高二生物教案：《生態系統的穩定性》優秀教學設計（三）

課  題

第五節 生態系統的穩定性

教  學

目  標

1、闡明生態系統的自我調節能力。

2、舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。

3、闡述提高生態系統穩定性的措施

4、設計并制作生態缸，觀察其穩定性

5、認同生態系統穩定性的重要性，關注人類活動對生態系統穩定性的影響。

教 學

方 法

講述與學生練習、討論相結合

教

材

分

析

重點

闡明生態系統的自我調節能力。

難點

抵抗力穩定性和恢復力穩定性的概念。

教具

實物投影、多媒體課件

教

學

過

程

引入：以“問題探討”引入，學生思考回答老師提示。

〖提示〗生態系統具有自我調節能力。

生態系統的穩定性：生態系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力。

一、生態系統的自我調節能力

生態系統的自我調節能力的基礎：負反饋調節在生態系統中普遍存在。

〖講述〗生態系統的自我調節能力主要表現在3個方面：

第一，   是同種生物的種群密度的調控，這是在有限空間內比較普遍存在的種群變化規律；

第二，是異種生物種群之間的數量調控，多出現于植物與動物或動物與動物之間，常有食物鏈關系；

第三，是生物與環境之間的相互調控。

生態系統總是隨著時間的變化而變化的，并與周圍的環境有著很密切的關系。生態系統的自我調節能力是以內部生物群落為核心的，有著一定的承載力，因此生態系統的自我調節能力是有一定范圍的。

〖旁欄思考題〗學生思考回答老師提示。

〖提示〗如果草原上的食草動物因為遷入而增加，植物就會因為受到過度啃食而減少；而植物數量減少以后，反過來就會抑制動物的數量，從而保證了草原生態系統中的生產者和消費者之間的平衡。

〖講述〗在生態系統中關于正反饋的例子不多，例如，有一個湖泊受到了污染，魚類的數量就會因為死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會進一步加重污染，引起更多的魚類的死亡。

教

學

過

程

不同生態系統的自我調節能力是不同的。一個生態系統的物種組成越復雜，結構越穩定，功能越健全，生產能力越高，它的自我調節能力也就越高。因為物種的減少往往使生態系統的生產效率下降，抵抗自然災害、外來物種入侵和其他干擾的能力下降。而在物種多樣性高的生態系統中，擁有著生態功能相似而對環境反應不同的物種，并以此來保障整個生態系統可以因環境變化而調整自身以維持各項功能的發揮。因此，物種豐富的熱帶雨林生態系統要比物種單一的農田生態系統的自我調節能力強。

二、抵抗力穩定性和恢復力穩定性

〖學生活動〗閱讀P110第三段～P111第三段。

 〖講述〗“抵抗力穩定性”的核心是“抵抗干擾，保持原狀”。“干擾”是指破壞穩定狀態的外界因素；“保持”是指與干擾同時表現的系統內在的自動調節能力。“恢復力穩定性”的核心是“遭到破壞，恢復原狀”。“破壞”是指受外界因素影響使生態系統較遠地偏離了原來的穩定范圍；“恢復”是指外界因素消除后，生態系統重新建立穩定狀態。

以往認為，抵抗力穩定性與恢復力穩定性是相關的，抵抗力穩定性高的生態系統，其恢復力穩定性低。也就是說，抵抗力穩定性與恢復力穩定性一般呈相反的關系。但是，這一看法并不完全合理。例如，熱帶雨林大都具有很強的抵抗力穩定性，因為它們的物種組成十分豐富，結構比較復雜；然而，在熱帶雨林受到一定強度的破壞后，也能較快地恢復。相反，對于極地苔原（凍原），由于其物種組分單一、結構簡單，它的抵抗力穩定性很低，在遭到過度放牧、火災等干擾后，恢復的時間也十分漫長。因此，直接將抵抗力穩定性與恢復力穩定性比較，可能這種分析本身就不合適。如果要對一個生態系統的兩個方面進行說明，則必須強調它們所處的環境條件。環境條件好，生態系統的恢復力穩定性較高，反之亦然。

