高二生物教案：《生態(tài)系統的穩定性》優(yōu)秀教學(xué)設計（三）

課  題

第五節 生態(tài)系統的穩定性

教  學(xué)

目  標

1、闡明生態(tài)系統的自我調節能力。

2、舉例說(shuō)明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。

3、闡述提高生態(tài)系統穩定性的措施

4、設計并制作生態(tài)缸，觀(guān)察其穩定性

5、認同生態(tài)系統穩定性的重要性，關(guān)注人類(lèi)活動(dòng)對生態(tài)系統穩定性的影響。

教 學(xué)

方 法

講述與學(xué)生練習、討論相結合

教

材

分

析

重點(diǎn)

闡明生態(tài)系統的自我調節能力。

難點(diǎn)

抵抗力穩定性和恢復力穩定性的概念。

教具

實(shí)物投影、多媒體課件

教

學(xué)

過(guò)

程

引入：以“問(wèn)題探討”引入，學(xué)生思考回答老師提示。

〖提示〗生態(tài)系統具有自我調節能力。

生態(tài)系統的穩定性：生態(tài)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(tài)系統的自我調節能力

生態(tài)系統的自我調節能力的基礎：負反饋調節在生態(tài)系統中普遍存在。

〖講述〗生態(tài)系統的自我調節能力主要表現在3個(gè)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(dòng)物或動(dòng)物與動(dòng)物之間，常有食物鏈關(guān)系；

第三，是生物與環(huán)境之間的相互調控。

生態(tài)系統總是隨著(zhù)時(shí)間的變化而變化的，并與周?chē)�的環(huán)境有著(zhù)很密切的關(guān)系。生態(tài)系統的自我調節能力是以?xún)炔可�物群落為核心的，有�?zhù)一定的承載力，因此生態(tài)系統的自我調節能力是有一定范圍的。

〖旁欄思考題〗學(xué)生思考回答老師提示。

〖提示〗如果草原上的食草動(dòng)物因為遷入而增加，植物就會(huì )因為受到過(guò)度啃食而減少；而植物數量減少以后，反過(guò)來(lái)就會(huì )抑制動(dòng)物的數量，從而保證了草原生態(tài)系統中的生產(chǎn)者和消費者之間的平衡。

〖講述〗在生態(tài)系統中關(guān)于正反饋的例子不多，例如，有一個(gè)湖泊受到了污染，魚(yú)類(lèi)的數量就會(huì )因為死亡而減少，魚(yú)類(lèi)死亡的尸體腐爛，又會(huì )進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚(yú)類(lèi)的死亡。

教

學(xué)

過(guò)

程

不同生態(tài)系統的自我調節能力是不同的。一個(gè)生態(tài)系統的物種組成越復雜，結構越穩定，功能越健全，生產(chǎn)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(tài)系統的生產(chǎn)效率下降，抵抗自然災害、外來(lái)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(tài)系統中，擁有著(zhù)生態(tài)功能相似而對環(huán)境反應不同的物種，并以此來(lái)保障整個(gè)生態(tài)系統可以因環(huán)境變化而調整自身以維持各項功能的發(fā)揮。因此，物種豐富的熱帶雨林生態(tài)系統要比物種單一的農田生態(tài)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(xué)生活動(dòng)〗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(tài)的外界因素；“保持”是指與干擾同時(shí)表現的系統內在的自動(dòng)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(tài)系統較遠地偏離了原來(lái)的穩定范圍；“恢復”是指外界因素消除后，生態(tài)系統重新建立穩定狀態(tài)。

以往認為，抵抗力穩定性與恢復力穩定性是相關(guān)的，抵抗力穩定性高的生態(tài)系統，其恢復力穩定性低。也就是說(shuō)，抵抗力穩定性與恢復力穩定性一般呈相反的關(guān)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(jiǎn)單，它的抵抗力穩定性很低，在遭到過(guò)度放牧、火災等干擾后，恢復的時(shí)間也十分漫長(cháng)。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(gè)生態(tài)系統的兩個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明，則必須強調它們所處的環(huán)境條件。環(huán)境條件好，生態(tài)系統的恢復力穩定性較高，反之亦然。

