生态系统的结构和功能2一、相关知识（一）基本概念生态系统的能量流动、生态系统能量流动的单向性、生态系统能量流动的逐级递减性、能量金字塔、能量的多级利用；生态系统的物质循环、生物地化循环、碳循环（二）知识网络生态系统的能量流动生态系统的物质循环（三）疑难解析1．生态系统中的能量流动（1）能量流动的源头是阳光（光能）（2）能量的输入①相关生理过程：绿色植物的光合作用将光能转换成化学能。②输入的总值：绿色植物通过光合作用固定的光能的总量。概念：起点：从生产者固定太阳能开始流经生态系统地总能量：生产者固定太阳能的总量途经：特点：单向的、逐级递减的。研究的意义概念：特点：全球性的、循环的碳循环的过程生态系统的功能(3)能量的传递（如图所示）①途径：能量是以物质的形式沿着食物链或食物网这一主渠道而向前传递的。②能量的分流：每一营养级的生物获得的能量的分配情况。I．被该营养级生物呼吸作用分解消耗一部分，其中ATP用于生命活动，热能从生物群落中散失到大气中。对于生物群落而言，热能是群落的能量输出。Ⅱ．进入下一营养级生物(最高营养级生物除外)。Ⅲ．动植物遗体、枯枝落叶、粪便等被分解者利用。④能量传递的特点I．单向流动：食物链相邻营养级生物的吃和被吃关系不可逆转，能量不能倒流。II．逐级递减：每个营养级的生物总有一部分不能被下一营养级利用；每个营养级生物都经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：热能(对生物群落而言，相当于能量输出)。②散失能量的产生：通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用分解有机物而产生的能量，一部分形成ATP被生物利用，另一部分以热能形式散失到无机环境中。2．生态系统的物质循环在生态系统中，物质从非生物的物质和能量开始，经生产者、消费者和分解者，又回到非生物的物质和能量，完成一个由简单无机物到各种高能有机化合物，最终又还原为简单无机物的生态循环。通过该循环，生物得以生存和繁衍，非生物的物质和能量得到更新并变得越来越适合生物生存的需要。在这个物质的生态循环过程中，太阳能以化学能的形式被固定在有机物中，供食物链和食物网上的各级生物利用。碳循环（如图）碳是构成生物体的最基本元素，虽然它在自然界中的蕴藏量极为丰富，但绿色植物能够直接利用的仅仅限于空气中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气（O2）。在这个过程中少不了水的参与。有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。碳水化合物经食物链传递，又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水，并释放出其中储存的能量。由于这个碳循环，大气中的CO2大约20年就完全更新一次。3．能量流动与物质循环的关系生态系统的主要功能就是生态系统的能量流动与物质循环。且两大功能之间有明显的差别，又有必然的联系，教学时应特别明确地强调它们之间的这种关系。（1）差别：能量在生态系统内是单向流动的，能量在逐级流动的传递效率是很低的，逐级都有大量的能量被消耗掉。因此，生态系统要不断地从外界获取能量(太阳能)，只有这样，生态系统的能量流动才能持续下去。至于生态系统的物质循环，则是在生物群落和无机环境之间循环往复地进行着的，这些物质是可以重复地被利用的。（2）联系如图所示：生态系统的能量流动是随着物质循环进行的。能量的固定、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程，反之亦然。由此可见，能量流动和物质循环之间互为因果，相辅相承，具有不可分割的联系。生态系统中的各种组成部分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环、才紧密联系在一起，形成一个统一的整体。三考点例析例1(上海卷)右图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物A．200gB．250gC．500gD．1000g[解析]：本题考查生态系统能量流动过程中的传递效率问题，至少消耗多少是按照最高传递效率计算。答案C例2（江苏卷）(8分)为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维...
