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【学案设计】2014高中生物人教版必修3【配套课件】:5.5 生态系统的稳定性 课件(人教版必修3)


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课堂导入

2013年7月19日,安徽巢湖东半湖蓝藻爆发,双桥河入湖口、巢湖 湿地及孙村、温村一带湖岸沿线蓝藻聚集,水体发出阵阵腥臭, 部分水域蓝藻粘稠,几成冻湖。 如何让巢湖修复它的结构和功能呢?今天

我们共同学习生态系统 的稳定性,探讨解决巢湖污染的方法。
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第5课时 生态系统的稳定性
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生态系统 的稳定性

探究点一 生态系统的 自我调节能力
探究点二 抵抗力稳定 性和恢复力稳定性 探究点三 设计并制作 生态缸,观察其稳定性

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1.通过对教材P109~110的实例分析,理解生态系统的自 我调节能力。 2.阅读教材P110~111,区分抵抗力稳定性和恢复力稳定 性,并简述提高生态系统稳定性的措施。 3.设计并制作生态缸,观察其稳定性。
1.生态系统的自我调节能力。 2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 3.设计并制作生态缸,观察其稳定性。
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知识储备 1.生态系统的结构包括组成成分、食物链和食物网,组成成分有 非生物的物质和能量 、 生产者 、 消费者 、 分解者 ,食物网 的复杂程度取决于 有食物联系的生物的种类。 2.生态系统的功能包括 能量流动 、 物质循环 、 信息传递 , 其中单向流动的是 能量流动 ,循环流动的是 物质循环 ,双向 传递的是 信息传递 。 3.森林中,狼依据兔的气味去猎捕后者,兔依据狼的气味躲避猎 捕,这说明信息传递_____________________________________ _ 能够调节生物的种间关系,以维持生态系统 _______ 的稳定 。 4.在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为 信息 调节 该系统的工作,这种调节方式叫做 反馈调节 。该调节是生命系统 中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有重要意义。
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探究点一

生态系统的自我调节能力

1.材料1 亚马逊森林已经存在至少上千万年了,中间尽管经常遭 受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰,但 现在依然保持着森林景观。

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探究点一
材料2 森林火灾(左)和火烧后的恢复(右)

从材料1、2看出,生态系统所具有的 保持 或 恢复 自身结构和 功能 相对稳定 的能力,叫做生态系统的稳定性。
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探究点一
2.请完善下面一个亚马逊森林中食虫鸟种群和害虫种群之间调节 关系的概念模型,并思考:
增加 下降

减少

(1)从食虫鸟种群和害虫种群数量相对稳定的过程分析,生态系统具 有稳定性的原因:生态系统具有一定的 自我调节 能力。 (2)该生态系统具有 抑制或减弱 最初发生变化的那种成分所发生的 变化的能力,这种能力称为 负反馈 调节,它在生态系统中普遍存 在,是生态系统自我调节 能力的基础。 (3)该种调节方式只在生态系统中存在吗? 不是,在生命系统的各个层次上均有体现。 学习探究 学习导航 知识储备 自我检测 主目录

探究点一
3.已经污染的湖泊中污染状况加剧,如下图:

加强 更多 (1)从材料看出,该生态系统具有 加速 最初发生变化的那种成分 所发生的变化的能力,这种能力称为 正反馈 调节,该实例说明生 态系统的自我调节能力是 有一定限度的 。 (2)正反馈调节一定向坏的方面发展吗? 不一定,它还会使好的方面更好。
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探究点一

1.生态系统稳态的理解 (1)生态系统的稳态是系统发展的结果,生态系统的稳定性不 是绝对稳定,而是指生态系统的结构与功能保持动态平衡状态。 ①结构相对稳定:动植物的种类和数量相对稳定。 ②功能相对稳定:物质与能量输入和输出相对平衡。 ③可打破重建:在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要, 打破原有平衡,建立更加高效的平衡。 (2)生态系统的自我调节能力不是无限的,当外界干扰因素的 强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失。