三、提高生態(tài)系統的穩定性

〖講述〗我們要明確以下觀(guān)點(diǎn)：

（1）自然生態(tài)系統是人類(lèi)生存的基本環(huán)境；

（2）人類(lèi)活動(dòng)的干擾正在全球范圍內使生態(tài)系統偏離穩定狀態(tài)；

（3）人類(lèi)生存與發(fā)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(tài)系統的結構越復雜，其生態(tài)系統自我調節能力越大的原因不包括

A.     處在同一營(yíng)養級的生物種類(lèi)繁多    

B. 能量可以通過(guò)其他食物鏈傳遞到頂級   

B.     某營(yíng)養級的一些生物消失，可由其他營(yíng)養級的生物替代  

D. 能量流經(jīng)各營(yíng)養級時(shí)，是逐級遞減的

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

答案：D

〖例2〗某研究所對一個(gè)河流生態(tài)系統進(jìn)行了幾年的跟蹤調查，請根據相關(guān)調查材料回答問(wèn)題。

（1）下圖表示某種魚(yú)遷入此生態(tài)系統后的種群數量增長(cháng)率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)。

請分析回答：

①下圖中能反映魚(yú)種群數量的變化曲線(xiàn)是

該魚(yú)在t₃時(shí)期后，種群數量變化是        ，主要原因是         和             。

  ③在t₁時(shí)該種群的年齡組成可能為         型。

  ④該魚(yú)種群數量的變化規律體現了生態(tài)系統的            調節

⑵這個(gè)河流生態(tài)系統的生物群落和無(wú)機環(huán)境之間通過(guò)       和         ，能夠較長(cháng)時(shí)間的保持相對穩定，如果此時(shí)遇到輕度污染則對此生態(tài)系統不產(chǎn)生明顯的影響，這是因為該生態(tài)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(zhì)惡化，水生動(dòng)物也大量死亡，在這種條件下，異化作用類(lèi)型為       的微生物大量繁殖，將動(dòng)植物尸體中的      等有機物分解產(chǎn)生硫化氫、氨等氣體。

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

⑵生態(tài)系統之所以能保持相對穩定是生態(tài)系統中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)達到一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這樣的生態(tài)系統本身具有自動(dòng)調節能力，能夠抵抗一定限度的外來(lái)干擾。但是外來(lái)干擾超過(guò)一定的限度，生態(tài)系統的穩定性就會(huì )遭到破壞

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

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

【目標檢測】

●基礎題

1．自然林區內的馬尾松林一般不容易發(fā)生蟲(chóng)害，但在一些人工馬尾松林中卻常會(huì )發(fā)生嚴重的松毛蟲(chóng)危害，其主要原因是（　�。�

A． 松毛蟲(chóng)繁殖力強     B． 馬尾松抗蟲(chóng)害能力差 

C．人工林營(yíng)養結構簡(jiǎn)單   D．當時(shí)氣候適宜松毛蟲(chóng)生長(cháng)

2．下列各種生態(tài)系統種維持生態(tài)系統穩定性自動(dòng)調節能力最大的是（　　�。�

A．  池塘生態(tài)系統   B．北極凍原生態(tài)系統

C．熱帶雨林生態(tài)系統  D ．溫帶草原生態(tài)系統

3．某牧草留種區，為了預防鳥(niǎo)啄食草籽，用網(wǎng)把留種區罩起來(lái)。后來(lái)發(fā)現，留種區草的種子幾乎被蟲(chóng)吃光了。發(fā)生這種現象的根本原因是（　�。�

A．  蟲(chóng)害過(guò)度繁殖   B．干旱缺水引起蟲(chóng)害

C．食物鏈被破壞   D．害蟲(chóng)產(chǎn)生變異新類(lèi)型

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

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(yíng)養化，使得水體中藻類(lèi)生物生長(cháng)過(guò)剩，下列哪一種方法能夠在較短的時(shí)間內大量減少這些藻類(lèi)（　�。�

