生态系统的能量流动规律总结
- 格式:docx
- 大小:38.68 KB
- 文档页数:3
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇生态系统的能量流动1.能量流动的概述(1)概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头:太阳能流经生态系统的总能量:生产者固定的太阳能⇩ 传递—⎩⎨⎧ 途径:食物链和食物网形式:有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇩ 散失—⎩⎨⎧形式:最终以热能形式散失过程:自身呼吸作用2.能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①c代表初级消费者粪便中的能量。
②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向d:自身呼吸作用散失。
e:用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。
i:流入下一营养级。
f:被分解者分解利用。
j:未被利用的能量。
(2)能量流经生态系统的过程①流经生态系统的总能量:生产者固定的太阳能。
②能量流动渠道:食物链和食物网。
③能量传递形式:有机物中的化学能。
④能量散失途径:各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
⑤能量散失形式:热能。
3.能量流动的特点及原因分析(1)能量流动是单向的,原因:①能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。
(2)能量流动是逐级递减的原因:①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
4.研究能量流动的意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
提示:生态学1.生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。
生态系统的能量流动与物质循环在自然界中,生态系统不仅是物种多样性的集合体,也是一个复杂的能量转化和物质循环的系统。
能量流动和物质循环是维持生态系统稳定运行的关键机制。
本文将对生态系统中的能量流动和物质循环进行详细阐述。
一、能量流动能量是维持生命活动的基础,能量的流动源自太阳。
太阳能通过光合作用被生物体吸收,并在生态系统中传递和转化。
能量在生态系统中的流动路径主要有两个方向:垂直方向和水平方向。
垂直方向的能量流动主要体现在光合作用和呼吸作用之间的转化。
光合作用是植物吸收光能并将其转化为化学能的过程,同时释放氧气。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,然后通过呼吸作用将化学能释放出来以维持生命活动。
在这个过程中,能量从太阳到植物再到其他生物体之间进行传递和转化。
水平方向的能量流动主要体现在食物链和食物网中。
食物链是由一个物种吃掉另一个物种,再被更大的物种吃掉,形成一个线性的能量流动路径。
食物网则是由多个食物链组合而成,相互交织形成一个复杂的能量流动网络。
在食物链和食物网中,能量从一个物种转移到另一个物种,同时也会有能量损失。
一般而言,能量会从高级消费者逐渐减少到底层的生产者。
二、物质循环生物体所需的物质主要来自于环境中的无机物和有机物。
物质在生态系统中的循环主要有水循环、碳循环、氮循环和磷循环等。
水循环是指水在大气圈、地表和地下的循环过程。
太阳能使得地表水蒸发,形成水蒸气进入大气圈,随后下降形成降水,并回到地表,形成地表径流或渗入土壤和地下水层。
水的循环不仅维持了生态系统中物种的生存,也促进了养分的运输和循环。
碳循环是指碳在地球大气圈、陆地和海洋之间的转移过程。
碳通过光合作用被植物吸收形成有机物,当植物被动物吃掉时,有机物中的碳就被传递到了动物体内。
当植物和动物死亡分解时,碳释放到大气中或者沉积到土壤中。
同时,碳还可以通过火山喷发和燃烧释放到大气中。
碳循环对于维持大气中的二氧化碳和温室气体的平衡至关重要。
生态系统的能量流动在我们生活的这个地球上,存在着各种各样复杂而又神奇的生态系统。
从广袤无垠的森林到波澜壮阔的海洋,从干旱的沙漠到湿润的湿地,每一个生态系统都有着自己独特的生命形式和运行规律。
而在这些生态系统中,能量流动是一个至关重要的过程,它就像是生命的引擎,驱动着整个生态系统的运转。
那么,什么是生态系统的能量流动呢?简单来说,能量流动就是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量在生态系统中的流动是单向的,而且是逐级递减的。
这意味着能量一旦进入一个生态系统,就会沿着特定的食物链和食物网流动,并且在流动的过程中,不断地被消耗和转化,最终散失到环境中去。
