Африканская саванна. Коралловый риф. Они выглядят совершенно по-разному, но работают по одному правилу. Каждый живой организм здесь связан с другими питанием. Энергия…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Английское озвучивание · Английский + китайские субтитры (встроенные)
19.1
Energy flow · Поток энергии
Syllabus · Программа
English
Core
Supplement
1 State that the Sun is the principal source of energy input to biological systems
2 Describe the flow of energy through living organisms, including light energy from the Sun and chemical energy in organisms, and its eventual transfer to the environment
Русский
Базовый
Дополнительно
1 Укажите, что Солнце является основным источником энергетического входа в биологические системы
2 Опишите поток энергии через живые организмы, включая световую энергию от Солнца и химическую энергию в организмах, и её окончательный перенос в окружающую среду
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
The Sun is the main source of energy 能量 for almost all life. Plants capture light energy by photosynthesis 光合作用 and store it as chemical energy in food. This energy then passes from organism to organism as they feed. At every step, some energy is lost (mostly as heat from respiration 呼吸作用) to the environment 环境. Energy flows one way — it is not recycled.
Русский
Солнце является основным источником энергии для почти всей жизни. Растения улавливают световую энергию путём фотосинтеза и сохраняют её в виде химической энергии в пище. Эта энергия затем передаётся от организма к организму по мере питания. На каждом этапе часть энергии теряется (преимущественно в виде тепла при дыхании) в окружающую среду. Энергия течёт в одном направлении — она не циркулирует.
Explore · Исследовать
Energy flow through a food chain · Поток энергии через пищевую цепь
Energy from the Sun enters living things through plants, then passes along the food chain — losing a lot at each step. · Энергия Солнца попадает в живые организмы через растения, затем передается по пищевой цепи — теряясь в значительной мере на каждом этапе.
19.2
Food chains and food webs · Пищевые цепи и пищевые сети
Syllabus · Программа
English
Core
Supplement
1 Describe a food chain as showing the transfer of energy from one organism to the next, beginning with a producer
2 Construct and interpret simple food chains
3 Describe a food web as a network of interconnected food chains and interpret food webs
4 Describe a producer as an organism that makes its own organic nutrients, usually using energy from sunlight, through photosynthesis
5 Describe a consumer as an organism that gets its energy by feeding on other organisms
6 State that consumers may be classed as primary, secondary, tertiary and quaternary according to their position in a food chain
7 Describe a herbivore as an animal that gets its energy by eating plants
8 Describe a carnivore as an animal that gets its energy by eating other animals
9 Describe a decomposer as an organism that gets its energy from dead or waste organic material
10 Use food chains and food webs to describe the impact humans have through overharvesting of food species and through introducing foreign species to a habitat
11 Draw, describe and interpret pyramids of numbers and pyramids of biomass
15 Draw, describe and interpret pyramids of energy
12 Discuss the advantages of using a pyramid of biomass rather than a pyramid of numbers to represent a food chain
16 Discuss the advantages of using a pyramid of energy rather than pyramids of numbers or biomass to represent a food chain
13 Describe a trophic level as the position of an organism in a food chain, food web or ecological pyramid
14 Identify the following as the trophic levels in food webs, food chains and ecological pyramids: producers, primary consumers, secondary consumers, tertiary consumers and quaternary consumers
17 Explain why the transfer of energy from one trophic level to another is often not efficient
18 Explain, in terms of energy loss, why food chains usually have fewer than five trophic levels
19 Explain why it is more energy efficient for humans to eat crop plants than to eat livestock that have been fed on crop plants
Русский
Базовый
Дополнительно
1 Опишите пищевую цепь как отображение передачи энергии от одного организма к следующему, начиная с производителя
2 Составляйте и интерпретируйте простые пищевые цепи
3 Опишите пищевую сеть как сеть взаимосвязанных пищевых цепей и интерпретируйте пищевые сети
4 Опишите производителя как организм, который синтезирует собственные органические питательные вещества, обычно используя энергию солнечного света посредством фотосинтеза
5 Опишите консумента как организм, получающий энергию путем питания другими организмами
6 Укажите, что консументов можно классифицировать как первичных, вторичных, третичных и четвертичных в зависимости от их положения в пищевой цепи
7 Опишите травоядное как животное, получающее энергию путем поедания растений
8 Опишите плотоядное как животное, получающее энергию путем поедания других животных
9 Опишите редуцента как организм, получающий энергию из мертвых или отходов органического материала
10 Используйте пищевые цепи и пищевые сети для описания воздействия человека через чрезмерный вылов видов, используемых в пищу, и через интродукцию чужеродных видов в местообитание
11 Рисуйте, описывайте и интерпретируйте пирамиды численности и пирамиды биомассы
15 Рисуйте, описывайте и интерпретируйте пирамиды энергии
12 Обсудите преимущества использования пирамиды биомассы вместо пирамиды численности для представления пищевой цепи
16 Обсудите преимущества использования пирамиды энергии вместо пирамид численности или биомассы для представления пищевой цепи
13 Опишите трофический уровень как позицию организма в пищевой цепи, пищевой сети или экологической пирамиде
14 Определите следующие как трофические уровни в пищевых сетях, пищевых цепях и экологических пирамидах: продуценты, первичные консюмеры, вторичные консюмеры, третичные консюмеры и четвертичные консюмы
17 Объясните, почему передача энергии от одного трофического уровня к другому часто является неэффективной
18 Объясните с точки зрения потери энергии, почему пищевые цепи обычно имеют менее пяти трофических уровней
19 Объясните, почему для человека более энергоэффективно питаться сельскохозяйственными растениями, чем мясом животных, которых кормили сельскохозяйственными растениями
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
A food chain 食物链 shows the transfer of energy from one organism to the next, starting with a producer. Each arrow points in the direction the energy flows:
grass → rabbit → fox
A food web 食物网 is many food chains linked together.
