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高中生物北师大版 (2019)选择性必修2 生物与环境第五节 生态系统的相对稳定性说课ppt课件
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这是一份高中生物北师大版 (2019)选择性必修2 生物与环境第五节 生态系统的相对稳定性说课ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了内容索引，课标定位，素养阐释，自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，问题引领，图Z3-5-1，归纳提升，图Z3-5-2，典型例题等内容，欢迎下载使用。
1.阐述生态系统的稳定性。2.掌握生态系统稳定性的类型。3.阐明影响生态系统稳定性的因素。
1.在理解生态系统的结构和功能维持生态系统的稳定性的基础上,形成结构与功能观。2.阐明并分析抵抗力稳定性与恢复力稳定性的内涵及其关系,分析二者呈负相关的原因,培养科学思维。3.能设计并制作生态瓶,探究生态系统能保持相对稳定性的原因,提高科学探究能力。
一、抵抗力稳定性的大小取决于物种多样性的高低1.抵抗力稳定性的概念:生态系统抵抗干扰和维持自身的结构和功能不受破坏的能力,称为抵抗力稳定性。2.抵抗力稳定性的大小:生态系统的物种多样性程度高,抵抗力稳定性也强。3.应用(1)措施:人们常通过采用不同种类、不同生长年龄、不同大小的植物混种,形成具有复杂结构的生态系统。(2)意义:改善土壤肥力,促进农林业的可持续发展。
二、恢复力稳定性与抵抗力稳定性呈负相关1.恢复力稳定性的概念:生态系统受破坏后,自身恢复到平衡状态的能力,称为恢复力稳定性。2.与抵抗力稳定性的关系:恢复力稳定性与抵抗力稳定性呈负相关,在恢复力稳定性较强的生态系统中,抵抗力稳定性较低。3.稳定性:生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力,这种能力称为生态系统的相对稳定性。
三、生态系统的稳定性会受到各种因素的影响1.生态系统相对稳定包含的内容:生态系统在物质循环的水平、能量流动的过程和信息传递的途径方面保持相对稳定。2.影响生态系统稳定性的因素(1)自然因素:如火山爆发、泥石流等。(2)人为因素:如过度放牧、物种入侵等。3.在自然条件下,生态系统总是朝着生物种类多样化、营养结构复杂化和功能完善化的方向发展,直至生态系统达到成熟和稳定的阶段。4.人类活动对生态系统的影响:人类越来越频繁的经济和社会活动加速了物种灭绝和外来物种入侵两大过程,在一定程度上改变了物种多样性和生态系统多样性。
四、设计并制作生态瓶1.目的要求(1)分析维持生态瓶中生物生存所需的无机环境。(2)探究使小型生态系统较长时间保持平衡的条件。2.实验原理生态系统的各成分之间具有通过能量流动和物质循环维持生态系统稳定的功能。其成分构成越相对多样且比例合理,生态系统维持稳定的能力越强,所制作出来的生态瓶越能维持较长时间。
3.方法步骤用热水将容器及塞盖清洗干净↓在容器底部铺一层细沙,然后注入澄清池水↓选择一定种类和数量的生物,轻轻放入容器中↓用塞盖封闭容器,缝隙处涂上凡士林↓将封闭后的容器放在合适的位置,定时观察和记录↓分组制作多个组分不同的生态瓶,并比较各生态瓶的稳定性↓撰写分析报告,分析原因
【预习检测】 1.判断正误。(1)生态系统中的成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强。( )(2)在菌根形成率低的某高山草甸实验区进行菌根真菌接种,提高了该实验区生态系统的稳定性,其原因是物种多样性程度升高,生态系统营养结构复杂。( )(3)与自然池塘生态系统相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。( )
(4)某相对稳定的生态系统中营养结构的复杂程度较高。( )(5)人类的社会和经济活动可能会加速物种灭绝和外来物种入侵。( )(6)玉米、大豆、花生、芝麻间作套种的农田,其恢复力稳定性比非间作套种的农田恢复力稳定性高。( ) (7)物种多样化程度高的生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高。( )
2.人造马尾松林比天然混交林更易遭受松毛虫危害,其主要原因是( )。A.人造马尾松林营养结构简单B.人造马尾松林适应环境的能力弱C.松毛虫的繁殖能力强D.人造马尾松林的抵抗力稳定性高答案:A
3.生态系统越复杂,其抵抗力稳定性越强,原因不包括( )。A.处于同一营养级的生物种类繁多B.能量可通过多条食物链传递到最高营养级C.某个营养级的一些生物消失,可由同一营养级的其他生物代替D.能量流经各营养级时是逐级递减的答案:D
4.一片草地发生火灾后,第二年就又长出茂密的草本植物,动物的种类和数量也很快恢复。这说明生态系统具有( )。A.抵抗力稳定性B.恢复力稳定性C.结构不可破坏性D.功能绝对稳定性答案:B
5.地球上不同类型的生态系统具有不同的相对稳定性。与农田、草原、苔原等生态系统相比较,热带雨林生态系统的特点是( )。 A.种群数量调节能力强,抵抗外界干扰能力弱B.分解力弱,生产力强C.抵抗外界干扰的能力强,自我恢复的能力弱D.能量流动速度快,物质循环速度慢答案:C
图Z3-5-1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,y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所夹的面积(TS)可以作为总稳定性的定量指标。请分析并回答下列问题。
