第二节生态系统的稳态

化学信息
生物产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物
碱、有机酸、性外激素等。
行为信息
动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特定的信息。
物理信息
鸟迁徙行为中对方向的判断（磁场）
海豚的回声定位
物理信息
水葫芦
1.生态系统中所需要的能量主要来自于哪?能量 流动是从什么地方开始的?输入生态系统的总 能量是多少? 2.生产者固定的能量，流经第二营养级的能量去 处如何？ 3.为什么一个营养级的能量不能全部流向下一个 营养级？ 4.第二营养级获得第一营养级所同化的效率是多 少？第三营养级获得第二营养级所同化的效率 是多少？能量在相邻的营养级之间传递的效率 是多少？
解析；至少需要的海洋植物就是按最高的传递效率20%计算。然后 写出三条食物链或食物网，①海洋藻类→杂食性鱼；②海洋藻类→ 草食性鱼→杂食性鱼；③海洋藻类→草食性鱼→小型肉食性鱼→杂 食性鱼，然后再分别计算，1/2来自植物就是2kg来自植物，根据第 一条食物链计算，需要植物是10kg（效率是20%），依次计算分别 是25kg和125kg，共计160kg，故选B。
3、已知较低营养级生物的能量求较高营养级生物的能量 时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高” 传递效率；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生 物的能量按“最低”传递效率。 生产者
最少消耗（选最大传递效率20%）获得最多 最大消耗（选最少传递效率10%）获得最少
消费者
例1、树林中，“螳螂捕蝉，黄雀在后”，这可构成 一条食物链。如果黄雀增加体重10g，按理论计算，最多 C ） 需要蝉（ A.10g B.100g C.1000g D.10000g 例2、由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋 鱼死亡，假如该杂食性的食物右1/2来自植物，1/4来自草 食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，该杂 食性鱼从出生到死亡，至少需要的海洋植物共（ ） A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg
3.各营养级能量的去处：
（1）一是自身通过呼吸作用分解一部 分有机物,释放能量；
（2） 随尸体、排泄物等流入到分解者 中； （3） 有一小部分有机物中的能量流入 到下一个营养级。
生态系统能量的流动：
呼吸 生产者 (植物) 呼吸 呼吸
次级消费者 (肉食动物)
呼吸
三级消费者 (肉食动物)
初级消费者 (植食动物)
呼 吸 散失
散 失
次级消费者 摄入
（ 三 ） 能 量 的 传 递 和 散 失
能量流经第二营养级示意图
… .. .
（三）
⒉途径：
能量的传递和散失
食物链和食物网
⒈能量传递的主渠道
太阳能第一营养级……第五营养级 引言：由于每一营养级的生物在呼吸的过程中都
会消耗一部分能量，加上动物在摄食过程中总有一 部分的能量会消耗在动物排出的粪便中，因此流经 生态系统的能量在数量上是不断发生变化的。
C.核糖体和叶绿体
D.核糖体和高尔基体
3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表 A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 √
B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者
C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 丙 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
大气中的 CO 2 甲 乙
及时反馈：
生产者 （1）此生态系统的能量流动是从[C]_____ 固定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传递 CO2 是以 ________形式进行的，在生态系统各 A 成分中A为 消费者 ，B为 分解者。 （3）图中D C过程是通过 光合 过程是通过 呼吸 作用实现的，B 作用实现的。
以无机物形式流动 往复循环、全球性 生物圈
联系
（1）同时进行、相互依存 （2）物质是能量流动的载体 （3）能量是物质反复循环的动力
练习： 1、在生态系统碳循环中，既能使CO 2进入生物群落，又能将其释放 到大气中的生物是
A.分解者
B.植食动物
C.肉食动物
D.绿色植物 √
2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是 A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 √
信源（信息产生） 信道（信息传输） 信宿（信息接收）
生态系统的信息传递
问题探讨
?思考：
1. 蜜蜂分别向 同伴传递了什么 信息？ 2. 信息分别是 怎么传递的？ 3.你还能举出生 物间信息传递的 其它例子吗？
一、生态系统中信息的种类
物理信息
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过 程传递的信息。
第四章 生态系统的稳态
“螳螂捕蝉， 黄雀在后” 隐 含的食物链是 什么?
食物链
柳叶
柳 叶
蝉
螳螂
黄雀
假如蝉被人类大量捕杀有什么后果 ?
