高二生物教案：《生态系统的稳定性》优秀教学设计（三）

课  题

第五节 生态系统的稳定性

教  学

目  标

1、阐明生态系统的自我调节能力。

2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

3、阐述提高生态系统稳定性的措施

4、设计并制作生态缸，观察其稳定性

5、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。

教 学

方 法

讲述与学生练习、讨论相结合

教

材

分

析

重点

阐明生态系统的自我调节能力。

难点

抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。

教具

实物投影、多媒体课件

教

学

过

程

引入：以“问题探讨”引入，学生思考回答老师提示。

〖提示〗生态系统具有自我调节能力。

生态系统的稳定性：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。

一、生态系统的自我调节能力

生态系统的自我调节能力的基础：负反馈调节在生态系统中普遍存在。

〖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；

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范围的。

〖旁栏思考题〗学生思考回答老师提示。

〖提示〗如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。

〖讲述〗在生态系统中关于正反馈的例子不多，例如，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，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。

教

学

过

程

不同生态系统的自我调节能力是不同的。一个生态系统的物种组成越复杂，结构越稳定，功能越健全，生产能力越高，它的自我调节能力也就越高。因为物种的减少往往使生态系统的生产效率下降，抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力下降。而在物种多样性高的生态系统中，拥有着生态功能相似而对环境反应不同的物种，并以此来保障整个生态系统可以因环境变化而调整自身以维持各项功能的发挥。因此，物种丰富的热带雨林生态系统要比物种单一的农田生态系统的自我调节能力强。

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性

〖学生活动〗阅读P110第三段～P111第三段。

 〖讲述〗“抵抗力稳定性”的核心是“抵抗干扰，保持原状”。“干扰”是指破坏稳定状态的外界因素；“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。“恢复力稳定性”的核心是“遭到破坏，恢复原状”。“破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围；“恢复”是指外界因素消除后，生态系统重新建立稳定状态。

以往认为，抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的，抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性低。也就是说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反的关系。但是，这一看法并不完全合理。例如，热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性，因为它们的物种组成十分丰富，结构比较复杂；然而，在热带雨林受到一定强度的破坏后，也能较快地恢复。相反，对于极地苔原（冻原），由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，在遭到过度放牧、火灾等干扰后，恢复的时间也十分漫长。因此，直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较，可能这种分析本身就不合适。如果要对一个生态系统的两个方面进行说明，则必须强调它们所处的环境条件。环境条件好，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。

三、提高生态系统的稳定性

〖讲述〗我们要明确以下观点：

（1）自然生态系统是人类生存的基本环境；

（2）人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳定状态；

（3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。

典型例题

 〖例1〗生态系统的结构越复杂，其生态系统自我调节能力越大的原因不包括

A.     处在同一营养级的生物种类繁多    

B. 能量可以通过其他食物链传递到顶级   

B.     某营养级的一些生物消失，可由其他营养级的生物替代  

D. 能量流经各营养级时，是逐级递减的

解析：一般来说，生态系统的营养结构越复杂，其生态系统自我调节能力越大，因为营养结构越复杂，食物链中各营养级的生物种类就越多，如果某营养级的一些生物消失，就会由该营养级的其他生物来代替，用其他食物链来代替这一食物链，维持了生态系统的稳定。D属于能量流动的特点，不是生态系统自我调节能力的原因。

答案：D

〖例2〗某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查，请根据相关调查材料回答问题。

（1）下图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长率随时间变化曲线。

请分析回答：

①下图中能反映鱼种群数量的变化曲线是

该鱼在t₃时期后，种群数量变化是        ，主要原因是         和             。

  ③在t₁时该种群的年龄组成可能为         型。

  ④该鱼种群数量的变化规律体现了生态系统的            调节

⑵这个河流生态系统的生物群落和无机环境之间通过       和         ，能够较长时间的保持相对稳定，如果此时遇到轻度污染则对此生态系统不产生明显的影响，这是因为该生态系统具有            ；如果遇到严重污染，将导致大多数植物死亡，使河流内的氧浓度降低，其原因是                               ；最终水质恶化，水生动物也大量死亡，在这种条件下，异化作用类型为       的微生物大量繁殖，将动植物尸体中的      等有机物分解产生硫化氢、氨等气体。

解析：⑴种群增长率与时间的关系曲线表明：在一定时间范围内，种群增长率随时间的推移逐渐增加，超过这个时间范围，种群增长率随时间的推移会下降，直到种群增长率为零。即单位时间种群个体数量不再增长，其原因是种群密度增大，种内斗争加剧，同时捕食者的数量增多，限制了种群个体数量的增加，也就是负反馈调节。

⑵生态系统之所以能保持相对稳定是生态系统中物质循环和能量流动达到一种动态平衡状态。这样的生态系统本身具有自动调节能力，能够抵抗一定限度的外来干扰。但是外来干扰超过一定的限度，生态系统的稳定性就会遭到破坏