让我们以一个草原生态系统为例来具体了解一下能量流动的过程。
阳光是这个生态系统能量的主要来源,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,储存在有机物中。
这些有机物就是草食动物的食物来源,当草食动物吃草时,它们就获得了植物中储存的能量。
而肉食动物又以草食动物为食,从而获得能量。
在这个过程中,能量从一个营养级传递到另一个营养级,但是每传递一次,只有大约 10% 20% 的能量能够被下一个营养级所利用,其余的大部分能量都在呼吸作用中以热能的形式散失掉了。
为什么能量在生态系统中的流动是逐级递减的呢?这主要是因为在能量传递的过程中,存在着许多能量的损失。
首先,每一个生物在进行生命活动时,如呼吸、运动、生长、繁殖等,都需要消耗大量的能量。
其次,生物在摄取食物时,并不能完全消化和吸收其中的能量,总有一部分会以粪便等形式排出体外。
此外,在生态系统中,还有很多能量被分解者分解利用,最终也以热能的形式散失。
生态系统的能量流动对于维持生态平衡和生态系统的稳定具有极其重要的意义。
首先,能量流动决定了生态系统中生物的种类和数量。
在一个生态系统中,能量的输入量和传递效率决定了能够支持多少生物生存。
如果能量输入不足或者能量传递效率过低,那么生态系统中的生物数量就会减少,甚至可能导致某些物种的灭绝。
生态系统中的能量流动和物质循环知识点总结生态系统是一个生物群落和其非生物环境相互作用的复杂系统。
能量的流动和物质的循环是维持生态系统稳定运行的重要过程。
下面我来总结一下关于生态系统中能量流动和物质循环的知识点。
1.能量的流动:-能量转换:生物体通过呼吸作用将有机物(如葡萄糖)转化为能量,并释放二氧化碳和水。
这种能量的转换是通过产生底物磷酸化或通过电子传递链来完成的。
-能量流动:能量在生态系统中以食物链的形式传递。
食物链描述了生物体之间的能量流动关系,包括生产者、消费者和分解者。
能量从一个营养级传递到下一个营养级,但只有约10%的能量能够被转移到下一个营养级。
这叫做能量金字塔。
-能量损失:能量在流动过程中会有损失,主要体现在呼吸作用与热量的散失。
能量的损失导致了生态系统中氮平衡的维持。
2.物质的循环:-主要元素:生态系统中的物质循环主要涉及氮、碳、磷和水等元素。
例如,碳循环包括了生物体的呼吸作用、光合作用和分解作用等过程。
-氮循环:氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素。
氮的循环包括了固氮、硝化、脱氮和平衡作用等过程。
一部分氮是通过固氮作用从大气中转化为可利用的形式,而分解者通过蛋白质和尿素的分解将氮循环回生态系统。
-碳循环:碳在地球上以有机和无机形式存在。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,而动物通过呼吸作用释放出二氧化碳。
分解者通过分解过程将有机碳循环回生态系统。
-磷循环:磷是构成生物DNA、RNA和ATP的关键元素。
磷循环包括了矿物磷和有机磷相互转化的过程。
分解者通过分解过程将有机磷转化为矿物磷,而植物通过吸收和利用矿物磷来生长。
-水循环:水是生态系统中最重要的物质之一、水循环包括了蒸发、降水、渗透和蒸腾等过程。
植物通过根吸水后蒸腾作用将水分传递到大气中,降水后又重新回到地面。
综上所述,能量的流动和物质的循环是生态系统中两个重要的过程。
能量流动维持了生物体的能量供给,而物质循环保证了生态系统中各种元素的供应和存留。
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动可以通过以下几个方面来描述:
1. 太阳能输入:生态系统中能量的主要来源是太阳能。
太阳能被植物通过光合作用转化为化学能,并进一步传递给其他生物。
2. 生产者:生态系统中的生产者(主要是植物)通过光合作用将太阳能转化为有机物质。
植物利用光能、水和二氧化碳合成有机物质,这些有机物质进一步被用于生物体的生长和维持。
3. 消费者:消费者通过摄食植物或其他动物获得能量。
消费者可以分为不同的层级,包括原生动物、草食动物和食肉动物。
消费者将有机物质进一步转化为能量,维持其自身的生长和生存。
4. 分解者:分解者是生态系统中重要的环节,它们将死亡
的生物体和有机废料分解成无机物质。
这些无机物质再次
被生产者吸收和利用,形成一个循环。
5. 能量流失:在能量从一个层级转移到下一个层级的过程中,总会有一部分能量损失。
能量损失可以通过代谢作用、热量散失等方式发生。
综上所述,生态系统的能量流动是一个循环的过程,太阳
能被植物转化为有机物质,进而通过消费者和分解者在生
物体之间传递,最终又被分解者转化为无机物质,进行新
的循环。
这种能量流动维持着生态系统的稳定和生物体的
生长和生存。
生态系统的能量流动生态系统的能量流动是指生物体之间的能量在生态系统中传递和转化的过程。
这个过程涉及到光合作用、食物链、食物网等多个方面,是维持生态平衡和生命持续的重要基础。
