高中生物 第5章 第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件 新人教版必修3.ppt

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第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,目標導航 1.結合實例分析，闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力。 2.通過資料分析，說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性，簡述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。 3.設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性。,預習導學 挑戰(zhàn)自我，點點落實,1.概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的 或 自身結構和功能相對穩(wěn)定的 。 2.原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的 。,一、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(閱讀P109),保持,恢復,能力,自我調節(jié)能力,二、生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力(閱讀P109－110) 1.概念：不同的生態(tài)系統(tǒng)都有在一定范圍內質 的能力。 2.大?。阂话銇碚f，生態(tài)系統(tǒng)的 ，食物網 ，其 ，相反，組分 ，營養(yǎng)結構 ，其 也越小。 3.生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎是 ，后者在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。 4.生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是 的。,消除外來干擾,組分越多,越復雜,自我調節(jié)能力越強,越少,越簡單,自我,,調節(jié)能力,負反饋調節(jié),有限,三、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個方面(閱讀P110－111) 1.抵抗力穩(wěn)定性 (1)含義：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的 保持原狀(不受損害)的能力。 (2)規(guī)律：生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純， 越簡單，自我調節(jié)能力就越弱， 就越低；反之則越高。 (3)特點：生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力有一定限度，越過限度， 能力就遭到破壞。,結構與功能,營養(yǎng)結構,抵抗力穩(wěn)定性,自我調節(jié),2.恢復力穩(wěn)定性 (1)含義：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后 的能力。 (2)與抵抗力穩(wěn)定性的關系：往往 。,恢復到,,原狀,相反,四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施(閱讀P111) 1.控制對生態(tài)系統(tǒng) 的程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用應該適度，不應超過生態(tài)系統(tǒng)的 。 2.對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的 、 投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內部 的協(xié)調。,干擾,自我調節(jié)能力,物質,能量,結構與功能,五、設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性的實驗的基本原理(閱讀P112) 在有限的空間內，依據生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)具有的 進行組織，構建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運轉，在設計時還要考慮系統(tǒng)內 生物之間的合適比例。應該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有 的，也可能是 的。,基本成分,不同營養(yǎng)級,條件,短暫,預習診斷,判斷正誤： (1)生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網越復雜，生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性就越強。( ) (2)自我調節(jié)能力強的生態(tài)系統(tǒng)，其穩(wěn)定性也就越高。( ) (3)一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中動植物種類及數量不會有波動。( ),,√,,(4)生物群落能量的輸入量大于輸出量，物質的輸入與輸出則保持相對平衡。( ) (5)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是恒定不變的。( ),,,一、生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力,課堂講義 重點難點，個個擊破,1.自我調節(jié)能力的大小 生態(tài)系統(tǒng)的成分越繁多，營養(yǎng)結構越復雜，生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力就越大，反之亦然。 2.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié) (1)負反饋調節(jié) ①作用：是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎，能使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡及穩(wěn)態(tài)。,②結果：抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。 ③實例,一個草原生態(tài)系統(tǒng)中的負反饋調節(jié),(2)正反饋調節(jié) ①作用：使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)。 ②結果：加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。 ③實例：一個湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的正反饋調節(jié)。,思維激活,1.生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的大小主要與生態(tài)系統(tǒng)的哪些成分有關？ 答案 生態(tài)系統(tǒng)中生產者與消費者，特別是消費者的類群復雜化程度，將決定食物鏈、食物網的復雜化程度，進而決定自我調節(jié)能力的大小。,2.負反饋調節(jié)是破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性嗎？ 答案 負反饋調節(jié)并非破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而是使最初發(fā)生的那種變化向相反方向發(fā)展，使生態(tài)系統(tǒng)達到并保持相對穩(wěn)定。,應用示例,1.如圖所示，圖A為草原生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調節(jié)示意圖，請據圖回答下列問題：,(1)作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，除了圖A中所示的成分外，還應該包括____________和________________________。 (2)甲、乙、丙3者之間的食物聯(lián)系是____________；該生態(tài)系統(tǒng)的__________________是沿著這種渠道進行的。 (3)圖B為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的某種調節(jié)活動，這種調節(jié)導致的最終結果是_______________________________。 此結果產生的原因是_______________________________。,(4)圖A和圖B這兩種反饋調節(jié)是否相同？為什么？ ________________________________________________________________________。,問題導析 (1)生態(tài)系統(tǒng)的成分包括乙( )、甲和丙 ( )，以及 、 。 (2)該食物鏈為 ， 是沿著該食物鏈進行的。 (3)該湖泊受到污染，水質惡化加劇了物種減少，形成惡性循環(huán)，這屬于 反饋調節(jié)。最終導致該生態(tài)系統(tǒng)生物種類 ，抵抗力穩(wěn)定性 。,生產者,消費者,分解者,非生物的物質和能量,乙→甲→丙,物質循環(huán)和能量流動,正,減少,降低,解析 物質循環(huán)和能量流動是沿著食物網和食物鏈進行的，湖泊受到污染，物種減少，導致該生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性降低，加速了生態(tài)系統(tǒng)的破壞。從圖A可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又導致乙減少，屬于負反饋調節(jié)。,答案 (1)分解者 非生物的物質和能量 (2)乙→甲→丙 物質循環(huán)和能量流動 (3)加速破壞該生態(tài)系統(tǒng)原有的穩(wěn)態(tài) 生物種類減少，自我調節(jié)能力降低 (4)不同。圖A是負反饋調節(jié)，圖B是正反饋調節(jié),一題多變,生物個體的穩(wěn)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)都是通過反饋調節(jié)來實現(xiàn)的，請以文字、箭頭分別構建一個個體穩(wěn)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型。 (1)個體穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型(以血糖調節(jié)為例)。 (2)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型(生態(tài)系統(tǒng)以水稻田生態(tài)系統(tǒng)為例，水稻田中的主要生物有水稻、食蟲鳥與害蟲)。,答案 (1)如圖所示，(“＋”表示促進，“－”表示抑制),(2)如圖所示,二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解 (1)結構的相對穩(wěn)定：動植物的種類和數量相對穩(wěn)定。 (2)功能的相對穩(wěn)定：物質與能量輸入和輸出相對平衡。 (3)其是內部自我調節(jié)的結果，這種調節(jié)主要是依靠群落內部種間關系及種內斗爭實現(xiàn)。 (4)可打破重建：在遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律的前提下依據人類的需要，打破原有平衡，建立更加高效的平衡。,2.抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性的比較,3.生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關系(如圖),(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。 (2)y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強，如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)受到相同干擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。,(3)x可以表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。x越大，表示恢復力穩(wěn)定性越弱，反之，恢復力穩(wěn)定性越強。 (4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標，這一面積越大，即x與y越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。,思維激活,3.一塊管理良好的棉田和內蒙古草原上的草場相比，其抵抗力穩(wěn)定性哪個高？試說明判斷理由。 答案 內蒙古草原上的草場的抵抗力穩(wěn)定性高于棉田。