第二节生态系统的稳态
一、生态系统的能量流动
(一)概念：生态系统中能量的输入、 传递和散失的过程
思考
生态系统中能量是怎样输入、传递和散失的呢？
分析”塞达伯格湖的能量流动图解”,思考下列问 题:
…
分
解
者 呼吸
生态系统的能量流动图解:
（四）生态系统能量流动的特点：
单向流动
第一，食物链中各营养级的顺序是不可逆 的，这是长期自然选择的结果；第二，各营养 级的生物呼吸作用产生的热能不能被生物利用。
逐级递减
第一，各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相 当大的一部分能量；第二，各营养级总有一部分能 量未被下一营养级的生物所利用。
3.循环：无机环境
元素
生物群落
4.特点：全球性，循环性.
在研究物质循环时的生态系统是指地球上最大的生 态系统——生物圈，因此其物质循环具有全球性。主要的 物质循环包括：碳循环、氮循环、硫循环、水循环等。
碳循环示意图
碳元素约 占生物体干重 的49％，碳是 有机化合物的 “骨架”，没 有碳就没有 生命。碳在无 机环境与生物 群落之间是以 CO2的形式进 行循环的。
能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 能量流动的总量: 是生产者所固定的太阳能 能量流动的渠道：食物链和食物网
生态系统的
能量流动
能量流动的途径：太阳能→第一营养级→第二营
养级→‥‥‥第五营养级 单向流动 能量流动的特点 逐级递减 能量传递的效率 为10％～20％ 研究的目的 使提高生态系统能量的转化效率
二、生态系统的物质循环
(一)物质循环的概念 是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等基本元素在生态系统的生物群落 与无机环境之间反复循环运动叫生态系 统的物质循环。
1、这里的物质是指什么？ 2、这里的生态系统是指什么？ 3、在哪两者之间循环？
注意：
1.物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S 等基本元素。。 2.范围：是指地球上最大的生态系统——生 物圈。其中的物质循环带有全球性，所以 又叫生物地球化学循环。

氮循环
大气中的氮主要以 氮气 的形式存在，只有通过固氮
作用( 生物 固氮、 工业 固氮和 光电 固氮等)才能将游离的
氮转变为可被植物吸收与利用的硝酸盐 和 氨 等物质。
能量流动和物质循环又有本质上的区 别：能量流经生态系统各个营养级时是逐 级递减，而且运动是单向的、不是循环的， 最终在环境中消失。物质循环是带有全球 性的，在生物群落与无机环境间物质可以 反复出现，反复利用，循环运动，不会消 失。
（4）碳元素以什么途径从生物群落进入 大气？
生物的呼吸作用； 分解者的分解作用； 化石燃料的燃烧
（5）碳元素又以什么形式在无机环境与 生物群落中循环的？
CO2
(2)碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐。
（3）碳循环的形式：主要是CO2
（4）碳进入大气的途径：
a．动、植物的呼吸作用；b.分解者的分解作用；c. 化石燃料等的燃烧。
（二）碳循环
(1)循环过程：
由上图可知： ①生产者将 CO2 转化为碳水化合物中的碳，可表示为： 生产者 CO2＋H2O―――→糖类、蛋白质、脂肪。 食物链 ②含碳有机物―――→各级消费者。
生产者、消费者、分解者 释放 ③有机物――――――――――――→CO2＋H2O――→大气中。 呼吸作用 分解者 释放 ④生产者、消费者遗体、排泄物等―――→CO2――→大气中。 燃烧 排放 ⑤煤、石油等化石燃料――→CO2――→大气中。
（五）能量传递效率及应用
下一营养级同化量 相邻两营养级之 间的传递效率 ＝ 上一营养级同化量 一般能量传递效率大约为10%～20% 林德曼的实验表明，由一个营养级传递到下一个 营养级的能量平均只有10%左右，故称为“林德曼 10%定律”
×100%
能量传递效率的应用
1、在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明， 则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 2、在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能 量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最 低”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养 级生物的能量按“最高”传递效率。
能量流动和物质循环的因果关系 生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。生态系统的能量流动和物 质循环都是通过食物链和食物网的渠道实 现的，二者相互伴随进行，又相辅相承， 密不可分的统一整体。
（三）能量流动与物质循环的关系
项目 形式 特点 范围 能量流动 物质循环
以有机物形式流动 单向传递、逐级递减 生态系统各营养级之间
某个湖的能量金字塔
思考： 1、逐级递减这一特点与能 量守恒定律矛盾吗？ 2、从能量流动的特点角度 解释为什么食物链一般不超 过五个营养级。 3、如把各个营养级的生物 量（质量）和数量用金字塔 的方式表示，是否也成金字 塔形？
能量金字塔-----根 据单位时间内各个 营养级所得到的能 量数值绘制而成