三、提高生態系統的穩定性

〖講述〗我們要明確以下觀點：

（1）自然生態系統是人類生存的基本環境；

（2）人類活動的干擾正在全球范圍內使生態系統偏離穩定狀態；

（3）人類生存與發展的命運就掌握在自己手中，但又受到自然規律的制約。

典型例題

 〖例1〗生態系統的結構越復雜，其生態系統自我調節能力越大的原因不包括

A.     處在同一營養級的生物種類繁多    

B. 能量可以通過其他食物鏈傳遞到頂級   

B.     某營養級的一些生物消失，可由其他營養級的生物替代  

D. 能量流經各營養級時，是逐級遞減的

解析：一般來說，生態系統的營養結構越復雜，其生態系統自我調節能力越大，因為營養結構越復雜，食物鏈中各營養級的生物種類就越多，如果某營養級的一些生物消失，就會由該營養級的其他生物來代替，用其他食物鏈來代替這一食物鏈，維持了生態系統的穩定。D屬于能量流動的特點，不是生態系統自我調節能力的原因。

答案：D

〖例2〗某研究所對一個河流生態系統進行了幾年的跟蹤調查，請根據相關調查材料回答問題。

（1）下圖表示某種魚遷入此生態系統后的種群數量增長率隨時間變化曲線。

請分析回答：

①下圖中能反映魚種群數量的變化曲線是

該魚在t₃時期后，種群數量變化是        ，主要原因是         和             。

  ③在t₁時該種群的年齡組成可能為         型。

  ④該魚種群數量的變化規律體現了生態系統的            調節

⑵這個河流生態系統的生物群落和無機環境之間通過       和         ，能夠較長時間的保持相對穩定，如果此時遇到輕度污染則對此生態系統不產生明顯的影響，這是因為該生態系統具有            ；如果遇到嚴重污染，將導致大多數植物死亡，使河流內的氧濃度降低，其原因是                               ；最終水質惡化，水生動物也大量死亡，在這種條件下，異化作用類型為       的微生物大量繁殖，將動植物尸體中的      等有機物分解產生硫化氫、氨等氣體。

解析：⑴種群增長率與時間的關系曲線表明：在一定時間范圍內，種群增長率隨時間的推移逐漸增加，超過這個時間范圍，種群增長率隨時間的推移會下降，直到種群增長率為零。即單位時間種群個體數量不再增長，其原因是種群密度增大，種內斗爭加劇，同時捕食者的數量增多，限制了種群個體數量的增加，也就是負反饋調節。

⑵生態系統之所以能保持相對穩定是生態系統中物質循環和能量流動達到一種動態平衡狀態。這樣的生態系統本身具有自動調節能力，能夠抵抗一定限度的外來干擾。但是外來干擾超過一定的限度，生態系統的穩定性就會遭到破壞