Producers, consumers and decomposers
Type
Meaning
producer 生产者
makes its own food (organic nutrients 营养物质), usually by photosynthesis
consumer 消费者
gets its energy by feeding on other organisms
herbivore 食草动物
a consumer that eats plants
carnivore 食肉动物
a consumer that eats other animals
decomposer 分解者
gets its energy from dead or waste material, causing decomposition 分解
Consumers are named by their position: a primary consumer eats the producer; a secondary consumer eats the primary consumer; then come tertiary and quaternary consumers.
Trophic levels and pyramids
A trophic level 营养级 is the position of an organism in a food chain (producers first, then primary consumers, and so on). You can show a food chain as a pyramid 金字塔:
a pyramid of numbers counts the organisms at each level.
a pyramid of biomass 生物量 shows the total mass at each level — usually a better picture, because it does not depend on how big the organisms are.
(Supplement) a pyramid of energy shows the energy at each level — the most useful picture of all.
Energy loss along a chain (Supplement)
Only about 10% of the energy at one trophic level passes to the next. The rest is lost as heat (from respiration), in movement, and in waste. Because so much energy is lost, food chains usually have fewer than five trophic levels. It is more energy-efficient for people to eat crop plants 农作物 directly than to eat animals that were fed on those crops, because each extra level wastes energy.
Worked example. The producers in a field trap 40 000 kJ of energy. Roughly how much reaches a secondary consumer, and why do food chains stay short? About 10% passes on at each step. Primary consumers receive 10% of 40 000 = 4000 kJ. Secondary consumers receive 10% of 4000 = 400 kJ - only 1% of what the plants trapped. After a few levels too little energy is left to support another one, which is why chains rarely pass five levels. Apply the 10% again at every step, not once for the whole chain.
Human impact
Humans can damage food webs by:
overharvesting 过度捕捞 — taking too many of one species (such as overfishing), so its numbers crash.
introducing a foreign species 外来物种 — a new species may have no predators and may crowd out native species.
Русский
Экосистема саванны: организмы связаны отношениями питания.
Пищевая цепь показывает передачу энергии от одного организма к следующему, начиная с производителя. Каждая стрелка указывает направление потока энергии:
трава → кролик → лиса
Пищевая цепочка: стрелки показывают передачу энергии от продуцентов к консументам
Пищевая сеть — это множество связанных вместе пищевых цепей.
Пищевая сеть состоит из нескольких связанных вместе пищевых цепей
Производители, потребители и редуценты
Тип
Значение
производитель
сам синтезирует пищу (органические питательные вещества), обычно путём фотосинтеза
потребитель
получает энергию, питаясь другими организмами
травоядное
потребитель, питающийся растениями
хищник
потребитель, питающийся другими животными
редуцент
получает энергию из мёртвых организмов или отходов, вызывая разложение
Потребителей называют по их положению: первичный потребитель питается производителем; вторичный потребитель питается первичным потребителем; далее следуют третичные и четвертичные потребители.
Трофические уровни и пирамиды
Трофический уровень — это положение организма в пищевой цепи (сначала производители, затем первичные потребители и так далее). Пищевую цепь можно представить в виде пирамиды:
пирамида численности подсчитывает количество организмов на каждом уровне.
пирамида биомассы показывает общую массу на каждом уровне — обычно более точную картину, так как она не зависит от размера организмов.
