專題十六 生態系統的結構和功能
答案c。
第二課時
一、相關知識
(一)基本概念
生態系統的能量流動、生態系統能量流動的單向性、生態系統能量流動的逐級遞減性、能量金字塔、能量的多級利用;生態系統的物質循環、生物地化循環、碳循環
(二)知識網絡
生態系統的
能量流動
生態系統的
物質循環
(三)疑難解析
1.生態系統中的能量流動
(1)能量流動的源頭是陽光(光能)
(2)能量的輸入
①相關生理過程:綠色植物的光合作用將光能轉換成化學能。
②輸入的總值:綠色植物通過光合作用固定的光能的總量。
(3)能量的傳遞(如圖所示)
①途徑:能量是以物質的形式沿著食物鏈或食物網這一主渠道而向前傳遞的。
②能量的分流:每一營養級的生物獲得的能量的分配情況。
i.被該營養級生物呼吸作用分解消耗一部分,其中atp用于生命活動,熱能從生物群落中散失到大氣中。對于生物群落而言,熱能是群落的能量輸出。
ⅱ.進入下一營養級生物(最高營養級生物除外)。
ⅲ.動植物遺體、枯枝落葉、糞便等被分解者利用。
④能量傳遞的特點
i.單向流動:食物鏈相鄰營養級生物的吃和被吃關系不可逆轉,能量不能倒流。
ⅱ.逐級遞減:每個營養級的生物總有一部分不能被下一營養級利用;每個營養級生物都經自身呼吸而消耗一部分能量。
(4)能量的散失
①散失能量的形式:熱能(對生物群落而言,相當于能量輸出)。
②散失能量的產生:通過生產者、消費者、分解者的呼吸作用分解有機物而產生的能量,一部分形成atp被生物利用,另一部分以熱能形式散失到無機環境中。
2.生態系統的物質循環
在生態系統中,物質從非生物的物質和能量開始,經生產者、消費者和分解者,又回到非生物的物質和能量,完成一個由簡單無機物到各種高能有機化合物,最終又還原為簡單無機物的生態循環。通過該循環,生物得以生存和繁衍,非生物的物質和能量得到更新并變得越來越適合生物生存的需要。在這個物質的生態循環過程中,太陽能以化學能的形式被固定在有機物中,供食物鏈和食物網上的各級生物利用。
碳循環(如圖)
碳是構成生物體的最基本元素,雖然它在自然界中的蘊藏量極為豐富,但綠色植物能夠直接利用的僅僅限于空氣中的二氧化碳(co2)。生物圈中的碳循環主要表現在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳,經光合作用轉化為葡萄糖,并放出氧氣(o2)。在這個過程中少不了水的參與。有機體再利用葡萄糖合成其他有機化合物。碳水化合物經食物鏈傳遞,又成為動物和細菌等其他生物體的一部分。生物體內的碳水化合物一部分作為有機體代謝的能源經呼吸作用被氧化為二氧化碳和水,并釋放出其中儲存的能量。由于這個碳循環,大氣中的co2大約20年就完全更新一次。
3.能量流動與物質循環的關系
生態系統的主要功能就是生態系統的能量流動與物質循環。且兩大功能之間有明顯的差別,又有必然的聯系,教學時應特別明確地強調它們之間的這種關系。
(1)差別:能量在生態系統內是單向流動的,能量在逐級流動的傳遞效率是很低的,逐級都有大量的能量被消耗掉。因此,生態系統要不斷地從外界獲取能量(太陽能),只有這樣,生態系統的能量流動才能持續下去。至于生態系統的物質循環,則是在生物群落和無機環境之間循環往復地進行著的,這些物質是可以重復地被利用的。