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2019-2020年高中生物 5.5《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》同步教案 新人教版必修3 課 題 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第五節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 教 學(xué) 目 標(biāo) 1、闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 2、舉例說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。 3、闡述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 4、設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性 5、認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 教 學(xué) 方 法 講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合 教 材 分 析 重點(diǎn) 闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 難點(diǎn) 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念。 教具 實(shí)物投影、多媒體課件 教 學(xué) 過(guò) 程 引入：以“問(wèn)題探討”引入，學(xué)生思考回答老師提示。 〖提示〗生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。 一、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)：負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。 〖講述〗生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力主要表現(xiàn)在3個(gè)方面： 第一， 是同種生物的種群密度的調(diào)控，這是在有限空間內(nèi)比較普遍存在的種群變化規(guī)律； 第二，是異種生物種群之間的數(shù)量調(diào)控，多出現(xiàn)于植物與動(dòng)物或動(dòng)物與動(dòng)物之間，常有食物鏈關(guān)系； 第三，是生物與環(huán)境之間的相互調(diào)控。 生態(tài)系統(tǒng)總是隨著時(shí)間的變化而變化的，并與周圍的環(huán)境有著很密切的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是以內(nèi)部生物群落為核心的，有著一定的承載力，因此生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定范圍的。 〖旁欄思考題〗學(xué)生思考回答老師提示。 〖提示〗如果草原上的食草動(dòng)物因?yàn)檫w入而增加，植物就會(huì)因?yàn)槭艿竭^(guò)度啃食而減少；而植物數(shù)量減少以后，反過(guò)來(lái)就會(huì)抑制動(dòng)物的數(shù)量，從而保證了草原生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的平衡。 〖講述〗在生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于正反饋的例子不多，例如，有一個(gè)湖泊受到了污染，魚(yú)類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚(yú)類死亡的尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚(yú)類的死亡。 教 學(xué) 過(guò) 程 不同生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是不同的。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物種組成越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，功能越健全，生產(chǎn)能力越高，它的自我調(diào)節(jié)能力也就越高。因?yàn)槲锓N的減少往往使生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率下降，抵抗自然災(zāi)害、外來(lái)物種入侵和其他干擾的能力下降。而在物種多樣性高的生態(tài)系統(tǒng)中，擁有著生態(tài)功能相似而對(duì)環(huán)境反應(yīng)不同的物種，并以此來(lái)保障整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可以因環(huán)境變化而調(diào)整自身以維持各項(xiàng)功能的發(fā)揮。因此，物種豐富的熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)要比物種單一的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。 二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性 〖學(xué)生活動(dòng)〗閱讀P110第三段～P111第三段。 〖講述〗“抵抗力穩(wěn)定性”的核心是“抵抗干擾，保持原狀”?！案蓴_”是指破壞穩(wěn)定狀態(tài)的外界因素；“保持”是指與干擾同時(shí)表現(xiàn)的系統(tǒng)內(nèi)在的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力?！盎謴?fù)力穩(wěn)定性”的核心是“遭到破壞，恢復(fù)原狀”?！捌茐摹笔侵甘芡饨缫蛩赜绊懯股鷳B(tài)系統(tǒng)較遠(yuǎn)地偏離了原來(lái)的穩(wěn)定范圍；“恢復(fù)”是指外界因素消除后，生態(tài)系統(tǒng)重新建立穩(wěn)定狀態(tài)。 以往認(rèn)為，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性是相關(guān)的，抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，其恢復(fù)力穩(wěn)定性低。也就是說(shuō)，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性一般呈相反的關(guān)系。但是，這一看法并不完全合理。例如，熱帶雨林大都具有很強(qiáng)的抵抗力穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼈兊奈锓N組成十分豐富，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；然而，在熱帶雨林受到一定強(qiáng)度的破壞后，也能較快地恢復(fù)。相反，對(duì)于極地苔原（凍原），由于其物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它的抵抗力穩(wěn)定性很低，在遭到過(guò)度放牧、火災(zāi)等干擾后，恢復(fù)的時(shí)間也十分漫長(zhǎng)。因此，直接將抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性比較，可能這種分析本身就不合適。