Une savane africaine. Un récif corallien. Ils ne ressemblent à rien du tout, mais ils fonctionnent selon la même règle. Chaque être vivant ici est relié aux autres par l'alimentation. L'énergie…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés
19.1
Energy flow · Flux d'énergie
Syllabus · Programme
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
Français
Fondamental
Supplémentaire
1 Affirmer que le Soleil est la principale source d'apport énergétique aux systèmes biologiques
2 Décrire le flux d'énergie à travers les êtres vivants, y compris l'énergie lumineuse du Soleil et l'énergie chimique chez les organismes, et son transfert final vers l'environnement
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme 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.
Français
Le Soleil est la principale source d'énergie 能量 pour presque toute la vie. Les plantes captent l'énergie lumineuse par photosynthèse 光合作用 et la stockent sous forme d'énergie chimique dans les aliments. Cette énergie passe ensuite d'un organisme à l'autre lorsqu'ils se nourrissent. À chaque étape, une partie de l'énergie est perdue (principalement sous forme de chaleur due à la respiration 呼吸作用) vers l'environnement 环境. L'énergie circule dans un seul sens — elle n'est pas recyclée.
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Flux d'énergie à travers une chaîne alimentaire
L'énergie du Soleil entre dans les êtres vivants par les plantes, puis passe le long de la chaîne alimentaire — en perdant beaucoup à chaque étape.
Food chains and food webs · Chaînes alimentaires et réseaux trophiques
Syllabus · Programme
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
Français
Fondamental
Supplémentaire
1 Décrire une chaîne alimentaire comme montrant le transfert d'énergie d'un organisme à l'autre, commençant par un producteur
2 Construire et interpréter des chaînes alimentaires simples
3 Décrire un réseau trophique comme un ensemble de chaînes alimentaires interconnectées et interpréter les réseaux trophiques
4 Décrire un producteur comme un organisme qui fabrique ses propres nutriments organiques, généralement en utilisant l'énergie du soleil, par photosynthèse
5 Décrire un consommateur comme un organisme qui obtient son énergie en se nourrissant d'autres organismes
6 Affirmer que les consommateurs peuvent être classés comme primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires selon leur position dans une chaîne alimentaire
7 Décrire un herbivore comme un animal qui obtient son énergie en mangeant des plantes
8 Décrire un carnivore comme un animal qui obtient son énergie en mangeant d'autres animaux
9 Décrire un décomposeur comme un organisme qui tire son énergie de matière organique morte ou des déchets
10 Utiliser les chaînes alimentaires et les réseaux trophiques pour décrire l'impact des humains par la surexploitation des espèces alimentaires et par l'introduction d'espèces étrangères dans un habitat
11 Dessiner, décrire et interpréter les pyramides de nombres et les pyramides de biomasse
15 Dessiner, décrire et interpréter les pyramides d'énergie
12 Discuter des avantages de l'utilisation d'une pyramide de biomasse plutôt que d'une pyramide de nombres pour représenter une chaîne alimentaire
16 Discuter des avantages de l'utilisation d'une pyramide d'énergie plutôt que des pyramides de nombres ou de biomasse pour représenter une chaîne alimentaire
13 Décrire un niveau trophique comme la position d'un organisme dans une chaîne alimentaire, un réseau trophique ou une pyramide écologique
14 Identifier les niveaux suivants comme des niveaux trophiques dans les réseaux trophiques, les chaînes alimentaires et les pyramides écologiques : producteurs, consommateurs primaires, consommateurs secondaires, consommateurs tertiaires et consommateurs quaternaires
17 Expliquer pourquoi le transfert d'énergie d'un niveau trophique à un autre n'est souvent pas efficace
18 Expliquer, en termes de perte d'énergie, pourquoi les chaînes alimentaires ont généralement moins de cinq niveaux trophiques
19 Expliquer pourquoi il est plus rentable énergétiquement pour les humains de manger des cultures que de manger du bétail nourri avec des cultures
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme 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.
Français
Un écosystème de savane : organismes liés par des relations alimentaires.
Une chaîne alimentaire 食物链 montre le transfert d'énergie d'un organisme à l'autre, commençant par un producteur. Chaque flèche pointe dans la direction du flux d'énergie :
herbe → lapin → renard
Une chaîne alimentaire : les flèches montrent l'énergie passant du producteur aux consommateurs
Un réseau trophique 食物网 est plusieurs chaînes alimentaires liées ensemble.