因為棉田的成分單一、營養(yǎng)結構簡單。,4.要增加生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，是不是引進的物種越多越好？ 答案 不是。引進新物種是對原有系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種干擾，只有在保證不破壞原有穩(wěn)態(tài)的前提下，才能起到應有作用。 5.一個生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性很低，其恢復力穩(wěn)定性就一定很高嗎？ 答案 不一定，如北極苔原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性都很低。,應用示例,2.如圖所示，兩條虛線之間的部分表示生 態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。y表示一個 外來干擾使之偏離這一范圍的大??；x表 示恢復到原狀態(tài)所需的時間；曲線與正常 范圍之間所夾的面積可以作為總穩(wěn)定性的定量指標(TS)。下列說法中正確的是( )。,A.在正常作用范圍內，生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類和數量保持 不變 B.在遭到干擾時，x、y值的大小與生物數量有關，與種類 無關 C.對同一個生態(tài)系統(tǒng)來說，y值和x值之間呈正相關 D.TS值越小，表明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越小,問題導析 (1)在正常作用范圍內，生態(tài)系統(tǒng)中生物的 和 應保持 ，而不是不變。 (2)由圖可知：對同一生態(tài)系統(tǒng)來說，外來干擾越 ，恢復到原狀需要的時間越 ，即y值和x值之間呈 相關。 (3)由圖可知：y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。x、y值與生物 都有關，生物 越多， 越復雜， 越小，說明生態(tài)系統(tǒng)恢復原狀越 ，總穩(wěn)定性越 。,種類,數量,動態(tài)平衡,大,長,正,種類、數量,種類、數量,食物網,TS值,快,大,答案 C,一題多變 如果將一處受到外來干擾后恢復到原狀態(tài)的森林開發(fā)為一個森林公園，為了提高該森林生態(tài)系統(tǒng)總穩(wěn)定性的定量指標(TS)，應當采取的措施是( )。 A.在森林中引入一些珍奇的野生動物，把生產者的能量盡量 多地積蓄起來 B.在森林里引入一些珍奇的野生動物，增加食物網的復雜性,C.定期清理小型灌木、雜草和枯枝落葉，便于游人觀賞珍 貴樹種 D.對森林適量采伐，使該生態(tài)系統(tǒng)處于長期相對穩(wěn)定狀態(tài),解析 在森林中引入一些珍奇的野生動物，將會改變原有的營養(yǎng)結構，破壞森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。定期清理灌木、雜草和殘枝落葉，這些人為因素的干擾會破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。森林屬于可再生性資源，適量采伐、合理利,用，并不會破壞森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反而會促進物質的循環(huán)，使該生態(tài)系統(tǒng)長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。,答案 D,三、設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性 1.探究目的：探究生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定的條件。 2.小生態(tài)缸的設計要求及分析,3.生態(tài)缸穩(wěn)定性觀察的注意事項 (1)首先設計一張觀察記錄表，內容包括植物、動物的生活情況、水質情況(由顏色變化進行判別)及基質變化等。 (2)定期觀察，同時做好觀察記錄。 (3)如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經全部死亡，說明此時該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞，記錄下發(fā)現(xiàn)的時間。,4.結果分析 (1)生態(tài)缸中雖然成分齊全，生產者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質循環(huán)，但由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內的生物只能保持一定時間的活性。,(2)如果生態(tài)缸是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，則生態(tài)系統(tǒng)的成分復雜，自我調節(jié)、自我修復和自我延續(xù)的能力強，在沒有巨大外界環(huán)境干擾的情況下會長期保持相對穩(wěn)定。,3.為研究影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，某生物學習小組設計了4個密閉、透明的生態(tài)瓶，各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養(yǎng)和觀測后，發(fā)現(xiàn)甲瓶是最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。,應用示例,注：“＋”表示有，“－”表示無。,請回答下列相關的問題。 (1)為保證生物的生存，必需的兩項外部條件是__________ _________________________________________________。 (2)瓶內加入泥沙的重要意義是_______________________ _________________________________________________。 (3)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為________，原因是_________________________________________________。,(4)丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是________________ _________________________________________________。 (5)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量________，原因是________ _________________________________________________。 (6)根據觀測結果，得出結論： ①_________________________________________________； ②________________________________________________。,問題導析 (1)密閉生態(tài)瓶的穩(wěn)定性取決于該生態(tài)系統(tǒng)生物 的合理搭配。 (2)生產者進行光合作用，為消費者——浮游動物和小魚提供 。 (3)泥沙中含有微生物—— ，可將水中的有機物分解成無機物，實現(xiàn)瓶內 。 (4)甲瓶無小魚較丁瓶有小魚穩(wěn)定的原因可能是生態(tài)瓶較小，小魚的存在和長大會引起生物間的 加劇，打破原有的平衡。,種類,和數量,氧,氣和食物,分解者,物質循環(huán),競爭,解析 密閉生態(tài)瓶的穩(wěn)定性取決于該生態(tài)系統(tǒng)生物種類和數量的合理搭配。生產者進行光合作用，消耗水中的二氧化碳，釋放出氧氣，同時將無機物轉化成有機物，為消費者——浮游動物和小魚提供氧氣和食物。泥沙中含有微生物——分解者，可將水中的有機物分解成無機物，實現(xiàn)瓶內物質循環(huán)。乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，兩者都不能長久地維持穩(wěn)定，甲瓶無小魚較丁瓶有小魚穩(wěn)定的原因可能是生態(tài)瓶較小，小魚的存在和長大會引起生物間的競爭加劇，打破原有的平衡。,答案 (1)充足的光照和適宜的溫度 (2)提供分解者，為綠色植物提供必需的礦質元素 (3)下降 缺乏光照情況下藻類不能進行光合作用，不能生長 (4)缺乏泥沙，分解者數量太少 (5)減少 消費者較多，消耗較多的氧氣 (6)①生態(tài)系統(tǒng)應該具有生產者、消費者和分解者以及非生物的物質和能量(太陽能) ②生產者、消費者以及分解者之間應保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定,一題多變 判斷在設計小生態(tài)瓶時應遵循的原理是否合理： (1)瓶中動物與植物之間應有捕食關系。( ) (2)瓶中各種生物的數量搭配應合理。( ) (3)應經常向瓶中通氣，保證瓶中生物的呼吸。( ) (4)瓶中生態(tài)系統(tǒng)應獲得充足的能量。( ),√,√,,√,,課堂 小結,抵抗力,恢復力,,對點練習,1,2,3,4,1.生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力越大，則表明( )。 ①生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜 ②生態(tài)系統(tǒng)的成分越簡單 ③營養(yǎng)結構越復雜 ④營養(yǎng)結構越簡單 ⑤生態(tài)平衡容易被破壞 ⑥生態(tài)平衡不易被破壞 A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑥ D.②④⑤,1,2,3,4,解析 生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜，營養(yǎng)結構越復雜，其自我調節(jié)能力就越大，生態(tài)平衡越不易被破壞。 答案 C,1,2,3,4,2.下列曲線表示四個不同自然生態(tài)系統(tǒng)在受到同等程度的外來干擾后，初級消費者和次級消費者的數量變化情況。其中抵抗力穩(wěn)定性最高的生態(tài)系統(tǒng)是( )。,1,2,3,4,解析 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。抵抗力穩(wěn)定性的本質是“抵抗干擾、保持原狀”，一般而言，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結構越簡單，自我調節(jié)能力越小，抵抗力穩(wěn)定性越低；反之越高。四選項曲線中，只有C選項的曲線受干擾后，初級消費者和次級消費者的數量變化與原來變化趨勢基本相同，所以該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性是最高的。 答案 C,1,2,3,4,3.在設計和制作小生態(tài)瓶，探究保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定的條件時，應遵循一定的原理，下列設計中不合理的是( )。 A.瓶內各種生物之間應有營養(yǎng)關系 B.瓶內各種生物的數量搭配應合理 C.瓶口應敞開以保證生物有氧呼吸 D.應給予瓶內生態(tài)系統(tǒng)適當的光照,1,2,3,4,解析 在設計和制作小生態(tài)瓶時，應模擬穩(wěn)定的自然生態(tài)系統(tǒng)的條件，既要滿足各種生物之間有營養(yǎng)關系，又要滿足各種生物的數量搭配合理。由于能量沿食物鏈是單向流動、逐級遞減的，故設計生態(tài)瓶時要源源不斷地供給太陽能，以滿足能量的需求。在設計和制作生態(tài)瓶時，瓶口應密封，與外界環(huán)境隔開。 答案 C,1,2,3,4,4.一森林生態(tài)系統(tǒng)中有甲、乙兩種昆蟲，原來這兩種昆蟲的密度長期在一定范圍內波動，保持動態(tài)平衡。后來在時間T點，對森林施放了一種鄰近林區(qū)曾多次使用的化學殺蟲劑，這一生態(tài)系統(tǒng)就發(fā)生了變化。如下圖所示：,1,2,3,4,(1)甲昆蟲是________食性昆蟲，乙昆蟲是________食性昆蟲，甲、乙兩種昆蟲之間的關系為________關系。施放化學殺蟲劑后，甲昆蟲密度上升的原因是____________，乙昆蟲密度下降的原因是________。 (2)施藥前，該生態(tài)系統(tǒng)保持________的狀態(tài)，這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)具有________穩(wěn)定性；施藥后生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，說明生態(tài)系統(tǒng)的____________能力具有一定的限度。,1,2,3,4,(3)預測施藥后相當長的一段時間，該生態(tài)系統(tǒng)中的兩種昆蟲密度和森林光合作用產物量會發(fā)生怎樣的變化？_______。這說明生態(tài)系統(tǒng)具有何種穩(wěn)定性？________________。,解析 觀察圖解T點之前甲乙兩種昆蟲的波動情況，可以判斷出乙捕食甲。T點之后，乙數量減少，甲失去了天敵的控制，數量增多，導致森林生物量下降。,1,2,3,4,答案 (1)植 肉 捕食 具有抗藥性 沒有抗藥性 (2)相對穩(wěn)定 抵抗力 自我調節(jié) (3)逐漸恢復 恢復力穩(wěn)定性,