如果要對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明，則必須強(qiáng)調(diào)它們所處的環(huán)境條件。環(huán)境條件好，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性較高，反之亦然。 三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 〖講述〗我們要明確以下觀點(diǎn)： （1）自然生態(tài)系統(tǒng)是人類生存的基本環(huán)境； （2）人類活動(dòng)的干擾正在全球范圍內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)偏離穩(wěn)定狀態(tài)； （3）人類生存與發(fā)展的命運(yùn)就掌握在自己手中，但又受到自然規(guī)律的制約。 典型例題 〖例1〗生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力越大的原因不包括 A. 處在同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類繁多 B. 能量可以通過(guò)其他食物鏈傳遞到頂級(jí) B. 某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一些生物消失，可由其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物替代 D. 能量流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，是逐級(jí)遞減的 解析：一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力越大，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類就越多，如果某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一些生物消失，就會(huì)由該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的其他生物來(lái)代替，用其他食物鏈來(lái)代替這一食物鏈，維持了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。D屬于能量流動(dòng)的特點(diǎn)，不是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的原因。 答案：D 〖例2〗某研究所對(duì)一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了幾年的跟蹤調(diào)查，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)調(diào)查材料回答問(wèn)題。 （1） 下圖表示某種魚(yú)遷入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化曲線。請(qǐng)分析回答： 種 群 增 長(zhǎng) 率 t1 t2 t3 t8 時(shí)間 ①下圖中能反映魚(yú)種群數(shù)量的變化曲線是 種群數(shù)量 種群數(shù)量 種群數(shù)量 種群數(shù)量 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 A B C D ②該魚(yú)在t3時(shí)期后，種群數(shù)量變化是 ，主要原因是 和 。 ③在t1時(shí)該種群的年齡組成可能為 型。 ④該魚(yú)種群數(shù)量的變化規(guī)律體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的 調(diào)節(jié) ⑵這個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)的生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間通過(guò) 和 ，能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持相對(duì)穩(wěn)定，如果此時(shí)遇到輕度污染則對(duì)此生態(tài)系統(tǒng)不產(chǎn)生明顯的影響，這是因?yàn)樵撋鷳B(tài)系統(tǒng)具有 ；如果遇到嚴(yán)重污染，將導(dǎo)致大多數(shù)植物死亡，使河流內(nèi)的氧濃度降低，其原因是 ；最終水質(zhì)惡化，水生動(dòng)物也大量死亡，在這種條件下，異化作用類型為 的微生物大量繁殖，將動(dòng)植物尸體中的 等有機(jī)物分解產(chǎn)生硫化氫、氨等氣體。 解析：⑴種群增長(zhǎng)率與時(shí)間的關(guān)系曲線表明：在一定時(shí)間范圍內(nèi)，種群增長(zhǎng)率隨時(shí)間的推移逐漸增加，超過(guò)這個(gè)時(shí)間范圍，種群增長(zhǎng)率隨時(shí)間的推移會(huì)下降，直到種群增長(zhǎng)率為零。即單位時(shí)間種群個(gè)體數(shù)量不再增長(zhǎng)，其原因是種群密度增大，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇，同時(shí)捕食者的數(shù)量增多，限制了種群個(gè)體數(shù)量的增加，也就是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。 ⑵生態(tài)系統(tǒng)之所以能保持相對(duì)穩(wěn)定是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這樣的生態(tài)系統(tǒng)本身具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，能夠抵抗一定限度的外來(lái)干擾。但是外來(lái)干擾超過(guò)一定的限度，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會(huì)遭到破壞 答案：⑴ ① B. ②不再增長(zhǎng) 種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇 捕食者數(shù)量增多 ③增長(zhǎng) ④負(fù)反饋 ⑵物質(zhì)循環(huán) 能量流動(dòng) 一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力 植物大量死亡，光合作用產(chǎn)生的氧氣減少，需氧型微生物通過(guò)呼吸作用消耗大量的氧氣 厭氧型 蛋白質(zhì) 【目標(biāo)檢測(cè)】 ●基礎(chǔ)題 1．自然林區(qū)內(nèi)的馬尾松林一般不容易發(fā)生蟲(chóng)害，但在一些人工馬尾松林中卻常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的松毛蟲(chóng)危害，其主要原因是（　?。? A． 松毛蟲(chóng)繁殖力強(qiáng) B． 馬尾松抗蟲(chóng)害能力差 C．人工林營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 D．當(dāng)時(shí)氣候適宜松毛蟲(chóng)生長(zhǎng) 2．下列各種生態(tài)系統(tǒng)種維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性自動(dòng)調(diào)節(jié)能力最大的是（　　?。? A． 池塘生態(tài)系統(tǒng) B．北極凍原生態(tài)系統(tǒng) C．熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng) D ．