Un réseau alimentaire est plusieurs chaînes alimentaires liées ensemble
Producteurs, consommateurs et décomposeurs
Type
Signification
producteur 生产者
fabrique sa propre nourriture (nutriments organiques 营养物质), généralement par photosynthèse
consommateur 消费者
obtient son énergie en se nourrissant d'autres organismes
herbivore 食草动物
un consommateur qui mange des plantes
carnivore 食肉动物
un consommateur qui mange d'autres animaux
décomposeur 分解者
tire son énergie de matière morte ou des déchets, provoquant la décomposition 分解
Les consommateurs sont nommés selon leur position : un consommateur primaire consomme le producteur ; un consommateur secondaire consomme le consommateur primaire ; viennent ensuite les consommateurs tertiaires et quaternaires.
Niveaux trophiques et pyramides
Un niveau trophique 营养级 est la position d'un organisme dans une chaîne alimentaire (producteurs d'abord, puis consommateurs primaires, etc.). On peut représenter une chaîne alimentaire sous forme de pyramide 金字塔 :
une pyramide des effectifs compte les organismes à chaque niveau.
une pyramide de biomasse 生物量 montre la masse totale à chaque niveau — généralement une image meilleure, car elle ne dépend pas de la taille des organismes.
(Supplément) une pyramide d'énergie montre l'énergie à chaque niveau — l'image la plus utile de toutes.
Seulement environ 10% de l'énergie passe à chaque niveau, donc les niveaux diminuent
Perte d'énergie le long d'une chaîne (Supplément)
Seulement environ 10 % de l'énergie à un niveau trophique passe au suivant. Le reste est perdu sous forme de chaleur (respiration), dans le mouvement et dans les déchets. Comme tant d'énergie est perdue, les chaînes alimentaires ont généralement moins de cinq niveaux trophiques. Il est plus efficace énergétiquement pour les humains de manger directement des plantes cultivées 农作物 que de manger des animaux nourris avec ces cultures, car chaque niveau supplémentaire gaspille de l'énergie.
Exemple résolu. Les producteurs d'un champ piègent 40 000 kJ d'énergie. Environ quelle quantité atteint un consommateur secondaire, et pourquoi les chaînes alimentaires restent-elles courtes ? Environ 10% est transmis à chaque étape. Les consommateurs primaires reçoivent 10% de 40 000 = 4000 kJ. Les consommateurs secondaires reçoivent 10% de 4000 = 400 kJ - seulement 1% de ce que les plantes ont capté. Après quelques niveaux, il reste trop peu d'énergie pour en soutenir un autre, ce qui explique pourquoi les chaînes dépassent rarement cinq niveaux. Appliquez le 10% à chaque étape, et non une seule fois pour toute la chaîne.
Impact humain
Les humains peuvent endommager les réseaux trophiques en :
surexploitation 过度捕捞 — prélever trop d'une espèce (comme la surpêche), faisant chuter ses effectifs.
introduire une espèce exotique 外来物种 — une nouvelle espèce peut ne pas avoir de prédateurs et peut étouffer les espèces indigènes.
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Route énergétique du réseau trophique
Déplacez l'énergie du producteur vers les consommateurs et voyez pourquoi chaque maillon perd de l'énergie.
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Construisez la pyramide d'énergie
Glissez l'énergie capturée par les plantes et observez qu'un seul dixième monte à chaque niveau — le prédateur supérieur ne reçoit presque rien.
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)
Français
Fondamental
Supplémentaire
1 Décrire le cycle du carbone, limité à : photosynthèse, respiration, alimentation, décomposition, formation de combustibles fossiles et combustion
2 Décrire le cycle de l'azote en se référant à : • décomposition des protéines végétales et animales en ions ammonium • nitrification • fixation de l'azote par la foudre et les bactéries • absorption des ions nitrate par les plantes • production d'acides aminés et de protéines • alimentation et digestion des protéines • déamination • dénitrification
3 Affirmer le rôle des micro-organismes dans le cycle de l'azote, limité à : décomposition, nitrification, fixation de l'azote et dénitrification (les noms génériques des bactéries individuelles, ex. Rhizobium, ne sont pas requis)
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme 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.
Français
Contrairement à l'énergie, les nutriments sont recyclés — utilisés encore et encore.
Cycle du carbone
Dans le cycle du carbone 碳循环 :
la photosynthèse retire le dioxyde de carbone 二氧化碳 de l'air.
la respiration et la combustion 燃烧 (brûlure) retournent le dioxyde de carbone dans l'air.
l'alimentation transfère le carbone d'un organisme à l'autre.
la décomposition retourne le carbone dans l'air et le sol.
sur des millions d'années, les organismes morts peuvent former des combustibles fossiles 化石燃料 (charbon et pétrole), qui libèrent du dioxyde de carbone lorsqu'ils sont brûlés.