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探究点一

2.生态系统的自我调节能力主要表现在3个方面 第一,是同种生物的种群密度的调控,这是在有限空间内比较 普遍存在的种群变化规律。 第二,是异种生物种群之间的数量调控,多出现于植物与动物 或动物与动物之间,常有食物链关系。 第三,是生物与环境之间的相互调控。 生态系统总是随着时间的变化而变化的,并与周围的环境有着 很密切的关系。生态系统的自我调节能力是以内部生物群落为 核心的,有着一定的承载力,因此生态系统的自我调节能力是 有一定限度的。
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探究点一

3.生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较 比较 负反馈调节 正反馈调节

是生态系统自我调节能力 的基础,能使生态系统最 作用 初发生的那种变化向相反 的方向发展,使生态系统 达到并保持相对稳定

加速生态系统最初所发生 的变化,使生态系统向着 更好或更坏的方向发展, 即人们常说的良性循环或 恶性循环

抑制或减弱最初发生变化 加速最初发生变化的那种 结果 的那种成分所发生的变化 成分所发生的变化

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探究点一

1.判断下列关于负反馈调节的叙述的正误: (1)负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与无机环境之 间不存在( × ) (2)当农田里蚜虫的数量增多时,七星瓢虫的数量也会增多,这样蚜 虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节 ( )√ (3)负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力 的基础( √ ) (4)森林中,害虫数量增加时食虫鸟也会增多,害虫种群的增长就受 到抑制,这不属于负反馈调节 ( × ) (5)动物的激素调节中也存在负反馈调节 ( √ ) (6)当外界干扰强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力将会 丧失 ( √ )
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探究点二

抵抗力稳定性和恢复力稳定性

1.生态系统的稳定性可分为两种类型。它们之间既有区别又有联 系。分析下面的材料,并完成问题。 材料 话说乾隆下江南时,到了苏州一水乡,看到小桥流水人 家,别具风情。水乡人家上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,即便如此, 水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎 丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天, 于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法 令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊, 从此以后虎丘重现绿水青山。

(1)水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河水能通过 物理沉降 、 化学分解 和 微生物 的分解,很快消除污染,使河流中的生物种类 自我 和数量没有受到明显的影响,说明河流生态系统具有一定的_____ 调节 _____能力。
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探究点二

材料 话说乾隆下江南时,到了苏州一水乡,看到小桥流水人 家,别具风情。水乡人家上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,即便如此, 水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎 丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天, 于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法 令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊, 从此以后虎丘重现绿水青山。
(2)像苏州水乡的河水那样,生态系统 抵抗 外界干扰并使自身的 结构和功能保持原状 的能力,叫做 抵抗力 稳定性。 (3)众多染坊废水流入虎丘外围的河流,远远超出了它的 自我调节 ________ 能力,河流生态系统被破坏。 (4)染坊停止排污后,被破坏的河流生态系统 恢复到 原状,这种能 力叫做 恢复力 稳定性。
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探究点二
2.材料 在北极苔原生态系统中,动植物种类稀少,营养结构简 单,其中生产者主要是地衣,其他生物大都直接或间接地依靠地衣 来维持生活。假如地衣受到大面积破坏,整个生态系统就会崩溃。 相反,在热带雨林中,动植物种类繁多,营养结构非常复杂,假如 其中的某种植食性动物大量减少,它在食物网中的位置还可以由这 个营养级的多种生物来代替,整个生态系统的结构和功能仍然能够 维持在相对稳定的状态。 由材料看出:生态系统中的组分 越多,营养结构越 复杂 ,自我调 节能力____ 越强,抵抗力稳定性就____ 越高。热带雨林生态系统遭到破坏 较低。相反,生态系 后恢复原状所需的时间长,所以恢复力稳定性____ 越差 ,抵抗力 越少,营养结构越____ 简单 ,自我调节能力____ 统中的组分____ 越低 。 稳定性就____