溫帶草原生態(tài)系統(tǒng) 3．某牧草留種區(qū)，為了預(yù)防鳥(niǎo)啄食草籽，用網(wǎng)把留種區(qū)罩起來(lái)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，留種區(qū)草的種子幾乎被蟲(chóng)吃光了。發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因是（　?。? A． 蟲(chóng)害過(guò)度繁殖 B．干旱缺水引起蟲(chóng)害 C．食物鏈被破壞 D．害蟲(chóng)產(chǎn)生變異新類型 4．假定在一個(gè)由草原、鹿和狼組成相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，把狼殺絕，鹿群的數(shù)量會(huì)（　　） A．迅速上升 B．緩慢上升 C．保持相對(duì)穩(wěn)定 D．先上升后下降又趨于穩(wěn)定 5．在某一湖泊中，由于水體富營(yíng)養(yǎng)化，使得水體中藻類生物生長(zhǎng)過(guò)剩，下列哪一種方法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)大量減少這些藻類（　?。? A．大量引進(jìn)肉食性魚(yú)類 B． 盡量捕撈植食性魚(yú)類 C． 大量引入捕食浮游生物的魚(yú) D．完全除去捕食浮游動(dòng)物的魚(yú) 6．在我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略中，“保護(hù)天然林”和“退耕還林（草）”是兩項(xiàng)重要內(nèi)容，采取這兩項(xiàng)措施的首要目標(biāo)是（　?。? A．開(kāi)發(fā)旅游業(yè) B．發(fā)展畜牧業(yè) C．增加木材生產(chǎn) D．改善生態(tài)環(huán)境 7．什么措施能提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（　?。? A．減少捕食者和寄生生物的數(shù)量 B． 使生產(chǎn)者和消費(fèi)者的數(shù)量保持穩(wěn)定 C．增加物種的數(shù)量 D．限制一個(gè)演替系列的演替過(guò)程 8．下列生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的說(shuō)法正確的是（　?。? A. 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力 B. 森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高 C. 草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性比森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性高 D在草原上適當(dāng)栽種防護(hù)林，可以有效的提高草原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性 9．池塘養(yǎng)魚(yú)，若要穩(wěn)定和長(zhǎng)期保持較高的魚(yú)產(chǎn)量，應(yīng)采取的最佳措施是（　　） A．及時(shí)、適量的捕撈成魚(yú) B． 大量的投入魚(yú)的餌料 C． 大量的增加育苗的投入量 D．大量的增加池塘水量． 10．對(duì)于一個(gè)處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，下列說(shuō)法不正確的是（　　） A．由幼年向成熟過(guò)渡階段出現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài) B．有一定生物組成、數(shù)量比例及典型的食物鏈 C．物質(zhì)和能量的輸入和輸出大體相等 D．能量的收支隨氣候周期性變化而波動(dòng) ●拓展題 11．某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中主要種植水稻等農(nóng)作物，人們?yōu)榫S持農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)行除草、治蟲(chóng)、施肥、灌溉等生產(chǎn)活動(dòng)，以達(dá)到增產(chǎn)豐收的目的。請(qǐng)從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度分析回答下列問(wèn)題： ⑴該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的 簡(jiǎn)單，因此它的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力 。 ⑵及時(shí)進(jìn)行除草、治蟲(chóng)，就是設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟? 的部分。 ⑶若不進(jìn)行除草、治蟲(chóng)、施肥、灌溉等生產(chǎn)活動(dòng)，該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)很快退化。這說(shuō)明農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在一定程度上是受 控制的生態(tài)系統(tǒng)。 ⑷若大肆捕捉青蛙，水稻害蟲(chóng)會(huì)大量繁殖，引起農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性破壞。造成這種現(xiàn)象的根本原因是破壞了生態(tài)系統(tǒng)中的 。 12．請(qǐng)利用下面提供的材料和用品建立一個(gè)人工微型生態(tài)系統(tǒng)，并使其維持一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。材料用品：小魚(yú)、水藻、水草、池泥、池水、廣口瓶、橡皮塞、培養(yǎng)皿、吸管、小魚(yú)網(wǎng)和凡士林。請(qǐng)完成下列各步并回答： ⑴方法步驟： 第一步：在廣口瓶底部鋪上一層約10mm厚的池泥。 第二步：向廣口瓶中加池水至瓶口40mm處。 第三步： 。 第四步： 。 第五步： 。 ⑵此生態(tài)系統(tǒng)分解者存在于 中。 ⑶在小魚(yú)大小的選擇上應(yīng)選擇體型 的，原因是 。 ⑷該生態(tài)系統(tǒng)能建立起物質(zhì)和能量的暫時(shí)平衡，原因是 。 ⑸若要證明生產(chǎn)者在生態(tài)系統(tǒng)的作用，應(yīng)如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)？ 。 參考答案：1—10、CCCDADCDAA 11、⑴營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) 小 ⑵有益 ⑶人工 ⑷食物鏈 12、⑴向廣口瓶中加幾根健壯的水草，適量水蚤，一條活動(dòng)能力強(qiáng)的體型相對(duì)小的魚(yú)；將廣口瓶用橡皮塞塞緊后用凡士林嚴(yán)密封口；將廣口瓶放在溫度適宜、光照強(qiáng)度適宜的地方培養(yǎng) ⑵池泥和池水 ⑶??；可減少氧氣和養(yǎng)料的消耗，容易建立起生態(tài)平衡 ⑷有穩(wěn)定的能量來(lái)源，生產(chǎn)者為消費(fèi)者、分解者提供有機(jī)物、能量、氧氣，消費(fèi)者、分解者為生產(chǎn)者提供光合作用所需要的二氧化碳、礦物質(zhì)等。 ⑸設(shè)計(jì)一個(gè)廣口瓶?jī)?nèi)無(wú)水草，其他條件均與上述廣口瓶條件相同，觀察水蚤、小魚(yú)存活時(shí)間。 作 業(yè) 教 學(xué) 后 記