Le cycle du carbone : la photosynthèse retire le CO₂ ; la respiration, la combustion et la décomposition le retournent
Cycle de l'azote (Supplément)
Le cycle de l'azote 氮循环 recycle l'azote pour fabriquer des protéines 蛋白质. Les micro-organismes 微生物 font la plupart du travail :
décomposition : les décomposeurs dégradent les protéines mortes en ions ammonium 铵离子.
nitrification 硝化作用 : les bactéries transforment les ions ammonium en ions nitrate 硝酸根离子.
fixation de l'azote 固氮作用 : la foudre et certaines bactéries 细菌 transforment le gaz azote en composants utilisables par les plantes.
les plantes absorbent les ions nitrate pour fabriquer des acides aminés 氨基酸 et des protéines ; les animaux les obtiennent par alimentation et digestion 消化.
la déamination 脱氨基作用 (dans le foie) et la décomposition relâchent à nouveau des composés azotés.
denitrification 反硝化作用 : certaines bactéries transforment les ions nitrate en gaz azote.
Le cycle de l'azote : les micro-organismes transfèrent l'azote entre l'air, le sol et les êtres vivants
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Le cycle du carbone
Le carbone circule entre l'air, les êtres vivants et le sol dans un cycle sans fin.
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
Français
Fondamental
Supplémentaire
1 Décrire une population comme un groupe d'organismes d'une même espèce, vivant dans la même zone, au même moment
2 Décrire une communauté comme l'ensemble des populations d'espèces différentes dans un écosystème
3 Décrire un écosystème comme une unité contenant la communauté d'organismes et leur environnement, interagissant ensemble
4 Identifier et affirmer les facteurs affectant le taux de croissance d'une population pour une population d'un organisme, limité à l'approvisionnement alimentaire, la compétition, la prédation et la maladie
5 Identifier les phases de latence, exponentielle (log), stationnaire et de mortalité dans la courbe sigmoïde de croissance d'une population croissant dans un environnement à ressources limitées
6 Interpréter les graphiques et diagrammes de croissance de population
7 Expliquer les facteurs conduisant à chaque phase de la courbe sigmoïde de croissance de population, en faisant référence, le cas échéant, au rôle des facteurs limitants
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme 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
Français
Un récif corallien est un écosystème riche soutenant de nombreuses espèces interdépendantes.
une population 种群 est un groupe d'organismes d'une même espèce 物种, vivant dans la même zone au même moment.
une communauté 群落 est l'ensemble des populations de différentes espèces dans un endroit.
un écosystème 生态系统 est la communauté avec son environnement, tous interagissant.
Croissance d'une population
La croissance d'une population dépend de l'approvisionnement alimentaire, de la compétition 竞争, de la prédation 捕食 (être mangé) et des maladies.
Lorsqu'une population croît dans un lieu aux ressources 资源 limitées, sa croissance suit une courbe en S avec quatre phases :
Phase
Ce qui se passe
phase de latence 延迟期
croissance lente au début, tandis que les effectifs sont encore faibles
phase exponentielle 对数期
croissance très rapide, avec beaucoup de nourriture et d'espace
phase stationnaire 稳定期
la croissance s'arrête ; naissances ≈ décès (un facteur limitatif 限制因素 comme la nourriture la freine)
phase de mortalité 衰亡期
les effectifs diminuent alors que la nourriture manque, les déchets s'accumulent ou les maladies se propagent
Une population dans un espace limité croît en quatre phases : latence, exponentielle, stationnaire, mortalité
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Comment une population grandit
Modifiez le taux de croissance et la capacité de charge. La croissance est rapide au début, puis se stabilise lorsque les ressources se raréfient.
Energy enters from the Sun, flows one way along the chain, and is lost as heat at each step. Nutrients are recycled.
Food chain starts with a producer; arrows show energy flow. Learn producer, consumer, herbivore, carnivore, decomposer.
Only ~10% of energy passes up each trophic level, so chains are short and eating plants is more efficient.
Carbon cycle: photosynthesis ↔ respiration and combustion; nitrogen cycle (Supplement): fixation, nitrification, denitrification by microorganisms.
Population: one species, one area, one time. Learn the four phases of the S-shaped growth curve.
Français
L'énergie entre par le Soleil, circule dans un seul sens le long de la chaîne et est perdue sous forme de chaleur à chaque étape. Les nutriments sont recyclés.
La chaîne alimentaire commence par un producteur ; les flèches indiquent le flux d'énergie. Apprenez producteur, consommateur, herbivore, carnivore, décomposeur.
Seulement ~10 % de l'énergie passe au niveau trophique suivant, donc les chaînes sont courtes et manger des plantes est plus efficace.
Cycle du carbone : photosynthèse ↔ respiration et combustion ; cycle de l'azote (Supplément) : fixation, nitrification, dénitrification par les microorganismes.
Population : une espèce, une zone, un moment donné. Apprenez les quatre phases de la courbe de croissance en S.
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