黑龙江海林市高中生物第五章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性3.docx
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黑龙江海林市高中生物第五章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性3
第5节生态系统的稳定性
【课标点击】
(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。
重点:
阐明生态系统的自我调节能力。
重点:
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
【导入设计】
学生演示他们制作的生态瓶图片,交流生态瓶的制作过程,随后说明其中的生物存活的时间。
提问复习:
组成生态系统需要有哪些成分、生态系统的结构和功能又是什么?
学生回答:
非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,食物链和食物网
物质循环、能量流动、信息传递
引导学生思考:
为什么有的生态瓶中的生物存活时间较长,有的生态瓶中生物就很快死亡了,(目的是让学生了解维持生态系统稳定的基本条件)
从而进入新课:
生态系统都具有一定的稳定性,一旦受到内在或外来因素的影响,这种稳定性会发生一定变化,从而影响到生物的生活。
展示PPT课件:
草原生态系统羊与狼的数量存在什么关系呢?
根据学生回答总结出“负反馈”的概念。
提问还有什么例子?
学生举例之后阅读课文P109第三段,安排一个“思考与讨论”活动,让学生建构羊与狼这两个种群之间的负反馈模型
讲述:
生物群落内部存在“负反馈”调节现象,生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节。
结合课件,指导阅读课文P110的“森林火灾后的恢复”部分,总结:
生态系统中普遍存在负反馈调节。
【自主探究】
知识点
教师活动
归纳与结论
1.生态系
统的稳定性
的概念
利用教材中的“问题探讨”展
开讨论并引导学生认识生态系统的相对稳定性
生态系统具有的自身结构和功能的能力,叫做生态系统的稳定性
2.生态系
统的自我调节能力
1.教师提出数个实例,让学生讨论生态系统是如何通过自我调节达到稳定状态的。
例如:
⑴为什么森林中害虫的数量不会持续大幅度的增长?
⑵我国西北的黄土高原生态系统为什么会崩溃?
2.引导学生思考生物圈二号失败的原因。
1.生态系统之所以能维持相对稳定性,是由于生态系统具有。
2.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统的基础。
3.按“思考与讨论”中的要求构建反馈调节的概念模型。
4.生态系统的自我调节能力是。
当
超过了生态系统的自我调节能力,生态系统也就难以恢复了。
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.指导学生阅读教材相关内容并举例让学生讨论
2.让学生讨论比较草原、北极苔原、森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性谁强谁弱?
1.生态系统的稳定性包括两个方面:
一方面是。
另一方面是。
前者的核心是“抵抗,原状”,后者的核心是“遭到,原状”。
2.一般说来,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力越强,稳定性就越高;反之越弱。
4.提高生态系统的稳定性
通过图片、照片、录像片引导学生展开讨论
提高生态系统的稳定性,一方面要控制对
的程度,对生态系统的利用要适度,不应超过;另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的投入,保证生态系统
的协调。
【教材精讲】
1.生态系统稳定性的理解
生态系统的稳定性是指生态系统发展到一定阶段,其结构和功能能够保持相对稳定时,表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
可以从以下几个方面理解:
(1)结构的相对稳定:
生态系统中动、植物种类及数量不是不变的,而是在一定范围内波动,但不会变化太大。
如图所示:
(2)功能的相对稳定:
生物群落能量的输入与输出保持相对平衡,物质的输入与输出保持相对平衡。
2.生态系统稳定性的类型及相互关系
(1)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力
指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
影响
因素
生态系统的组分越多,食物网越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高
生态系统的成分越简单,则越容易恢复,与自身调节能力有关
(2)联系
①一般呈现相反关系,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系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定,如图所示:
3.稳定性机制——生态系统具有一定的自我调节能力
(1)自身的净化作用:
包括物理沉降、化学分解、微生物的分解。
(2)完善的营养结构:
使生态系统具有反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定,一般生态系统的营养结构越复杂,自我调节能力越强。
(3)反馈调节(正反馈和负反馈)
①负反馈调节:
负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统达到和保持平衡。
如,森林中食虫鸟和害虫的数量变化
②正反馈调节使生态系统远离平衡状态
若一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。
因为由于正反馈作用,污染会越来越严重,鱼类的死亡速度也会越来越快。
4.设计并制作生态缸
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着密切的关系。
(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生态缸中,便形成一个人工模拟的微型生态系统。
(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。
2.实验流程
3.生态缸的设计要求及分析
设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
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具
有很强的生活力,成分齐全(具
有生产者、消费者和分解者)
生态缸中能够进行物
质循环和能量流动,在
一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能;
便于观察
生态缸宜小不宜大,缸中的水