答案：⑴ ① B.  ②不再增长   种内斗争加剧   捕食者数量增多  ③增长  ④负反馈

⑵物质循环    能量流动    一定的自动调节能力   植物大量死亡，光合作用产生的氧气减少，需氧型微生物通过呼吸作用消耗大量的氧气   厌氧型  蛋白质

【目标检测】

●基础题

1．自然林区内的马尾松林一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中却常会发生严重的松毛虫危害，其主要原因是（　　）

A． 松毛虫繁殖力强     B． 马尾松抗虫害能力差 

C．人工林营养结构简单   D．当时气候适宜松毛虫生长

2．下列各种生态系统种维持生态系统稳定性自动调节能力最大的是（　　　）

A．  池塘生态系统   B．北极冻原生态系统

C．热带雨林生态系统  D ．温带草原生态系统

3．某牧草留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来。后来发现，留种区草的种子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因是（　　）

A．  虫害过度繁殖   B．干旱缺水引起虫害

C．食物链被破坏   D．害虫产生变异新类型

4．假定在一个由草原、鹿和狼组成相对稳定的生态系统中，把狼杀绝，鹿群的数量会（　　）

A．迅速上升   B．缓慢上升   C．保持相对稳定   D．先上升后下降又趋于稳定

5．在某一湖泊中，由于水体富营养化，使得水体中藻类生物生长过剩，下列哪一种方法能够在较短的时间内大量减少这些藻类（　　）

A．大量引进肉食性鱼类         B． 尽量捕捞植食性鱼类  

C． 大量引入捕食浮游生物的鱼  D．完全除去捕食浮游动物的鱼

6．在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是（　　）

A．开发旅游业    B．发展畜牧业    C．增加木材生产   D．改善生态环境

7．什么措施能提高一个生态系统的稳定性（　　）

A．减少捕食者和寄生生物的数量    B． 使生产者和消费者的数量保持稳定  

C．增加物种的数量                D．限制一个演替系列的演替过程

8．下列生态系统稳定性的说法正确的是（　　）

A.     生态系统稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力  

B.     森林生态系统的稳定性较高  

C.     草原生态系统的恢复力稳定性比森林生态系统的稳定性高 

D在草原上适当栽种防护林，可以有效的提高草原生态系统的抵抗力稳定性

9．池塘养鱼，若要稳定和长期保持较高的鱼产量，应采取的最佳措施是（　　）

A．及时、适量的捕捞成鱼     B． 大量的投入鱼的饵料  

C． 大量的增加育苗的投入量  D．大量的增加池塘水量

10．对于一个处于稳定状态的生态系统，下列说法不正确的是（　　）

A．由幼年向成熟过渡阶段出现稳定的状态

B．有一定生物组成、数量比例及典型的食物链

C．物质和能量的输入和输出大体相等 

D．能量的收支随气候周期性变化而波动

●拓展题

11．某农田生态系统中主要种植水稻等农作物，人们为维持农作物的正常生长发育，进行除草、治虫、施肥、灌溉等生产活动，以达到增产丰收的目的。请从生态系统稳定性的角度分析回答下列问题：

⑴该农田生态系统的       简单，因此它的自动调节能力           。

⑵及时进行除草、治虫，就是设法调整能量流动关系，使能量流向对人类       的部分。

⑶若不进行除草、治虫、施肥、灌溉等生产活动，该农田生态系统就会很快退化。这说明农田生态系统在一定程度上是受          控制的生态系统。

⑷若大肆捕捉青蛙，水稻害虫会大量繁殖，引起农田生态系统的稳定性破坏。造成这种现象的根本原因是破坏了生态系统中的             。

12．请利用下面提供的材料和用品建立一个人工微型生态系统，并使其维持一定时间的运转。材料用品：小鱼、水藻、水草、池泥、池水、广口瓶、橡皮塞、培养皿、吸管、小鱼网和凡士林。请完成下列各步并回答：

⑴方法步骤：

 第一步：在广口瓶底部铺上一层约10mm厚的池泥。

 第二步：向广口瓶中加池水至瓶口40mm处。

 第三步：                                                           。

 第四步：                                                           。

 第五步：                                                           。

⑵此生态系统分解者存在于          中。

⑶在小鱼大小的选择上应选择体型      的，原因是                       。

⑷该生态系统能建立起物质和能量的暂时平衡，原因是                      。

⑸若要证明生产者在生态系统的作用，应如何设计试验？              。 

参考答案：1­—10、CCCDADCDAA 11、⑴营养结构  小  ⑵有益  ⑶人工  ⑷食物链

12、⑴向广口瓶中加几根健壮的水草，适量水蚤，一条活动能力强的体型相对小的鱼；将广口瓶用橡皮塞塞紧后用凡士林严密封口；将广口瓶放在温度适宜、光照强度适宜的地方培养  ⑵池泥和池水  ⑶小；可减少氧气和养料的消耗，容易建立起生态平衡  ⑷有稳定的能量来源，生产者为消费者、分解者提供有机物、能量、氧气，消费者、分解者为生产者提供光合作用所需要的二氧化碳、矿物质等。 ⑸设计一个广口瓶内无水草，其他条件均与上述广口瓶条件相同，观察水蚤、小鱼存活时间。

作

业

教

学

后

记