生物必修3《稳态与环境》生态系统的稳定性教案设计

这是一份生物必修3《稳态与环境》生态系统的稳定性教案设计，共6页。教案主要包含了学习目标，学习重点与难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1.通过观察图像、阅读文本，能够阐明生态系统具有稳定性的原因。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性，并会判断不同生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的大小。
3.通过查阅资料、师生交流，能够简述提高生态系统稳定性的措施。
【学习重点与难点】
1．阐明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的概念及其关系。
【教学过程】
同学们在小学的时候就学习过一首古诗：“野火烧不尽，春风吹又生”，这首诗蕴含了生物学知识：草原生态系统具有一定的稳定性。即使经历了大火，这个生态系统仍然复苏了。那么为了证明生态系统确实具有这样的稳定性科学家们做了很多实验来证明它。其中很著名的一个是美国的科学家们做的实验。
课件展示“生物圈II号”实验资料
【提问】八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？
（提示：1．由于土壤中的微生物分解有机物消耗掉大量的氧气同时释放出大量的二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈II号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％。2．昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。3．靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产……..）
【讲述】：在现有的技术条件下，人工制作的生态系统都难以长期维持稳定，因此人类应当很好地保护自己的唯一家园。那么现有的生物圈为什么能够自我长期维持稳定呢？应该怎样保护呢？今天我们共同来探讨这些问题。
[板书]：一、生态系统稳定性的概念
1．概念：见课本109页
【讲述】我们把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。
[设问]：生态系统在受到干扰后，为何仍能保持或恢复相对稳定呢？你能举例说明吗？
（学生讨论：略）
[实例阐述]：请同学们看课本
①当河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。
②在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多，这样，害虫种群的增长就会受到抑制。
[教师归纳]：以上列举的实例，都说明生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节的能力。
[板书]：2、原因：自我调节能力
[讲述]：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，即种内斗争。
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，即环境容纳量。
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。并且这种自我调节能力是建立在一定基础之上的。
展示PPT课件：草原生态系统中兔与草的数量存在什么关系呢？根据学生回答出“负反馈”的概念。
[讲述]：大家刚才列举的实例中，在调节机制上有很多与此类似，调节的结果都是抑制和减弱最初发生的变化，这种调节机制叫做负反馈调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在，通过它的作用能使生态系统达到和保持稳定，因此我们说负反馈调节生态系统自我调节能力的基础。
【板书】3、基础：负反馈调节
（设问）：刚才讲了负反馈调节它是维持生态系统稳定性的基础，那么在生态系统中这种自我调节的能力是不是无限大呢？
实例分析：①黄土高原由于植被被长期滥采滥伐造成水土流失；
②草原放牧过量造成植被啃食过量草场退化严重。
【讲述】：这说明生态系统的自动调节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。例如，有一个湖泊受到了过度的污染，超出了自身调节能力范围，鱼类的数量就会大量死亡，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡。这就生态系统的正反馈调节。
过渡：那么生态系统的自我调节能力的大小与什么因素有关呢？
实例分析：草原生态系统和森林生态系统的比较
学生思考回答：与生物种类有关，与无机环境有关
教师总结：草原生态系统中生物种类少，营养结构简单，食物链单一，一种生物的死亡就会影响下一个营养级生物的生存，而森林生态系统食物网复杂，一种生物的死亡可以有同一营养级的其它生物代替，这样就不会影响下一个营养级生物的生存，因而稳定性就强。同时环境越好这种自动调节能力就越强。
【板书】4、自我调节能力的大小：与生态系统的物种组成呈正相关
【过渡】：在生态系统中，只要干扰和破坏不超过自我调节能力，生态系统就能够维持相对稳定，这种稳定性表现为抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【板书】二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（一）抵抗力稳定性：抵抗干扰、保持原状
过渡：下面我们通过实例来理解抵抗力稳定性内涵指的是什么。
实例分析：①当河流受到轻微的污染时
②在森林中，当害虫数量增加时
[提问]：抵抗力稳定性的大小与什么因素有关呢？思考比较北极苔原生态系统与热带雨林生态系统抵抗力稳定性的不同
学生回答：１、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。
２、能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。
教师总结：一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；反之，生态系统各个营养的生物种类越繁多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。所以生态系统自动调节能力的大小有一定限度。
【板书】抵抗力稳定性的大小：与生态系统的营养结构成正相关
[过渡]：下面我们再来了解什么叫恢复力稳定性。
【板书】（二）恢复力稳定性：遭到破坏、恢复原状
实例分析：①野火烧不尽，春风吹又生
②河流遭到严重污染后
[提问]：恢复力稳定性的大小与什么因素有关呢？思考比较北极苔原生态系统与热带雨林生态系统恢复力稳定性的不同。
学生回答：1、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。
2、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。
教师总结：一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，恢复力稳定性就越高；反之，生态系统各个营养的生物种类越繁多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，恢复力稳定性就越低。
【板书】恢复力稳定性的大小：一般与生态系统的营养结构成负相关
（三）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。（利用曲线图说明）
(a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性)
[提问]：如果将两个生态系统放在一起比较，显然北极苔原生态系统的抵抗力稳定性低，热带雨林生态系统的抵抗力稳定性高。那么，恢复力稳定性又是谁高谁低呢？为什么？
[学生回答]：略
教师归纳：①生态系统在受到不同程度的破坏后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。②一般情况下，生态系统的生物种类少，营养结构简单，如果遭到破坏，比较容易恢复。③但是，还要考虑生态系统所处的环境条件。如，当受到一定强度的破坏后，热带雨林由于所处的环境高温多雨，气候适宜，故能够较快地恢复；但极地苔原由于寒冷，天气恶劣而须较长时间才能恢复。说明热带雨林的恢复力稳定性比后者高。
[小结]：看来，比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结构的复杂程度外，营养结构简单，遭到破坏后比较容易恢复，以及生态系统所处的环境条件也是一个重要的考量因素。
[课堂巩固]：1、比较热带雨林和人工林抵抗力稳定性的高低？
2、比较同等强度干扰下，草原生态系统和沙漠生态系统恢复力稳定性的高低？
[过渡]：通过今天的学习，我们知道了生态系统具有保持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可是，这种能力也是有限的。因而我们要把所学的知识应用到实际生活中去解决一些实际问题
【板书】三、提高生态系统稳定性的和措施
1.控制对生态系统干扰的程度,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.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
提问：谁能够举出两个方面的例子？
学生：合理放牧，合理砍伐，合理捕鱼等；建立自然保护区，兴修水利，建防护林等。
小结：生态系统的稳定性对于人类的生存与发展具有重要的意义。现在人们的生存面临了许多的危机，将知识和实际联系起来，才是最有意义的事。
板书设计
[板书设计]
第五节 生态系统的稳定性
一、生态系统的稳定性概念
1、概念：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。
2、原因：自我调节能力
3、基础：负反馈调节
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（一）抵抗力稳定性：抵抗干扰、保持原状
抵抗力稳定性的大小：与生态系统的营养结构成正相关
（二）恢复力稳定性：遭到破坏、恢复原状
恢复力稳定性的大小：一般与生态系统的营养结构成负相关
（三）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
三、提高生态系统稳定性的和措施