5.5生态系统的稳定性 导学案
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平潭岚华中学高二年段生物 第五章第五节 生态系统的稳定性
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5.5 生态系统的稳定性
【学习目标】
1. 通过对教材P109~110的实例分析,理解生态系统的自我调节能力。
2. .阅读教材P110~111,区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性,并简述提高生态系统稳定性的措施。
3. 设计并制作生态缸,观察其稳定性。
【重点难点】
1.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。
3.设计并制作生态缸,观察其稳定性。
一、生态系统的稳定性和自我调节能力
1.生态系统的稳定性
(1)概念:生态系统所具有的________或________自身结构和功能相对稳定的________。
(2)原因:生态系统具有________________________。
2.生态系统的自我调节能力
(1)实例
①受轻微污染的河流
结果:生物的____________________不会受到明显的影响。
②森林
结果:鸟类、害虫的数量趋于稳定。
(2)特点
生态系统的自我调节能力是________的,当外界干扰因素的强度超过________________时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失,生态系统就难以恢复。
(3)基础:负反馈调节。
问题探究 1.材料1 亚马逊森林已经存在至少上千万年了,中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰,但现在依然保持着森林景观。
材料2 森林火灾(左)和火烧后的恢复(右)。
从材料1、2看出,生态系统所具有的____________________自身结构和功能________________的能力,叫做生态系统的稳定性。
2.生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的,请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和生态系统稳态反馈调节的概念模型。
(1)个体稳态反馈调节的概念模型(以血糖调节为例)。
(2)生态系统稳态反馈调节的概念模型(生态系统以水稻田生态系统为例,水稻田中的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫)。
3.已经污染的湖泊中污染状况加剧,如下图:
从材料看出,该生态系统具有________最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力,这种能力平潭岚华中学高二年段生物 第五章第五节 生态系统的稳定性
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称为_________调节,该实例说明生态系统的自我调节能力___________________。
【练一练】
1.生态系统自我调节能力的基础是负反馈。下列哪项不属于负反馈调节( )
A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制
B.草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被,但空地土壤肥沃光照充足,幸存植物能迅速萌发生长
D.池塘被倾倒入大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差
易混辨析 生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
比较 负反馈调节 正反馈调节
作用 是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到并保持相对稳定 加速生态系统最初所发生的变化,使生态系统向着更好或更坏的方向发展,即人们常说的良性循环或恶性循环
结果 抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统________外界干扰并使自身的结构与功能________________的能力 生态系统在受到外界干扰因素的________后____________________的能力
特点 生态系统的组分越多,食物网越__________,自我调节能力就__________,抵抗力稳定性就越高 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度和恢复时间不同
实例 热带雨林中假若某种植食性动物大量减少,将由这个营河流与土壤若被有毒物质轻微破坏,通过自身养级的多种生物来代替,使整个生态系统维持相对稳定 ________________,可以很快恢复;若被重度污染,河流或土壤的______________稳定性就被破坏了
2.提高生态系统稳定性的措施
(1)对森林生态系统的利用,要有计划地采伐,防止过度采伐,并且要伐种兼顾。由此说明提高生态系统的稳定性要控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该________,不应超过生态系统的__________________。
(2)农田生态系统需要不断地施肥、灌溉,控制病虫害,并且推广秸秆还田,以减少农田的输出。由此说明提高生态系统的稳定性,要对人类利用强度较大的生态系统________________,以保证生态系统内部结构与功能的协调。
【练一练】
3.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人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力 ④热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性仍很强 ⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类,改变其营养结构
A.①③ B.②④⑤
C.②③ D.①④⑤
4.如果将一处受到外来干扰后恢复到原状态的森林开发为一个森林公园,为了提高该森林生态系统的稳定性,应当采取的措施是( )
A.在森林中引入一些珍奇的野生动物,把生产者的能量尽量多地积蓄起来
B.在森林里引入一些珍奇的野生动物,增加食物网的复杂性
C.定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶,便于游人观赏珍贵树种
D.对森林适量采伐,使该生态系统处于长期相对稳定状态
易混辨析 有关生态系统稳定性的两点提示
(1)不能说“热带雨林的稳定性大于草原生态系统”,只能说“热带雨林的抵抗力稳定性大于草原生态系统”。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的,如苔原生态系统的两种稳定性都平潭岚华中学高二年段生物 第五章第五节 生态系统的稳定性
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较小。
三、设计并制作生态缸,观察其稳定性
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密切的关系。
(2)将少量植物,以这些植物____________________和其他____________________放入一个密封的玻璃缸中,便形成一个人工模拟的微型生态系统——生态缸。
(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
问题探究
试分析生态缸的设计要求,完善下表: 设计要求 相关分析
生态缸必须________ 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命力,成分齐全(具有____________、____________________________) 生态缸中能够进行物质循环和__________________,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须______ 为光合作用提供光能;保持生态缸内温度;便于观察
生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,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
【练一练】
5.某同学设计了一个小生态瓶,要想较长时间保持稳态,一定要做到的是( )
①要有稳定的能量来源 ②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理 ③植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要 ④动物产生的CO2能满足植物进行光合作用 ⑤瓶底应放一些鹅卵石
A.①③④ B.①②③④
C.①③④⑤ D.①②③④⑤
6.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面列举的原理或要求中合理的是( )
A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量
B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸
C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些
D.生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动
特别提醒 生态缸内的生物只能保持一定时间的活性
生态缸中虽然成分齐全,生产者、消费者和分解者之间可以进行能量流动和物质循环,但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。
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【课后巩固】
1.生态系统自我调节能力越大,则表明( )
①生态系统的成分越复杂 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生态平衡容易被破坏 ⑥生态平衡不易被破坏
A.①③⑤ B.②④⑥
C.①③⑥ D.②④⑤
2.在下列四种措施中,能提高区域生态系统自我调节能力的是( )
A.减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量
B.增加该生态系统内各营养级生物的种类
C.使生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡
D.减少该生态系统内生物的种类
3.下列曲线表示四个不同自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后,初级消费者和次级消费者的数量变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是(
)
4.在设计和制作小生态瓶,探究保持生态系统相对稳定的条件时,应遵循一定的原理,下列设计中不合理的是( )
A.瓶内各种生物之间应有营养关系
B.瓶内各种生物的数量搭配应合理 C.瓶口应敞开以保证生物有氧呼吸
D.应给予瓶内生态系统适当的光照
5.一森林生态系统中有甲、乙两种昆虫,原来这两种昆虫的密度长期在一定范围内波动,保持动态平衡。后来在时间T点,对森林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂,这一生态系统就发生了变化。如下图所示:
(1)甲昆虫是________食性昆虫,乙昆虫是________食性昆虫,甲、乙两种昆虫之间的关系为________关系。施放化学杀虫剂后,甲昆虫密度上升的原因是________________________,乙昆虫密度下降的原因是________________________________。
(2)施药前,该生态系统保持________的状态,这体现了生态系统具有________稳定性;施药后生态系统受到破坏,说明生态系统的________________能力具有一定的限度。
(3)预测施药后相当长的一段时间,该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会发生怎样的变化?________________________________________。这说明生态系统具有何种稳定性?________________________________________。