(Дополнение)пирамида энергии показывает энергию на каждом уровне — наиболее полезная визуализация.
Только около 10% энергии переходит на следующий уровень, поэтому уровни становятся меньше
Потеря энергии вдоль цепи (Дополнение)
Лишь около 10% энергии одного трофического уровня передаётся следующему. Остальное теряется в виде тепла (при дыхании), при движении и в отходах. Поскольку так много энергии теряется, пищевые цепи обычно имеют менее пяти трофических уровней. Людям энергоэффективнее есть сельскохозяйственные культуры напрямую, чем есть животных, которых кормили этими культурами, так как каждый дополнительный уровень растрачивает энергию.
Разобранное решение. Производители в поле улавливают 40 000 кДж энергии. Примерно сколько достигает вторичного потребителя и почему пищевые цепи остаются короткими? Примерно 10% передаётся на каждом шаге. Первичные потребители получают 10% от 40 000 = 4000 кДж. Вторичные потребители получают 10% от 4000 = 400 кДж — всего 1% от того, что уловили растения. После нескольких уровней остаётся слишком мало энергии для поддержания следующего, поэтому цепи редко превышают пять уровней. Применяйте правило 10% на каждом шаге заново, а не один раз для всей цепи.
Влияние человека
Люди могут нарушать пищевые сети, совершая:
чрезмерный вылов — изъятие слишком большого количества одного вида (например, перелов рыбы), что приводит к резкому снижению его численности.
введение чужеродных видов — новый вид может не иметь естественных врагов и вытеснять местные виды.
Explore · Исследовать
Food web energy route · Маршрут передачи энергии в пищевой сети
Move energy from producer to consumers and see why each link loses energy. · Переместите энергию от продуцента к потребителям и узнайте, почему каждое звено теряет энергию.
Explore · Исследовать
Build the pyramid of energy · Постройте пирамиду энергии
Drag the energy the plants capture and watch only a tenth pass up each level — so the top predator is left with almost nothing. · Перетащите энергию, которую улавливают растения, и посмотрите, как только десятая часть передается на каждый следующий уровень — так верхний хищник остается почти без ничего.
1 Describe the carbon cycle, limited to: photosynthesis, respiration, feeding, decomposition, formation of fossil fuels and combustion
2 Describe the nitrogen cycle with reference to: • decomposition of plant and animal protein to ammonium ions • nitrification • nitrogen fixation by lightning and bacteria • absorption of nitrate ions by plants • production of amino acids and proteins • feeding and digestion of proteins • deamination • denitrification
3 State the roles of microorganisms in the nitrogen cycle, limited to: decomposition, nitrification, nitrogen fixation and denitrification (generic names of individual bacteria, e.g. Rhizobium, are not required)
Русский
Базовый
Дополнительно
1 Опишите цикл углерода, ограничиваясь: фотосинтез, дыхание, питание, разложение, образование ископаемого топлива и горение
2 Опишите цикл азота с упоминанием: • разложение растительного и животного белка до ионов аммония • нитрификация • фиксация азота молнией и бактериями • поглощение нитрат-ионов растениями • синтез аминокислот и белков • питание и переваривание белков • дезаминирование • денитрификация
3 Укажите роль микроорганизмов в цикле азота, ограничиваясь: разложением, нитрификацией, фиксацией азота и денитрификацией (общие названия отдельных бактерий, например Rhizobium, не требуются)
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
Unlike energy, nutrients are recycled — used again and again.
The carbon cycle
In the carbon cycle 碳循环:
photosynthesis removes carbon dioxide 二氧化碳 from the air.
respiration and combustion 燃烧 (burning) return carbon dioxide to the air.
feeding passes carbon from one organism to the next.
decomposition returns carbon to the air and soil.
over millions of years, dead organisms can form fossil fuels 化石燃料 (coal and oil), which release carbon dioxide when they are burned.
The nitrogen cycle (Supplement)
The nitrogen cycle 氮循环 recycles nitrogen for making proteins 蛋白质. Microorganisms 微生物 do most of the work:
decomposition: decomposers break dead protein down into ammonium ions 铵离子.
nitrification 硝化作用: bacteria change ammonium ions into nitrate ions 硝酸根离子.
nitrogen fixation 固氮作用: lightning and some bacteria 细菌 turn nitrogen gas into compounds that plants can use.
plants absorb nitrate ions to make amino acids 氨基酸 and proteins; animals get them by feeding and digestion 消化.
deamination 脱氨基作用 (in the liver) and decomposition release nitrogen compounds again.
denitrification 反硝化作用: some bacteria turn nitrate ions back into nitrogen gas.
