第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)
第二節(jié) 生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)（第一課時）
一、學習目標：
1、分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的過程與特點。
2、概述研究能量流動的意義。
3、理解能量金字塔
4、嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況
二、知識結(jié)構(gòu)：
1、能量流動的概念
生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、 、 和 的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。
研究生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動一般在 水平上 。
2、能量流動的過程
生態(tài)系統(tǒng)所需的能量來自于 ________________________
能量的來源
綠色植物通過 作用將_ 能轉(zhuǎn)化為 能，使太陽能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中。
能量的輸入
生產(chǎn)者所固定的 的總量，就是這個生態(tài)系統(tǒng)所獲得的能量。
能量的傳遞
生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞是沿_ 渠道進行的。
一個營養(yǎng)級的生物所獲得的能量，（1） 一部分通過_____ 作用以_____ 形式散失了，一方面用于自身的 、 和 等生命活動；（2） 一部分被____ 攝入；（3） 一部分則被 分解利用。
3、能量流動的特點
生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點是 ， 。
能量在相鄰的兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是 。
能量金字塔
能量金字塔的含義是：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在 就越多。
生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈一般不超過 個營養(yǎng)級。
4、研究能量流動的實踐意義
研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們 人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。
可以幫助人們合理的調(diào)整 ，使能量持續(xù)高效的流向 。
5、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
物質(zhì)循環(huán)概念：___________________ _____________
碳循環(huán)
氮循環(huán)
物質(zhì)循環(huán)的特點
6.物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關系
項目能量流動物質(zhì)循環(huán)
形
式
過
程
范
圍
特
點
聯(lián)系1. ______________和______________是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是________________________
2、能量的____、_______、_______和______，離不開物質(zhì)的___和 3. _________________是能量沿 和 流動的載體。 _________________是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力。
4、態(tài)系統(tǒng)的各組成成分，通過 和 ，形成一個統(tǒng)一的整體。
7．生態(tài)系統(tǒng)中的 、 、 、 、 等，通過物理過程傳遞的信息，稱為物理信息。
8．生物在生命活動過程中產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學物質(zhì)，例如植物的
、 等代謝產(chǎn)物，以及動物的 等，這就是化學信息。
9．動物的特殊行為，對于同種或異種生物也能傳遞某種信息，即生物的行為特征可以體現(xiàn)為 。
10．生命活動的正常進行，離不開 的作用；生物種群的繁衍，也離不開 。信息還能夠調(diào)節(jié) ，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
11．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用有兩個方面：一是 ；二是 。
四、典型例題
例1：如欲使秋天開花的菊花在“五?一”節(jié)開花，處理的措施是（ ）
A、增加光照強度 B、降低光照強度
C、增加光照時間 D、增加黑暗時間
析與解：日照時間長短是影響植物花期的重要物理信息。短日照條件是菊花成花的重要條件，即菊花在短日照條件下才能開花，用短日照處理能使菊花提前開花，而用長日照處理能使菊花延遲開花。答案：D
例2、棉蚜蟲被瓢蟲捕食時，被捕食的蚜蟲立即放出一種報警外激素，于是周圍的蚜蟲紛紛跌落。蚜蟲的這種信息傳遞形式屬于（ ）
A、化學信息 B、物理信息 C、行為信息 D、營養(yǎng)信息