A．大量引進(jìn)肉食性魚(yú)類(lèi)         B． 盡量捕撈植食性魚(yú)類(lèi)  

C． 大量引入捕食浮游生物的魚(yú)  D．完全除去捕食浮游動(dòng)物的魚(yú)

6．在我國西部大開(kāi)發(fā)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(kāi)發(fā)旅游業(yè)    B．發(fā)展畜牧業(yè)    C．增加木材生產(chǎn)   D．改善生態(tài)環(huán)境

7．什么措施能提高一個(gè)生態(tài)系統的穩定性（　�。�

A．減少捕食者和寄生生物的數量    B． 使生產(chǎn)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(gè)演替系列的演替過(guò)程

8．下列生態(tài)系統穩定性的說(shuō)法正確的是（　�。�

A.     生態(tài)系統穩定性是指生態(tài)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(tài)系統的穩定性較高  

C.     草原生態(tài)系統的恢復力穩定性比森林生態(tài)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(tài)系統的抵抗力穩定性

9．池塘養魚(yú)，若要穩定和長(cháng)期保持較高的魚(yú)產(chǎn)量，應采取的最佳措施是（　�。�

A．及時(shí)、適量的捕撈成魚(yú)     B． 大量的投入魚(yú)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(gè)處于穩定狀態(tài)的生態(tài)系統，下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

A．由幼年向成熟過(guò)渡階段出現穩定的狀態(tài)

B．有一定生物組成、數量比例及典型的食物鏈

C．物質(zhì)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(dòng)

●拓展題

11．某農田生態(tài)系統中主要種植水稻等農作物，人們?yōu)榫S持農作物的正常生長(cháng)發(fā)育，進(jìn)行除草、治蟲(chóng)、施肥、灌溉等生產(chǎn)活動(dòng)，以達到增產(chǎn)豐收的目的。請從生態(tài)系統穩定性的角度分析回答下列問(wèn)題：

⑴該農田生態(tài)系統的       簡(jiǎn)單，因此它的自動(dòng)調節能力           。

⑵及時(shí)進(jìn)行除草、治蟲(chóng)，就是設法調整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向對人類(lèi)       的部分。

⑶若不進(jìn)行除草、治蟲(chóng)、施肥、灌溉等生產(chǎn)活動(dòng)，該農田生態(tài)系統就會(huì )很快退化。這說(shuō)明農田生態(tài)系統在一定程度上是受          控制的生態(tài)系統。

⑷若大肆捕捉青蛙，水稻害蟲(chóng)會(huì )大量繁殖，引起農田生態(tài)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(tài)系統中的             。

12．請利用下面提供的材料和用品建立一個(gè)人工微型生態(tài)系統，并使其維持一定時(shí)間的運轉。材料用品：小魚(yú)、水藻、水草、池泥、池水、廣口瓶、橡皮塞、培養皿、吸管、小魚(yú)網(wǎng)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(tài)系統分解者存在于          中。

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

⑷該生態(tài)系統能建立起物質(zhì)和能量的暫時(shí)平衡，原因是                      。

⑸若要證明生產(chǎn)者在生態(tài)系統的作用，應如何設計試驗？              。 

參考答案：1­—10、CCCDADCDAA 11、⑴營(yíng)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(dòng)能力強的體型相對小的魚(yú)；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��；可減少氧氣和養料的消耗，容易建立起生態(tài)平衡  ⑷有穩定的能量來(lái)源，生產(chǎn)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(chǎn)者提供光合作用所需要的二氧化碳、礦物質(zhì)等。 ⑸設計一個(gè)廣口瓶?jì)葻o(wú)水草，其他條件均與上述廣口瓶條件相同，觀(guān)察水蚤、小魚(yú)存活時(shí)間。

作

業(yè)

教

學(xué)

后

記