(1)在正常作用范围内,生态系统中生物的种类和数量是否保持不变?提示:否。生态系统中生物的种类和数量始终处于动态变化之中,在一定范围内保持相对稳定。(2)开始一段时间内,干扰较小时,曲线虽有波动,但是都在正常范围内波动,这主要体现了生态系统的哪种稳定性?提示:抵抗力稳定性。
(3)当外来干扰较大时,曲线偏离了正常的作用范围,一段时间后又恢复到正常范围内,这主要体现了生态系统的哪种稳定性?提示:恢复力稳定性。(4)同一个生态系统中,一般情况下y与x是什么关系? 对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若ya>yb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系是怎样的?提示:同一生态系统中y与x通常呈负相关。a的抵抗力稳定性小于b。
1.生态系统相对稳定性的内容(1)结构的相对稳定:结构相对稳定体现在各成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定上。(2)功能的相对稳定:生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。可用图Z3-5-2来表示。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
图Z3-5-3为某一生态系统稳定性的图解。下列有关叙述错误的是( )。
A.曲线a表示抵抗力稳定性,曲线b表示恢复力稳定性B.一般来说,生态系统的成分越多,曲线b表示的生态系统的稳定性越高C.一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关D.一般情况下,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关
解析:一般情况下,生物种类越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性(曲线a)就越高,恢复力稳定性(曲线b)就越低。因此,一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关。
【变式训练】 下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )。 A.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B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性降低D.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答案:B解析:在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量,需对该草地采取除虫、除杂草等措施,使该草地的成分变得简单,故其抵抗力稳定性降低。
某生物学习小组的同学用河水、池泥、水藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶,如图Z3-5-4所示。据图回答下列问题。
(1)图中生态瓶维持时间最短的是哪一个?判断的依据是什么?提示:丙;丙生态瓶稳定性最差的原因是黑暗中植物不能进行光合作用。(2)观察生态瓶时,应注意观察哪些方面?提示:定时观察水生植物的颜色变化以及水栖动物的活动和生存情况。(3)生态系统的稳定性与什么有关?提示:生态系统的稳定性与其物种组成、营养结构和非生物因素等有密切的关系。
1.生态瓶的设计要求
2.生态瓶稳定性的观察定时观察水生植物的颜色变化以及水栖动物的活动和生存情况。记录封闭生态系统保持稳定的天数。3.生态瓶内的生物只能保持一定时间活性的分析(1)生态瓶中虽然成分齐全,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,但由于生态瓶中的生态系统极为简单,物种多样性程度低,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,生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。(2)如果生态瓶是一个开放的生态系统,则生态系统的成分复杂,维持稳定的能力强,在没有巨大外界环境因素干扰的情况下会长期保持相对稳定。
某生物兴趣小组为探究影响生态系统稳定性的因素,设计了4个密闭、透明的生态瓶,每瓶内的成分和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶中的生态系统最稳定。分析并回答下列问题。
注“+”表示有;“-”表示无。
(1)乙瓶中,藻类数量的变化趋势为 ,原因是 。 (2)与甲瓶相比,丙瓶中含有较多的有机物,原因是 。 (3)与甲瓶相比,丁瓶中氧气含量 ,原因是 。 (4)根据观测结果,得出结论:① ;② 。 答案:(1)减少 缺乏光照,藻类无法进行光合作用(2)丙瓶中缺少泥沙,分解者数量太少(3)较少 消费者较多,消耗较多的氧气(4)分解者是生态系统的重要组成部分 光照是维持该生态系统稳定的必要条件
