人教版 (2019)选择性必修2第5节 生态系统的稳定性学案设计

  高二生物导学案

第5节　生态系统的稳定性

班级                       姓名                   

【学习目标】

1.阐明生态平衡与生态系统的稳定性。2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

3.简述提高生态系统稳定性的措施。  4.设计制作生态缸，观察其稳定性。

【预习案】

一、生态平衡与生态系统的稳定性

1．生态平衡

(1)概念：生态系统的           处于相对      的一种状态。

(2)特征——      平衡。    ①结构平衡：生态系统的      保持相对稳定。

②功能平衡：              的生态过程正常进行。    ③      平衡。

(3)调节机制——       机制。

①在一个系统中，系统工作的      ，反过来又作为     调节该系统的工作，并且使系统工作的效果     或受到限制，它可使系统保持稳定。

②负反馈调节在生态系统中      存在，它是生态系统具备          的基础。

2．生态系统的稳定性

(1)概念：生态系统         自身结构与功能处于     平衡状态的能力。生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持        的能力。

(2)原因：生态系统具有            。    (3)特点：生态系统的自我调节能力是     的。

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性

1．抵抗力稳定性

(1)含义：生态系统           并使自身的结构与功能         的能力。

(2)规律：一般来说，生态系统中的组分越多，        越复杂，其        能力就越强，抵抗力稳定性就越高，如热带雨林生态系统。

2．恢复力稳定性

(1)含义：生态系统在                  后           的能力。

(2)特点：生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复     与恢复     是不一样的。

3．提高生态系统的稳定性

(1)原因  ①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类          。

②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的       保持稳定。

(2)措施 ①控制对生态系统的        ，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，         地利用生态系统。

②对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的      、      的投入，保证生态系统内部   

       与      的协调。

三、设计制作生态缸，观察其稳定性

1．实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。

2．实验原理

(1)在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的         进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。

(2)在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的          。

3．设计要求及目的

4．结果分析

(1)生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较      ，自我调节能力       。      (2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间           。

【探究案】

探讨点1　生态平衡的特征

科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。

1．观察曲线图，在成熟阶段，群落总初级生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？

2．从生态系统的结构和功能等方面，概括生态系统处于相对稳定状态时表现出的特征？

探讨点2　负反馈调节和正反馈调节

资料1　在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，于是兔之间对食物等资源的竞争就会加剧，导致兔的生存空间和资源减少；同时，捕食者狼因食物(兔)丰富而数量增多，它们会捕食更多的兔。这样经过一段时间后兔的数量又会恢复或接近原来的水平。

资料2　下图为某湖泊生态系统发生的某种调节活动：

1．资料1中的这种调节方式属于什么调节？尝试用文字、线框、箭头等描绘上述调节过程。

2．资料1和资料2所反映的调节方式，哪一种有利于维持生态平衡？

探讨点3　生态系统的稳定性之间的关系

下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：

1．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有            。

2．热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要       (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。

3．x的大小可作为           强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越    。

4．TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的总稳定性越     。

【检测案】

1、判断正误

(　　)(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡

(　　)(2)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在

(　　)(3)落叶阔叶林遭到破坏不易在短时间内恢复到原来状态，原因是其抵抗力稳定性较低

(　　)(4)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性

(　　)(5)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高

(　　)(6)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力

(　　)(7)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用

(　　)(8)在设计生态缸时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例

(　　)(9)生态缸切记不能密封，以保证内外空气的流通

核心归纳　

一、生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较

高二生物导学案

第5节　生态系统的稳定性

班级                       姓名                   

【学习目标】

1.阐明生态平衡与生态系统的稳定性。2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

3.简述提高生态系统稳定性的措施。  4.设计制作生态缸，观察其稳定性。

[素养要求]　

1.生命观念：建立生命系统的稳态观。

2.科学思维：建立负反馈调节与生态系统自我调节能力的联系。

3.科学探究：通过设计制作生态缸，培养科学探究能力。

【预习案】

一、生态平衡与生态系统的稳定性

1．生态平衡

(1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。

(2)特征——动态平衡。

①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。

②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行。

③收支平衡。

(3)调节机制——负反馈机制。

①在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。

②负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。

2．生态系统的稳定性

(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。

(2)原因：生态系统具有自我调节能力。

(3)特点：生态系统的自我调节能力是有限的。

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性

1．抵抗力稳定性

(1)含义：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。

(2)规律：一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，如热带雨林生态系统。

2．恢复力稳定性

(1)含义：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。

(2)特点：生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。

3．提高生态系统的稳定性

(1)原因

①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。

②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。

(2)措施

①控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。

②对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

三、设计制作生态缸，观察其稳定性

1．实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。

2．实验原理

(1)在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。

(2)在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。

设计要求及目的

5．结果分析

(1)生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差。

(2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间有长有短。

【探究案】

探讨点1　生态平衡的特征

科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。

1．观察曲线图，在成熟阶段，群落总初级生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？

提示　总初级生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。

2．从生态系统的结构和功能等方面，概括生态系统处于相对稳定状态时表现出的特征？

提示　(1)具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征。(2)平衡依赖生产—消费—分解过程来维持，是一种动态平衡。

探讨点2　负反馈调节和正反馈调节

资料1　在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，于是兔之间对食物等资源的竞争就会加剧，导致兔的生存空间和资源减少；同时，捕食者狼因食物(兔)丰富而数量增多，它们会捕食更多的兔。这样经过一段时间后兔的数量又会恢复或接近原来的水平。

资料2　下图为某湖泊生态系统发生的某种调节活动：

1．资料1中的这种调节方式属于什么调节？尝试用文字、线框、箭头等描绘上述调节过程。

提示　这种调节方式属于负反馈调节。调节过程如图所示：

2．资料1和资料2所反映的调节方式，哪一种有利于维持生态平衡？

提示　资料1所反映的调节方式即负反馈调节，有利于维持生态平衡。

探讨点　生态系统的稳定性之间的关系

下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：

1．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。

2．热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要大于(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。

3．x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越低。

4．TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的总稳定性越低。

【检测案】

1、判断正误

(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡(　　)

(2)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在(　　)

(3)落叶阔叶林遭到破坏不易在短时间内恢复到原来状态，原因是其抵抗力稳定性较低(　　)

(4)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性(　　)

(5)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高(　　)

(6)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力(　　)

(7)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用(　　)

(8)在设计生态缸时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例(　　)

(9)生态缸切记不能密封，以保证内外空气的流通(　　)

答案　(1)×　(2)×  (3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×  (8)√　(9)×

核心归纳　

一、生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较