本文将从能量来源、能量转化和生态系统中不同生物体之间的能量流动等方面展开探讨。
能量来源生态系统中的能量主要来源于太阳,通过光合作用被植物吸收并转化为化学能。
光合作用是地球上绝大多数生物体获得能量的方式,植物通过叶绿体中的叶绿素吸收太阳能,将二氧化碳和水合成成果糖等有机物,并释放氧气。
除了光合作用外,部分深海生物还依靠化学合成过程获取能量。
在深海黑液体喷口处,一些细菌利用水合成氢硫酸盐并释放出大量的能量,构成了独特的深海生态系统。
能量转化能量转化是生态系统中至关重要的一环,它包括了植物、食草动物、食肉动物等多个层次。
当植物将光能转化为化学能后,被食草动物食用,其中部分化学能转化为食草动物的生长和运动所需要的能量。
接着,这部分化学能又会通过食肉动物不断转移。
食肉动物捕食其他动物以获取所需的营养,在这个过程中,部分被捕食者的化学能转化为捕食者自身所需的生长和运动所需要的能量。
食物链与食物网在自然界中,不同生物之间以捕食和被捕食的方式相互联系,在这种关系中形成了复杂多样的食物链和食物网。
食物链描述了不同生物之间线性的捕食关系,而食物网则更加真实地反映了生态系统中各种生物之间错综复杂的相互作用。
通过食物链和食物网,生态系统中的能量得以流动。
每一个环节都承载着不同生物体直接或间接获取能量的重要任务,构筑了一个完整而稳定的生态系统。
能量流动的影响生态系统中的能量流动对整个系统起着至关重要的作用。
一旦某个环节发生变化,比如某一种植物数量急剧下降、某个食肉动物数量激增等,都有可能对整个生态系统产生严重影响。
破坏性人类活动、气候变化等问题也可能导致生态系统中能量流动失衡,进而威胁到整个生态系统的可持续发展。
因此,在保护生态环境、维护良好的自然平衡方面起着举足轻重的作用。
二、能量流动的过程1、能量流动的起点:除极少特殊的空间以外,地球上所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。
生态系统的生产者主要是绿色植物,绿色植物通过光合作用,把太阳能固定在它们所制造的有机物中,这样,太阳能就转变成化学能,输入生态系统的第一营养级。
除绿色植物外,能够进行光合作用的细菌、能够进行化能合成作用的细菌等也是生产者。
能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。
2、输入系统的总能量:生态系统的能量来自太阳能,即生态系统能量的源头是太阳能。
但并不是所有的太阳能都参与了生态系统中的能量流动。
在到达地面的总辐射能中,大约有55%是红外线和紫外线等不可见光,它们无法被植物利用。
剩下那45%的辐射能虽然能被植物的色素吸收,但由于植物表面的反射、非活性吸收和蒸腾作用都消耗能量,因此,真正用于构成光合作用产物的能量,在最适应的条件下,也只占太阳总辐射能的3.6%。
然而,植物自身的细胞呼吸还可消耗其中的1/3,因此最多只有2.4%的太阳能可转变成化学能而贮存在植物体内。
一般来说,植物只能利用1%左右的太阳辐射能。
参与生态系统能量流动的“能量”是通过植物的光合作用把光能转变为化学能贮存在植物体的有机物中的。
即:植物作为生产者所固定的太阳能就是流经这个生态系统的总能量。
3、能量流动的过程:输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了,一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖,也就是储存在构成植物体的有机物中。
在后一部分能量中,一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来,还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄入体内。
被植食性动物摄入体内的能量,有一小部分存在于动物排出的粪便中,其余大部分则被动物体所同化。
这样,能量就从第一营养级流入第二营养级(如上图)。
能量流入第二营养级后,将发生上图中所示的变化。
能量在第三、第四等营养级的变化,与第二营养级的情况大致相同。
生态系统中的能量流动过程,可以概括为下图。
生态系统的能量流动规律总结
一.生态系统的能量流动规律总结:
1.能量流的起点、路径和损失:起点:生产者;
途径:食物链(网);
损失:通过生物呼吸以热能形式损失2流经生态系统的总能量:
自然生态系统:生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统:生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向:
非最高营养水平:① 自我呼吸消耗(以热能形式损失)② 被较低的营养水平同化③ 分解者分解并利用④ 未利用(转化为该营养水平的生物量可能不存在,但最终将被利用)※② + ③ + ④ = 净(同化)产量(用于该营养水平的生长和繁殖);