Русский
В отличие от энергии, питательные вещества циркулируют — используются многократно.
Углеродный цикл
В углеродном цикле:
фотосинтез удаляет углекислый газ из воздуха.
дыхание и горение (сжигание) возвращают углекислый газ в воздух.
питание передает углерод от одного организма к следующему.
разложение возвращает углерод в воздух и почву.
за миллионы лет мертвые организмы могут образовывать ископаемое топливо (уголь и нефть), которое при сжигании выделяет углекислый газ.
Углеродный цикл: фотосинтез удаляет CO₂; дыхание, горение и разложение возвращают его
Азотный цикл (Дополнительно)
Азотный цикл обеспечивает повторное использование азота для синтеза белков. Большинство работы выполняют микроорганизмы:
разложение: редуценты расщепляют мертвый белок на ионы аммония.
нитрификация: бактерии превращают ионы аммония в нитрат-ионы.
фиксация азота: молния и некоторые бактерии превращают атмосферный азот в соединения, доступные растениям.
растения поглощают нитрат-ионы для синтеза аминокислот и белков; животные получают их через питание и пищеварение.
деаминирование (в печени) и разложение снова высвобождают азотсодержащие соединения.
денитрификация: некоторые бактерии превращают нитрат-ионы обратно в газообразный азот.
Азотный цикл: микроорганизмы перемещают азот между воздухом, почвой и живыми организмами
Explore · Исследовать
The carbon cycle · Углеродный цикл
Carbon moves between the air, living things and the ground in a never-ending cycle. · Углерод перемещается между атмосферой, живыми организмами и землей в бесконечном цикле.
1 Describe a population as a group of organisms of one species, living in the same area, at the same time
2 Describe a community as all of the populations of different species in an ecosystem
3 Describe an ecosystem as a unit containing the community of organisms and their environment, interacting together
4 Identify and state the factors affecting the rate of population growth for a population of an organism, limited to food supply, competition, predation and disease
5 Identify the lag, exponential (log), stationary and death phases in the sigmoid curve of population growth for a population growing in an environment with limited resources
6 Interpret graphs and diagrams of population growth
7 Explain the factors that lead to each phase in the sigmoid curve of population growth, making reference, where appropriate, to the role of limiting factors
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
a population 种群 is a group of organisms of one species 物种, living in the same area at the same time.
a community 群落 is all the populations of different species in one place.
an ecosystem 生态系统 is the community together with its environment, all interacting.
Population growth
The growth of a population depends on the food supply, competition 竞争, predation 捕食 (being eaten) and disease.
When a population grows in a place with limited resources 资源, its growth follows an S-shaped curve with four phases:
Phase
What happens
lag phase 延迟期
slow growth at first, while numbers are still small
exponential phase 对数期
very fast growth, with plenty of food and space
stationary phase 稳定期
growth stops; births ≈ deaths (a limiting factor 限制因素 such as food holds it back)
death phase 衰亡期
numbers fall as food runs out, wastes build up, or disease spreads
Русский
Коралловый риф — это богатая экосистема, поддерживающая множество взаимосвязанных видов.
популяция — это группа организмов одной видовой принадлежности, обитающих в одном районе в одно и то же время.
сообщество — это совокупность популяций различных видов в одном месте.
экосистема — это сообщество вместе со своей средой обитания, все компоненты которой взаимодействуют друг с другом.
Рост популяции
Рост популяции зависит от запаса пищи, конкуренции, хищничества (поедания) и болезней.
Когда популяция растет в условиях ограниченных ресурсов, ее рост описывается S-образной кривой, состоящей из четырех фаз:
Фаза
Что происходит
фаза запаздывания
медленный рост сначала, пока численность еще мала
экспоненциальная фаза
очень быстрый рост при избытке пищи и пространства
стационарная фаза
рост останавливается; число рождений ≈ числу смертей (ограничивающий фактор, например, нехватка пищи, сдерживает рост)
фаза гибели
численность снижается из-за исчерпания запасов пищи, накопления отходов или распространения болезней
Популяция в ограниченном пространстве растет в четыре фазы: запаздывание, экспоненциальная, стационарная, гибель
Explore · Исследовать
How a population grows · Как растет популяция
Change the growth rate and the carrying capacity. Growth is fast at first, then levels off as resources run short. · Измените темп роста и вместимость среды. Рост быстрый сначала, затем выравнивается, когда ресурсы истощаются.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Выберите один, и сайт будет вести вас — конспекты, работы, видео и практика откроются там.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Введите запрос для поиска заметок, уроков, кода, словаря и вопросов с реальных экзаменов по всем предметам.
