例如植物的
、 等代谢产物，以及动物的 等，这就是化学信息。
9．动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为 。
10．生命活动的正常进行，离不开 的作用；生物种群的繁衍，也离不开 。信息还能够调节 ，以维持生态系统的稳定。
11．信息传递在农业生产上的应用有两个方面：一是 ；二是 。
四、典型例题
例1：如欲使秋天开花的菊花在“五?一”节开花，处理的措施是（ ）
A、增加光照强度 B、降低光照强度
C、增加光照时间 D、增加黑暗时间
析与解：日照时间长短是影响植物花期的重要物理信息。短日照条件是菊花成花的重要条件，即菊花在短日照条件下才能开花，用短日照处理能使菊花提前开花，而用长日照处理能使菊花延迟开花。答案：D
例2、棉蚜虫被瓢虫捕食时，被捕食的蚜虫立即放出一种报警外激素，于是周围的蚜虫纷纷跌落。蚜虫的这种信息传递形式属于（ ）
A、化学信息 B、物理信息 C、行为信息 D、营养信息
析与解：昆虫体表腺体能合成并向体外分泌一类具挥发性的化学物质（外激素），这些化学物质能作为化学信息，在同种不同个体之间传递信号，并引起同种不同个体之间的反应，这些化学物质传递的信号有警告作用、追踪作用，吸引同种异性个体前来交尾等作用。答案：A
例3：下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被生物利用。请据图示分析回答：（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是_________________所固定的太阳能。
（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_______，从第二营养级到第三营养级的转化效率为________。
（3）次级消费者通过呼吸消耗的能量占其所获得能量的百分
比是_______________。
（4）由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：
①各营养级生物体内的大量能量被____________________；
②上一个营养级的部分能量_________________________；
③少数能量被_________________________利用。
析与解：从图中A、B、C三者关系分析得出：A是第一营养级（生产者）；B是第二营养级（一级消费者）；C是第三营养级（二级消费者）。现根据图中数值计算与解答如下：（1）流经该生态系统的总能量为：118872百万千焦（太阳辐射能量）一118761百万千焦 （未被群落固定能量）=111百万千焦，这部分能量是生产者所固定的；（2）从A到B能量的转化率为15/111=13.5%，从B到C的转化率为3/15=20%；（3）C呼吸消耗的能量占其所获得的能量的百分比是1.8/3=60%；（4）下一个营养级不能得到上一个营养级全部能量的原因有：①各营养级生物体内的大量能量被呼吸消耗；②、上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用；③少数能量被分解者利用。
答案：（1） A（111） 生产者 （2）13.5% 20% （3）60%
（4）①呼吸消耗 ②未被下一个营养级利用；③分解者
例4：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。设一大象在某段时间所同化的能量为107KJ，则这部分能量中流入螳螂体内的约为（ ）
A、0KJ B、106KJ C、2×106KJ D、3×106KJ
析与解：大象以植物为食，其粪便是未被消化吸收的食物残渣，因此，其粪便所含有机物中的能量不属于流入大象这个营养级（第二营养级）的能量，应仍属于第一营养级（植物）中被分解者分解释放的能量。答案：A。
例5：下图是自然界中氮循环示意图，依图回答：
（1）大气中的氮主要通过[ ]__________进入生物群落，其次通过[ ]___________、[ ]______________等固氮途径也可少量供给植物氮素。
（2）图中A物质可被土壤中的微生物分解形成B物质，B物质在土壤中____________细菌的作用开形成C，C物质代表______________。
（3）另一些细菌可将C物质经⑤过程最终转化成________返回大气中，由此可见，土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中的________________中起着重要作用。
（4）目前，全世界每年施用氮素化肥大约有8×107t，这样做对环境可能带来的负面影响是________________。
析与解：本题综合了氮循环中的有关主要问题，可以考查分析、综合能力。
（1）大气中的氮气主要通过生物固氮进入生物群落，其次是光电固氮和工业固氮
（2）图中A物质来自动植物，它代表的是动物体内一部分蛋白质在分解后产生的尿素等含氮物质，以及动植物遗体中的含氮物质。它们被土壤中微生物（分解者）分解后形成B物质一氨，氨经土壤中硝化细菌的作用，最终转化为C—硝酸盐。
（3）土壤中的另一些细菌（反硝化细菌）可以将硝酸盐最终转化为氮气，返回大气中。氮循环属于自然界的物质循环。
（4）大量施用氮肥等，容易引起水体的富营养化。
[答案]（1）①生物固氮 ②光电固氮 ③工业固氮
（2）硝化 硝酸盐 （3）氮气 物质循环
（4）水体的富营养化
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