【变式训练】 下列关于生态瓶制作的叙述,正确的是( )。A.生态瓶的密封性越差,其内生物死亡就越快B.生态瓶中放入较多的小甲鱼有利于该生态系统的稳定C.生态瓶中的生物之间最好有捕食关系D.生态瓶制作完成后,放在光线良好且阳光直射的地方答案:C解析:生态瓶密封性越差,瓶内生物死亡就越慢。生态瓶中的生物种类和数量比例要适宜,小甲鱼是该小型生态系统的顶级消费者,数量宜少。生态瓶制作完成后,不能放在阳光直射的地方,否则会因为温度过高而导致瓶内生物死亡。
1.阐述生态系统的稳定性。2.掌握生态系统稳定性的类型。3.阐明影响生态系统稳定性的因素。
1.在理解生态系统的结构和功能维持生态系统的稳定性的基础上,形成结构与功能观。2.阐明并分析抵抗力稳定性与恢复力稳定性的内涵及其关系,分析二者呈负相关的原因,培养科学思维。3.能设计并制作生态瓶,探究生态系统能保持相对稳定性的原因,提高科学探究能力。
一、抵抗力稳定性的大小取决于物种多样性的高低1.抵抗力稳定性的概念:生态系统抵抗干扰和维持自身的结构和功能不受破坏的能力,称为抵抗力稳定性。2.抵抗力稳定性的大小:生态系统的物种多样性程度高,抵抗力稳定性也强。3.应用(1)措施:人们常通过采用不同种类、不同生长年龄、不同大小的植物混种,形成具有复杂结构的生态系统。(2)意义:改善土壤肥力,促进农林业的可持续发展。
二、恢复力稳定性与抵抗力稳定性呈负相关1.恢复力稳定性的概念:生态系统受破坏后,自身恢复到平衡状态的能力,称为恢复力稳定性。2.与抵抗力稳定性的关系:恢复力稳定性与抵抗力稳定性呈负相关,在恢复力稳定性较强的生态系统中,抵抗力稳定性较低。3.稳定性:生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力,这种能力称为生态系统的相对稳定性。
三、生态系统的稳定性会受到各种因素的影响1.生态系统相对稳定包含的内容:生态系统在物质循环的水平、能量流动的过程和信息传递的途径方面保持相对稳定。2.影响生态系统稳定性的因素(1)自然因素:如火山爆发、泥石流等。(2)人为因素:如过度放牧、物种入侵等。3.在自然条件下,生态系统总是朝着生物种类多样化、营养结构复杂化和功能完善化的方向发展,直至生态系统达到成熟和稳定的阶段。4.人类活动对生态系统的影响:人类越来越频繁的经济和社会活动加速了物种灭绝和外来物种入侵两大过程,在一定程度上改变了物种多样性和生态系统多样性。
四、设计并制作生态瓶1.目的要求(1)分析维持生态瓶中生物生存所需的无机环境。(2)探究使小型生态系统较长时间保持平衡的条件。2.实验原理生态系统的各成分之间具有通过能量流动和物质循环维持生态系统稳定的功能。其成分构成越相对多样且比例合理,生态系统维持稳定的能力越强,所制作出来的生态瓶越能维持较长时间。
3.方法步骤用热水将容器及塞盖清洗干净↓在容器底部铺一层细沙,然后注入澄清池水↓选择一定种类和数量的生物,轻轻放入容器中↓用塞盖封闭容器,缝隙处涂上凡士林↓将封闭后的容器放在合适的位置,定时观察和记录↓分组制作多个组分不同的生态瓶,并比较各生态瓶的稳定性↓撰写分析报告,分析原因
【预习检测】 1.判断正误。(1)生态系统中的成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强。( )(2)在菌根形成率低的某高山草甸实验区进行菌根真菌接种,提高了该实验区生态系统的稳定性,其原因是物种多样性程度升高,生态系统营养结构复杂。( )(3)与自然池塘生态系统相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。( )
(4)某相对稳定的生态系统中营养结构的复杂程度较高。( )(5)人类的社会和经济活动可能会加速物种灭绝和外来物种入侵。( )(6)玉米、大豆、花生、芝麻间作套种的农田,其恢复力稳定性比非间作套种的农田恢复力稳定性高。( ) (7)物种多样化程度高的生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高。( )
2.人造马尾松林比天然混交林更易遭受松毛虫危害,其主要原因是( )。A.人造马尾松林营养结构简单B.人造马尾松林适应环境的能力弱C.松毛虫的繁殖能力强D.人造马尾松林的抵抗力稳定性高答案:A
3.生态系统越复杂,其抵抗力稳定性越强,原因不包括( )。A.处于同一营养级的生物种类繁多B.能量可通过多条食物链传递到最高营养级C.某个营养级的一些生物消失,可由同一营养级的其他生物代替D.能量流经各营养级时是逐级递减的答案:D
4.一片草地发生火灾后,第二年就又长出茂密的草本植物,动物的种类和数量也很快恢复。这说明生态系统具有( )。A.抵抗力稳定性B.恢复力稳定性C.结构不可破坏性D.功能绝对稳定性答案:B
5.地球上不同类型的生态系统具有不同的相对稳定性。与农田、草原、苔原等生态系统相比较,热带雨林生态系统的特点是( )。 A.种群数量调节能力强,抵抗外界干扰能力弱B.分解力弱,生产力强C.抵抗外界干扰的能力强,自我恢复的能力弱D.能量流动速度快,物质循环速度慢答案:C
图Z3-5-1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,y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所夹的面积(TS)可以作为总稳定性的定量指标。请分析并回答下列问题。
(1)在正常作用范围内,生态系统中生物的种类和数量是否保持不变?提示:否。生态系统中生物的种类和数量始终处于动态变化之中,在一定范围内保持相对稳定。(2)开始一段时间内,干扰较小时,曲线虽有波动,但是都在正常范围内波动,这主要体现了生态系统的哪种稳定性?提示:抵抗力稳定性。