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探究点二
3.分析实例说明提高生态系统稳定性的措施

(1)对森林生态系统的利用,要有计划地采伐,防止过度采伐,并 控制对生态系 且要伐种兼顾。由此说明提高生态系统的稳定性要___________ 统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统 ____________________________________________________ 的自我调节能力 。 ______________
(2)农田生态系统需要不断地施肥、灌溉,控制病虫害,并且推广 秸秆还田,以减少农田的输出。由此说明提高生态系统的稳定性, 要对人类利用强度较大的生态系统 实施相应的物质、能量投入, 以保证生态系统内部结构与功能的协调。

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探究点二

辨析生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)图中两条虚线之间的部分表示 生态系统功能正常的作用范围。 (2)y表示一个外来干扰使之偏离这 一范围的大小,偏离的大小可以作 为抵抗力稳定性的定量指标,偏离 大说明抵抗力稳定性弱;反之,抵 抗力稳定性强。 (3)x可以表示恢复到原状态所需的时间,x越大,表示恢复力稳 定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性 的定量指标,这一面积越大,则说明这个生态系统的总稳定性越 弱。
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探究点二
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
抵抗力稳定性 实质 保持自身结构功能相对稳定 恢复力稳定性 恢复自身结构功能相对稳定

抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状 区别 一般地说,生态系统中物种 一般地说,生态系统中物种丰富 影响 丰富度越大,营养结构越复 度越小,营养结构越简单,恢复 因素 杂,抵抗力稳定性越高 力稳定性越高 ①一般呈相反关系,抵抗力稳定性强的 生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然; ②二者是同时存在于同一生态系统中的 两种截然不同的作用力,它们相互作用 联系 共同维持生态系统的稳定。 ③二者之间及与营养结构的关系,如图 所示:

核心

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探究点二

2.判断下列关于生态系统稳定性叙述的 正误: (1)森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复 力稳定性都比草原生态系统高( × ) (2)在一块牧草地上播种杂草形成杂草地 后,其抵抗力稳定性提高( √ ) (3)在一块牧草地上通过管理提高某种牧 草的产量后,其抵抗力稳定性一定提高 (× ) (4)在一块牧草地上栽种乔木形成树林后, 其恢复力稳定性下降( )√ (5)一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后, 其抵抗力稳定性提高 ( )√
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一般地说,生态系统的 成分越单纯,营养结构 越简单,自我调节能力 就越小,抵抗力稳定性 就越低。抵抗力稳定性 和恢复力稳定性一般呈 相反的关系。牧草地上 通过管理提高某种牧草 的产量,可能会使杂草 等其他植物的种类和数 量减少,导致抵抗力稳 定性降低。

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探究点三

设计并制作生态缸,观察其稳定性

设计并制作生态缸,观察其稳定性。请阅读教材P112后完成下列问 题。 1.实验原理 (1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都 有密切的关系。 (2)将少量植物,以这些植物 为食的动物 和其他 非生物物质 放入 一个密封的玻璃缸中,便形成一个人工模拟的微型生态系统—— 生态缸。 (3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短,了解生态系 统的稳定性及影响稳定性的因素。

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探究点三
2.实验流程
5 ~10 低

散射 种类 数量

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探究点三
3.生态缸的设计要求及分析
设计要求 生态缸必须是 封闭 的 相关分析 防止外界生物或非生物因素的 干扰

生态缸中投放的几种生物必须 生态缸中能够进行物质循环和能 具有很强的 生活力,成分齐全 ____ 量流动,在一定时期内保持稳定 (具有生产者、消费者和分解者)

透明 生态缸的材料必须_____

为光合作用提供光能;保持生态 缸内温度;便于观察

生态缸宜小不宜大,缸中的水 便于操作;缸内储备一定量的 量应适宜,要留出一定的空间 空气
生态缸的采光用较强的 散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
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探究点三