最高营养级:①自身呼吸消耗(以热能形式散失)②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量
达到一定营养水平的能源和路线:
流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析:
(1)定量不规则性(能量的最终路径):自我呼吸消耗;流入下一个营养层;被分
解的人分解并使用。
这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不
断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。
(2)定量时间:自我呼吸消费;流入下一个营养层;分解物的分解和利用;它不会
被使用,也就是说,它不会被自己的呼吸所消耗,也不会被下一个营养水平和分解者所使用。
如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年。
5.同化量与呼吸量与摄入
量的关系:
同化=摄入-粪便量=净同化(用于生长和繁殖)+呼吸
※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级(生产者)的能量,最终会被分解者分解。
※恒温条件下动物繁殖所需能量比小于6.6能量传递效率和能量利用效率:
(1)能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%
这个值在10%到20%之间(zheko版本为10%),因为当生物同化能量达到一定的营养水平时
大部分被细胞呼吸所消耗,热能不能再利用,另外,总有一部分不能被下一营养级利用。
传递效率的特点:仅指某一营养级从上一个营养级所含能量中获得的能量比例;是通过食物链完成,两种生物之间只是捕食关系,只发生在两营养级之间。
(2)能量利用率
能量利用率通常是指流入人体的能量与生产者能量之比,或最高营养水平的能量与生产者能量之比,或考虑分解者的参与,实现能量的多层次利用。
在一个生态系统中,食物链越短能量的利用率就越高,同时生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,能量的利用率就越高。
在实际生产中,可以调整能量流动的方向,使能量流向对人类有益的部分,如田间除草,使光能更多地被作物固定;桑吉鱼塘将桑叶从脱落分解为鱼食,最大限度地减少了能源浪费,提高了能源利用率。
(3)从研究对象的角度分析了两者之间的关系。
能量传递效率以“营养水平”为研究对象,能量利用效率以“最高营养水平或人”为研究对象。
另外,利用率可以是不通过食物链的能量“传递”。
例如,将人畜都不能食用的农作物废弃部分通过发酵产生沼气为人利用;人们利用风能发电、水能发电等;这些热能、电能最终都为人类利用成为了人类体能的补充部分。
※7.能量流动的计算规律:“正推”和“逆推”【规律1】
(已知)较低营养水平(未知)
①求“最多”则按“最高”值20%流动②求“最少”则按“最低”值10%流动①求“最多”则按“最高”值10%流动
(未知)更高的营养水平(已知)
②求“最少”则按“最低”值20%流动
[规则2]
在能量分配比例已知时的能量计算
[规则3]
在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多(或最少)的能量生产者
8.研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
② 帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量能够持续有效地流向人类最有益的部分。
具体措施:农田的除草灭虫---调整能流的方向
尽量缩短食物链;充分利用生产者和分解者,实现能源的多层次利用,提高能源利用效率
最多消耗选最小传递效率10%
选择最长的食物链,消耗最少,传输效率最高20%
消费者获得最少
选择最短的食物链
消费者获得最多
9.几种能量流模型图:II。
物质循环
1.物质循环易错点
2.海洋圈(水圈)对大气的调节作用:海洋的碳含量是大气的50倍;
二氧化碳在水圈与大气圈的界面上通过扩散作用进行交换水圈的碳酸氢根离子在光合作用中被植物利用3.碳循环的季节变化和昼夜变化
影响碳循环的环境因素,即影响光合作用和呼吸的因素;碳循环的季节变化
二.生态系统的稳态及调节
1.生态系统逆向发展(趋势):物种多样性、结构复杂、功能完善
2.对稳态的理解:
生态系统发展到一定阶段(顶级群落),它的结构和功能保持相对稳定的能力;结构的相对稳定:生态系统中各生物成分的种类和数量保持相对稳定;功能的相对稳定:生物群落中物质和能量的输入与输出保持相对平衡。
3.稳态的原因:自我调节能力(但是有一定限度)
自我调节能力与生态系统的组成和营养结构有关。
物种越多,食物链(网络)形成越复杂,自我调节能力越强。
4.稳态调节:反馈调节
其中负反馈调节是自我调节能力的基础,也是生态系统调节的主要方式。