(3)当外来干扰较大时,曲线偏离了正常的作用范围,一段时间后又恢复到正常范围内,这主要体现了生态系统的哪种稳定性?提示:恢复力稳定性。(4)同一个生态系统中,一般情况下y与x是什么关系? 对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若ya>yb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系是怎样的?提示:同一生态系统中y与x通常呈负相关。a的抵抗力稳定性小于b。
1.生态系统相对稳定性的内容(1)结构的相对稳定:结构相对稳定体现在各成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定上。(2)功能的相对稳定:生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。可用图Z3-5-2来表示。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
图Z3-5-3为某一生态系统稳定性的图解。下列有关叙述错误的是( )。
A.曲线a表示抵抗力稳定性,曲线b表示恢复力稳定性B.一般来说,生态系统的成分越多,曲线b表示的生态系统的稳定性越高C.一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关D.一般情况下,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关
解析:一般情况下,生物种类越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性(曲线a)就越高,恢复力稳定性(曲线b)就越低。因此,一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关。
【变式训练】 下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )。 A.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B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性降低D.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答案:B解析:在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量,需对该草地采取除虫、除杂草等措施,使该草地的成分变得简单,故其抵抗力稳定性降低。
某生物学习小组的同学用河水、池泥、水藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶,如图Z3-5-4所示。据图回答下列问题。
(1)图中生态瓶维持时间最短的是哪一个?判断的依据是什么?提示:丙;丙生态瓶稳定性最差的原因是黑暗中植物不能进行光合作用。(2)观察生态瓶时,应注意观察哪些方面?提示:定时观察水生植物的颜色变化以及水栖动物的活动和生存情况。(3)生态系统的稳定性与什么有关?提示:生态系统的稳定性与其物种组成、营养结构和非生物因素等有密切的关系。
1.生态瓶的设计要求
2.生态瓶稳定性的观察定时观察水生植物的颜色变化以及水栖动物的活动和生存情况。记录封闭生态系统保持稳定的天数。3.生态瓶内的生物只能保持一定时间活性的分析(1)生态瓶中虽然成分齐全,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,但由于生态瓶中的生态系统极为简单,物种多样性程度低,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,生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。(2)如果生态瓶是一个开放的生态系统,则生态系统的成分复杂,维持稳定的能力强,在没有巨大外界环境因素干扰的情况下会长期保持相对稳定。
某生物兴趣小组为探究影响生态系统稳定性的因素,设计了4个密闭、透明的生态瓶,每瓶内的成分和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶中的生态系统最稳定。分析并回答下列问题。
注“+”表示有;“-”表示无。
(1)乙瓶中,藻类数量的变化趋势为 ,原因是 。 (2)与甲瓶相比,丙瓶中含有较多的有机物,原因是 。 (3)与甲瓶相比,丁瓶中氧气含量 ,原因是 。 (4)根据观测结果,得出结论:① ;② 。 答案:(1)减少 缺乏光照,藻类无法进行光合作用(2)丙瓶中缺少泥沙,分解者数量太少(3)较少 消费者较多,消耗较多的氧气(4)分解者是生态系统的重要组成部分 光照是维持该生态系统稳定的必要条件
【变式训练】 下列关于生态瓶制作的叙述,正确的是( )。A.生态瓶的密封性越差,其内生物死亡就越快B.生态瓶中放入较多的小甲鱼有利于该生态系统的稳定C.生态瓶中的生物之间最好有捕食关系D.生态瓶制作完成后,放在光线良好且阳光直射的地方答案:C解析:生态瓶密封性越差,瓶内生物死亡就越慢。生态瓶中的生物种类和数量比例要适宜,小甲鱼是该小型生态系统的顶级消费者,数量宜少。生态瓶制作完成后,不能放在阳光直射的地方,否则会因为温度过高而导致瓶内生物死亡。
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