【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第三节 生态系统
二. 学习内容：
本讲学习生态系统能量流动和物质循环，掌握能量流动的特点，能熟练掌握各种相关计算，并在此基础上理解能量流动的意义；理解物质循环的特点以及与能量流动两者间的相互关系。
二. 学习重点：
1. 生态系统能量流动的过程和特点
2. 生态系统物质循环的特点
3. 理解物质和能量流动间的相互关系
三. 学习难点：
1. 生态系统能量流动具有单向性和逐级递减的原因
2. 物质循环带有全球性，物质的可重复利用是生物的——繁盛的基础
四. 学习过程：
（一）生态系统的能量流动
1. 概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程称为生态系统的能量流动
2. 能量流动的过程：
能量来源：太阳能
除了极少数空间外（化能自养生物）
地球上所有的生态系统所需能量都来自太阳能
总能量：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量
途径：通过食物链、食物网流动
流动图解：
第一营养级能量流动：
能量转换：
太阳能——→化学能——→热能等
（无机环境） （生物） （无机环境）
能量流动特点：
（1）单向流动：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向其他营养级，不能逆向流动，也不能循环流动
（2）逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，相邻两个营养级间的能量传递效率大约10% ~ 20%
（3）能量流动过程中遵循能量守恒定律
能量流动的定量分析：塞达伯格湖能量流动分析，1942年，美国，林德曼
能量金字塔：单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，形成一个金字塔形
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多
研究能量流动的意义：
（1）合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有意的地方
（2）实现能量的多级利用，从而大大提高能量的利用效率
例如：根据草场的能量流动特点，合理确定载畜量，保持出产品的持续高产
作物秸杆做饲料，牲畜粪便进入沼气池，沼气作燃料，沼渣作肥料，实现能量多级利用
（二）生态系统的物质循环
1. 概念：
生物地球化学循环：在生态系统中，组成生物体的化学元素，不断进行从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程
生态系统：指的是生物圈
物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素。
循环特点：全球性、可重复利用
2. 碳循环：
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要形式：二氧化碳
大气中二氧化碳
生物体
大气
碳循环现状：
3. 物质循环和能量流动的关系
特点不同：
物质循环过程中，无机环境中的物质可被生物群落反复利用
能量流动在各营养级逐级递减、单向流动
关系：
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能
两者同时进行、彼此相互依存、不可分割
物质是能量的载体，使能量沿食物链（网）流动
能量是动力，使物质能不断循环
（三）生态系统的稳定性
1. 概念：
（1）生态系统稳定性：生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
（2）抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状能力
（3）恢复力稳定性：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
2. 内容：
抵抗力稳定性：
成因：生态系统内部具有一定的自动调节能力
影响因素：
特点：生态系统的自动调节能力总有一定的限度，超过限度，稳定性就会被破坏
例如：
生态系统稳定性
森林生态系统＞草原生态系统＞农田生态系统＞苔原生态系统
恢复力稳定性：
控制污染排放→自身净化→系统恢复原状
两者的相互关系：
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反关系。
如：
森林生态系统，抵抗力稳定性高，恢复力稳定性低
草原生态系统，抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高
3. 提高生态系统的稳定性
根据各生态系统的稳定性特点，采取相应的对策。保持生态系统的稳定性。
如：种植防护林、避免过量砍伐、控制污染排放
生态系统中能量、物质流动的过程，其实总是同时伴随着信息的流动。生态系统中生产者之间发生着复杂的信息联系，动物与植物之间也有着不同形式的信息传递。生态系统的各组成成分之间都伴随着信息的流动。整个生态系统中能量流和物质流的行为由信息决定，而信息又寓于物质和能量的流动之中，物质流和能量流是信息流的载体。生态系统中生物与生物之间，生物与无机环境之间之所以能组成一个相互协调的整体系统，除了依靠能量交换和物质循环以外，也同各种物理因子、化学物质所携带的信息的传递和反馈作用是分不开的。自然界中，一切生物都是与周围的环境同处于一个生态系统里，它们既相互依存，又相互制约．都随着自然生态系统的发展而发展。只有调节好生态系统中各组成成分的关系，遵循大自然的规律，才能使生态系统保持稳定的状态，使自然界最大可能地维持人类的发展，造福于子孙后代。
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
1. 能将体内的有机物分解成二氧化碳的是（ ）
A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 以上都是
2. 在农田生态系统中最好就是能量流向农作物，除草就是调整（ ）
A. 作物与杂草间的稳定性
B. 生态系统的物质循环
C. 生态系统的能量流动
D. 水肥的使用效率
3. 在某食物链中，第二营养级的能量最多有多少流向第五营养级（ ）
A. 1/1000 B. 1/
4. 从理论上讲，对于一个处于平衡状态的封闭的生态系统，仍需要提供（ ）
A. 能量 B. 水 C. 氧气 D. 二氧化碳
5. 生物圈二号是一个（ ）
A. 孤立系统 B. 封闭系统 C. 开放系统 D. 人工系统
6. 在某一动植物种类丰富的森林中，消费者、分解者的种类和数量基本保持稳定，那么下列哪一项与之不符（ ）
A. 能量流动和物质循环保持动态平衡
B. 食物链和食物网保持相对稳定
C. 各类生物所含有的能量值基本不变
D. 各种群的年龄组成维持增长型
7. 根据某生态系统的食物网回答问题
（1）若流经生态系统的总能量是9.3×109KJ，B生物种群的总能量是3.1×108KJ，从理论上推算，A生物种群的总能量最少为________
（2）在该生态系统的能量流动过程中，E生物种群的能量除了图中所示的分配外，其余的能量还有哪些途径？
（3）若B种群生物大量减少，C和D种群将如何变化？
（4）假设这是一个草原生态系统食物网，若是草原沙漠化日趋严重，那么C、D生物的奔跑能力将__
8. 在如下图3所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者多少千克？
图3
9. 已知在如下图4所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为____________。
图4
10. 有一食物网如下图5所示，设E种群干物质量为5.8×109kJ，B种群干物质量为1.3×108kJ，则A种群干物质量的值至少是_____________。
图5
【试题答案】
1. D 2. C 3. C 4. A 5. B 6. D
8.
9. y＝