答案：⑴ ① B.  ②不再增長   種內斗爭加劇   捕食者數量增多  ③增長  ④負反饋

⑵物質循環    能量流動    一定的自動調節能力   植物大量死亡，光合作用產生的氧氣減少，需氧型微生物通過呼吸作用消耗大量的氧氣   厭氧型  蛋白質

【目標檢測】

●基礎題

1．自然林區內的馬尾松林一般不容易發生蟲害，但在一些人工馬尾松林中卻常會發生嚴重的松毛蟲危害，其主要原因是（　　）

A． 松毛蟲繁殖力強     B． 馬尾松抗蟲害能力差 

C．人工林營養結構簡單   D．當時氣候適宜松毛蟲生長

2．下列各種生態系統種維持生態系統穩定性自動調節能力最大的是（　　　）

A．  池塘生態系統   B．北極凍原生態系統

C．熱帶雨林生態系統  D ．溫帶草原生態系統

3．某牧草留種區，為了預防鳥啄食草籽，用網把留種區罩起來。后來發現，留種區草的種子幾乎被蟲吃光了。發生這種現象的根本原因是（　　）

A．  蟲害過度繁殖   B．干旱缺水引起蟲害

C．食物鏈被破壞   D．害蟲產生變異新類型

4．假定在一個由草原、鹿和狼組成相對穩定的生態系統中，把狼殺絕，鹿群的數量會（　　）

A．迅速上升   B．緩慢上升   C．保持相對穩定   D．先上升后下降又趨于穩定

5．在某一湖泊中，由于水體富營養化，使得水體中藻類生物生長過剩，下列哪一種方法能夠在較短的時間內大量減少這些藻類（　　）

A．大量引進肉食性魚類         B． 盡量捕撈植食性魚類  

C． 大量引入捕食浮游生物的魚  D．完全除去捕食浮游動物的魚

6．在我國西部大開發的戰略中，“保護天然林”和“退耕還林（草）”是兩項重要內容，采取這兩項措施的首要目標是（　　）

A．開發旅游業    B．發展畜牧業    C．增加木材生產   D．改善生態環境

7．什么措施能提高一個生態系統的穩定性（　　）

A．減少捕食者和寄生生物的數量    B． 使生產者和消費者的數量保持穩定  

C．增加物種的數量                D．限制一個演替系列的演替過程

8．下列生態系統穩定性的說法正確的是（　　）

A.     生態系統穩定性是指生態系統所具有的保持自身結構和功能相對穩定的能力  

B.     森林生態系統的穩定性較高  

C.     草原生態系統的恢復力穩定性比森林生態系統的穩定性高 

D在草原上適當栽種防護林，可以有效的提高草原生態系統的抵抗力穩定性

9．池塘養魚，若要穩定和長期保持較高的魚產量，應采取的最佳措施是（　　）

A．及時、適量的捕撈成魚     B． 大量的投入魚的餌料  

C． 大量的增加育苗的投入量  D．大量的增加池塘水量

10．對于一個處于穩定狀態的生態系統，下列說法不正確的是（　　）

A．由幼年向成熟過渡階段出現穩定的狀態

B．有一定生物組成、數量比例及典型的食物鏈

C．物質和能量的輸入和輸出大體相等 

D．能量的收支隨氣候周期性變化而波動

●拓展題

11．某農田生態系統中主要種植水稻等農作物，人們為維持農作物的正常生長發育，進行除草、治蟲、施肥、灌溉等生產活動，以達到增產豐收的目的。請從生態系統穩定性的角度分析回答下列問題：

⑴該農田生態系統的       簡單，因此它的自動調節能力           。

⑵及時進行除草、治蟲，就是設法調整能量流動關系，使能量流向對人類       的部分。

⑶若不進行除草、治蟲、施肥、灌溉等生產活動，該農田生態系統就會很快退化。這說明農田生態系統在一定程度上是受          控制的生態系統。

⑷若大肆捕捉青蛙，水稻害蟲會大量繁殖，引起農田生態系統的穩定性破壞。造成這種現象的根本原因是破壞了生態系統中的             。

12．請利用下面提供的材料和用品建立一個人工微型生態系統，并使其維持一定時間的運轉。材料用品：小魚、水藻、水草、池泥、池水、廣口瓶、橡皮塞、培養皿、吸管、小魚網和凡士林。請完成下列各步并回答：

⑴方法步驟：

 第一步：在廣口瓶底部鋪上一層約10mm厚的池泥。

 第二步：向廣口瓶中加池水至瓶口40mm處。

 第三步：                                                           。

 第四步：                                                           。

 第五步：                                                           。

⑵此生態系統分解者存在于          中。

⑶在小魚大小的選擇上應選擇體型      的，原因是                       。

⑷該生態系統能建立起物質和能量的暫時平衡，原因是                      。

⑸若要證明生產者在生態系統的作用，應如何設計試驗？              。 

參考答案：1­—10、CCCDADCDAA 11、⑴營養結構  小  ⑵有益  ⑶人工  ⑷食物鏈

12、⑴向廣口瓶中加幾根健壯的水草，適量水蚤，一條活動能力強的體型相對小的魚；將廣口瓶用橡皮塞塞緊后用凡士林嚴密封口；將廣口瓶放在溫度適宜、光照強度適宜的地方培養  ⑵池泥和池水  ⑶小；可減少氧氣和養料的消耗，容易建立起生態平衡  ⑷有穩定的能量來源，生產者為消費者、分解者提供有機物、能量、氧氣，消費者、分解者為生產者提供光合作用所需要的二氧化碳、礦物質等。 ⑸設計一個廣口瓶內無水草，其他條件均與上述廣口瓶條件相同，觀察水蚤、小魚存活時間。

作

業

教

學

后

記