析與解：昆蟲體表腺體能合成并向體外分泌一類具揮發(fā)性的化學物質(zhì)（外激素），這些化學物質(zhì)能作為化學信息，在同種不同個體之間傳遞信號，并引起同種不同個體之間的反應，這些化學物質(zhì)傳遞的信號有警告作用、追蹤作用，吸引同種異性個體前來交尾等作用。答案：A
例3：下圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個營養(yǎng)級，數(shù)字均為實際測得的能量數(shù)，單位為百萬千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為118872百萬千焦，但其中118761百萬千焦的能量未被生物利用。請據(jù)圖示分析回答：（1）請將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖中的方框內(nèi)，這部分能量是_________________所固定的太陽能。
（2）能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的轉(zhuǎn)化效率為_______，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的轉(zhuǎn)化效率為________。
（3）次級消費者通過呼吸消耗的能量占其所獲得能量的百分
比是_______________。
（4）由圖可知，下一個營養(yǎng)級不能得到上一個營養(yǎng)級的全部能量，原因有：
①各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被____________________；
②上一個營養(yǎng)級的部分能量_________________________；
③少數(shù)能量被_________________________利用。
析與解：從圖中A、B、C三者關系分析得出：A是第一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）；B是第二營養(yǎng)級（一級消費者）；C是第三營養(yǎng)級（二級消費者）。現(xiàn)根據(jù)圖中數(shù)值計算與解答如下：（1）流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為：118872百萬千焦（太陽輻射能量）一118761百萬千焦 （未被群落固定能量）=111百萬千焦，這部分能量是生產(chǎn)者所固定的；（2）從A到B能量的轉(zhuǎn)化率為15/111=13.5%，從B到C的轉(zhuǎn)化率為3/15=20%；（3）C呼吸消耗的能量占其所獲得的能量的百分比是1.8/3=60%；（4）下一個營養(yǎng)級不能得到上一個營養(yǎng)級全部能量的原因有：①各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被呼吸消耗；②、上一個營養(yǎng)級的部分能量未被下一個營養(yǎng)級利用；③少數(shù)能量被分解者利用。
答案：（1） A（111） 生產(chǎn)者 （2）13.5% 20% （3）60%
（4）①呼吸消耗 ②未被下一個營養(yǎng)級利用；③分解者
例4：大象是植食性動物，有一種螳螂則專以象糞為食。設一大象在某段時間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中流入螳螂體內(nèi)的約為（ ）
A、0KJ B、106KJ C、2×106KJ D、3×106KJ
析與解：大象以植物為食，其糞便是未被消化吸收的食物殘渣，因此，其糞便所含有機物中的能量不屬于流入大象這個營養(yǎng)級（第二營養(yǎng)級）的能量，應仍屬于第一營養(yǎng)級（植物）中被分解者分解釋放的能量。答案：A。
例5：下圖是自然界中氮循環(huán)示意圖，依圖回答：
（1）大氣中的氮主要通過[ ]__________進入生物群落，其次通過[ ]___________、[ ]______________等固氮途徑也可少量供給植物氮素。
（2）圖中A物質(zhì)可被土壤中的微生物分解形成B物質(zhì)，B物質(zhì)在土壤中____________細菌的作用開形成C，C物質(zhì)代表______________。
（3）另一些細菌可將C物質(zhì)經(jīng)⑤過程最終轉(zhuǎn)化成________返回大氣中，由此可見，土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內(nèi)的自然界中的________________中起著重要作用。
（4）目前，全世界每年施用氮素化肥大約有8×107t，這樣做對環(huán)境可能帶來的負面影響是________________。
析與解：本題綜合了氮循環(huán)中的有關主要問題，可以考查分析、綜合能力。
（1）大氣中的氮氣主要通過生物固氮進入生物群落，其次是光電固氮和工業(yè)固氮
（2）圖中A物質(zhì)來自動植物，它代表的是動物體內(nèi)一部分蛋白質(zhì)在分解后產(chǎn)生的尿素等含氮物質(zhì)，以及動植物遺體中的含氮物質(zhì)。它們被土壤中微生物（分解者）分解后形成B物質(zhì)一氨，氨經(jīng)土壤中硝化細菌的作用，最終轉(zhuǎn)化為C—硝酸鹽。
（3）土壤中的另一些細菌（反硝化細菌）可以將硝酸鹽最終轉(zhuǎn)化為氮氣，返回大氣中。氮循環(huán)屬于自然界的物質(zhì)循環(huán)。
（4）大量施用氮肥等，容易引起水體的富營養(yǎng)化。
[答案]（1）①生物固氮 ②光電固氮 ③工業(yè)固氮
（2）硝化 硝酸鹽 （3）氮氣 物質(zhì)循環(huán)
（4）水體的富營養(yǎng)化
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