1.生态缸稳定性观察的注意事项 (1)首先设计一张观察记录表,内容包括植物、动物的生活情况、水 质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。 (2)定期观察,同时做好观察记录。 (3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡,说明此时该生态系统的 稳定性已被破坏,记录下发现的时间。 2.结果分析 (1)生态缸中虽然成分齐全,生产者、消费者和分解者之间可以进行 能量流动和物质循环,但由于生态缸中的生态系统极为简单,自我 调节能力极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被 破坏。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 (2)如果生态缸是一个开放的生态系统,则生态系统的成分复杂,自 我调节、自我修复和自我延续的能力强,在没有巨大外界环境干扰 的情况下会长期保持相对稳定。
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探究点三
3.某生物学习小组的同学用河水、洗净的砂、 黑藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作 的生态瓶如图所示,据图回答下列问题: (1) 生态瓶应放 在 散射光 (散射 光、直射光)下, 黑暗中的生态瓶 不能 )保持 (能、不能 生态系统的稳定 性。 乙 中的生物存活的时间最长,图___ 丙中 (1)图___ 暗处植物不能进行光 的稳定性最差,原因是_________________ _ 合作用 。 _______ (2)在制作生态瓶时常放入少量尿素,其作用 为植物提供N源(或营养物质、肥料) 。 是________________________________
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探究点三
3.据图回答下列问题: (2) 影响生态系 统稳定性的因素 有非生物因素、 物种组成 和 营养结构 等。 (3)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结 ______ 构 和 非生物因素有密切的关系。 (4)制作生态瓶时应注意的事项有: ______________________________________ 要密封、透明;生物生活力要强;瓶中水量 ______________________________________ 不能超过4/5;生物间物质循环和能量流动 ________。 要合理
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食物链、食物网

抵抗力 恢复力

物质

自 我 调 节

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1.若森林地区持续干旱,树木往往会扩展根系的分布空间, 以保证获得足够水分,维持生态系统的正常功能。这反映了 森林生态系统 ( ) A.恢复力稳定性 B.抵抗力稳定性较强 C.恢复力稳定性 D.抵抗力稳定性较弱 答案 B

森林生态系统中树木在干旱环境下通过扩展根系的分布空 间,以保证获得足够水分,这反映了森林生态系统具有较 强的抵抗力稳定性。
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)

2.如图为某一生态系统稳定性图解,对此不正确的解释是 (

A.a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性 B.a为恢复力稳定性,b为抵抗力稳定性 C.恢复力稳定性与营养结构呈相反关系 D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系

答案 B

营养结构复杂表明物种丰富,动植物种类多,受到外界干 扰时自我调节能力大,抵御外界的能力强.
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3.以下关于构建人工微生态系统的说法,错误的是 ( A.需要考虑不同营养级生物之间的合适比例

B.提供的生物应具有较强的生活能力
C.把人工微生态系统放在阳光直射环境中即可 D.达到稳定状态的微生态系统内生物数量也是有变化的 答案 C

人工微生态系统的自我调节能力较小,因此要放置在环境 适宜的地方,避免阳光直接照射。
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4.一森林生态系统中有甲、乙两种昆虫,原来这两种昆虫的密度长期在 一定范围内波动,保持动态平衡。后来在时间T点,对森林施放了一种邻 近林区曾多次使用的化学杀虫剂,这一生态系统就发生了变化。如下图 所示:

先增先减为被捕食者

后增后减为捕食者

植 食性昆虫,乙昆虫是___ 肉 食性昆虫,甲、乙两 (1)甲昆虫是___ 捕食 关系。施放化学杀虫剂后,甲昆虫 种昆虫之间的关系为_____ 具有抗药性 ,乙昆虫密度下降的原因是 密度上升的原因是___________ 没有抗药性 。 ___________
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4.如下图所示:

相对稳定的状态,这体现了生态系 (2)施药前,该生态系统保持________ 抵抗力稳定性;施药后生态系统受到破坏,说明生态系 统具有______ 统的自我调节 ________能力具有一定的限度。 (3)预测施药后相当长的一段时间,该生态系统中的两种昆虫密 度和森林光合作用产物量会发生怎样的变化? 该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会逐渐恢复。 这说明生态系统具有何种稳定性?______________ 恢复力稳定性 。
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再见
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16:33:26


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