量应占其容积的4/5,要留出
一定的空间
便于操作;缸内储备
一定量的空气
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
选择生命力强的生物,动物不
宜太多,个体不宜太大
减少对O2的消耗,
防止生产量<消耗量
4.生态缸稳定性观察与分析
(1)观察稳定性,可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
(2)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。
(3)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。
例题精析:
〖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
C.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〗设计并制作生态缸,观察其稳定性,以下方法错误的是()
A.对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸可制作成封闭型
B.生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适
C.为了使生态缸中的沙土保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
D.生态缸制作完毕后,应该贴上标签,写明制作者的姓名与制作日期
【答案】C
【解析】本题考查内容是通过生态瓶的设计来理解维持生态系统稳态的重要性及原因。
在设计生态瓶时应注意用散射光照射、瓶口密封、瓶体透明且体积不宜过大、生物种类全但数量要少且生命力旺盛等问题。
〖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:
种
群
增
长
率
t1t2t3t8时间
①下图中能反映鱼种群数量的变化曲线是
种群数量种群数量种群数量种群数量
时间时间时间时间
ABCD
②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:
⑴①B.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
【达标训练】
1.下述可以说明生态系统具有自我调节能力的简化实例是()
A.食草动物增加,导致植物数量减少,从而引起食草动物数量增长受抑制
B.化石燃料大量燃烧造成温室效应
C.山区植被遭到破坏后造成水土流失
D.废弃耕地上杂草丛生
2.自然生态系统中,“往往有虫不成灾”,其根本原因是()
A.昆虫的繁殖能力较小B.食物的限制
C.天敌的捕食D.生态系统的自我调节能力
3.某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏,停止排放污染物后,逐步恢复原状,这是由于该生态系统具有()
A.抵抗力稳定性B.恢复力稳定性
C.抗污染能力D.抗干扰能力
4.下列生态系统中抵抗力稳定性最低的是()
A.热带雨林B.温带草原C.温带阔叶林D.北极苔原
5.人造马尾松林比天然混交林更易遭松毛虫危害,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强
6.下列关于生态系统稳定性的叙述不正确的是()
A.不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性是不同的
B.抵抗力稳定性高的生态系统,其恢复力稳定性往往较低
C.森林生态系统比草原生态系统的恢复力稳定性高
D.生态系统的成分较少、营养结构简单,恢复力稳定性较高
7.下列措施能提高生态系统稳定性的是()
A.减少寄生生物和捕食者的数量B.平衡生产者和消费者的数量
C.增加物种的多样性D.对群落演替进行限制
8.在一个生态系统中,能量的输入与输出保持长期动态平衡,说明这个生态系统是稳定的。
如果长期输出大于输入,生态系统就会退化,自我调节能力降低,你认为这种情况最可能的因素是()
A.长期低温B.连续阴雨C.植被破坏D.品种退化
9.下列关于生态系统稳定性的叙述正确的是()
①负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础②遭到破坏,恢复原状,属于抵抗力稳定性③人们对自然生态系统的“干扰”不应超过该生态系统的自我调节能力④热带雨林在遭到严重的砍伐后,其恢复力稳定性仍很强
A.①④B.②③C.①③D.②④
10.生态系统自我调节能力越大,则()
①生态系统成分越复杂②生态系统的成分越简单③营养结构越复杂
④营养结构越简单⑤恢复力稳定性越差⑥恢复力稳定性越强
A.①③⑤B.②④⑥C.①③⑥D.②④⑤
11.在一片动物种类繁多的森林中,消费者、分解者的种类和数目基本稳定,下列各项中与之不符的是()
A.能量流动和物质循环保持相对稳定
B.食物链和食物网保持相对稳定
C.各类生物所含的能量值基本不变
D.各种群年龄组成维持增长型
12.1998年的特大洪涝灾害,造成了重大的经济损失。
为此,政府部门针对水土保持提出了退田还湖、退耕还林、退耕还草等措施,这些措施的主要生态学依据是()
A.生物多样性与生态系统稳定性密切相关B.森林能维持碳氧平衡,涵养水源
C.草原能调节气候,防止土地被风沙侵蚀D.湖泊能调节水流量和控制洪水
13.在一个具有稳定性的生态系统中,有两种生物之间具有竞争关系,下列关于这两种生物之间关系的叙述正确的是()
A.一种生物在竞争中得到保存,另一种生物在竞争中失败而遭到淘汰
B.两种生物和平相处,都得到保存
C.两种生物有各自相对稳定的种群数量
D.两种生物各自的种群数量相等并且相对稳定
14.为观察生态系统的稳定性,设计4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成条件见下表。
经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶是最稳定的生态系统。
请回答以下问题:
(1)乙瓶中,藻类的种群密度变化趋势为,原因是
。
(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物,原因是。
(3)丁瓶与甲瓶相比,氧气含量,原因是
。
(4)根据观测结果,得出结论:
①;
②。
【答案】
1.A2.D3.B4.D5.A6.C7.C8.C9.C10.A11.D12.A13.C14.
(1)减少缺乏光照,藻类无法进行光合作用,不能生长
(2)缺少泥沙,分解者数量较少(3)减少消费者较多,消耗较多氧气(小鱼呼吸要消耗部分氧气)(4)①生态系统应具有生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量(光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件)②生产者、消费者、分解者之间应保持适宜的比例,以维持生态系统的相对稳定
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- 黑龙江 海林市 高中生物 第五 生态系统 及其 稳定性