高中生物第5章生态系统及其稳定性5.5生态系统的稳定性讲义新人教版必修.ppt

,第,5,节,生态系统的稳定性,第,5,章,生态系统及其稳定性,学习目标,1.,理解生态系统的自我调节能力。,2.,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。,方式一,2016,年,5,月,4,日，太湖蓝藻随着滚滚流水由西向东挺进无锡市梁溪河畔，入湖污染物总量偏大、蓝藻水华暴发程度超过往年。,如何让太湖恢复它的结构和功能呢？今天我们共同学习生态系统的稳定性，探讨解决太湖污染的方法。,课堂导入,方式二,在林业生产上，人工种植的单一纯种林很容易发生虫灾，但是天然混交林和原始森林一般不会发生虫灾，这是为什么？这与生态系统的抵抗力稳定性有关，什么是生态系统的抵抗力稳定性？什么是生态系统的稳定性？,新知导学,达标,检测,内容索引,新知导学,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,受轻微污染的河流,结果：生物的,不会受到明显的影响。,一、生态系统的稳定性和自我调节能力,保持,恢复,能力,自我调节能力,种类和数量,物理,微生物,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，生态系统就到了难以恢复的程度。,(3),基础：负反馈调节。,一定限度,受到抑制,有限,丰富,生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较,归纳总结,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,例,1,判断正误：,(1),负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在,(,),(2),当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节,(,),(3),负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础,(,),(4),当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失,(,),答案,解析,解析,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及稳定，它不仅存在于生态系统的生物群落之间，也存在于生物群落与无机环境之间，它的特点是通过自我调节能力，使生态系统内的种群数量保持相对平衡，这种调节往往是通过生物与生物之间的捕食关系来实现的。,例,2,生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。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,解析,答案,解析,草原鼠的数量上升，蛇的食物增加引起蛇的数量上升，使得鼠的增加受到抑制属于负反馈调节，,A,项正确；,草原被蝗虫采食后，草原植物增强再生能力，可以减缓植物种群数量的下降，属于生态系统的自我调节，是负反馈调节，,B,项正确；,森林局部着火破坏了部分植被，但形成的空地土壤肥沃，光照充足，幸存植物能更迅速的萌发生长，属于负反馈调节，,C,项正确；,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，属于正反馈调节，,D,项错误。,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,抵抗,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,，其自我调节能力就,，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，将由这个营养级的多种生物来代替，使整个生态系统维持相对稳定,河流与土壤若被有毒物质轻微破坏，通过自身,，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,保持原状,恢复到原状,破坏,越强,复杂,净化作用,恢复力,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。,自我调节能力,适度,实施相应的物质、能量投入,归纳总结,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较,(1),区别,(2),联系,一般二者呈负相关，营养结构越复杂的生态系统，抵抗力稳定性,(,a,),越强，而恢复力稳定性,(,b,),一般越弱。,二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。,例,3,下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,“,遭到破坏，恢复原状,”,属于抵抗力稳定性,人类对自然生态系统的,“,干扰,”,不应超过其承受能力,热带雨林遭到严重砍伐后，其恢复力稳定性仍很强,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.,B.,C.,D.,解析,答案,解析,生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，,正确；,“,遭到破坏，恢复原状,”,属于恢复力稳定性，,错误；,生态系统的自我调节能力具有一定的限度，为保持生态系统的稳定，人类对生态系统的干扰不能超过其承受能力，否则生态平衡就会遭到破坏，,正确；,热带雨林的抵抗力稳定性强，但是一旦遭到严重破坏后，很难恢复，所以其恢复力稳定性较弱，,错误；,生物种类增加，营养结构变复杂，生态系统的稳定性会增加，但是随意增加生物种类，可能造成外来物种入侵，反而会破坏生态系统的稳定性，,错误。,例,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,解析,在森林中引入一些珍奇的野生动物，将会改变原有的营养结构，破坏森林生态系统的稳定性；定期清理灌木、杂草和残枝落叶，这些人为因素的干扰会破坏原有生态系统的稳定性；森林属于可再生性资源，适量采伐、合理利用，并不会破坏森林生态系统的稳定性，反而会促进物质的循环，使该生态系统长期处于相对稳定状态。,解析,答案,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的抵抗力稳定性,”,。,(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，如北极苔原生态系统的两种稳定性都较低。,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。,为食的动物,非生物物质,2.,实验流程,制作生态缸框架,标准：,100 cm70 cm50 cm,缸底部的铺垫,花土在下，一边高，一边低；沙土在上，沙土层厚,5,10 cm,注入水,注意：从缸内低处注入,水中放浮萍、水草、乌龟,沙土植上仙人掌,(,球,),花土植上蕨类植物和低矮杂草花土上放置蚯蚓、蜗牛,放入动、植物,密封生态缸,用胶带将生态缸密封,移置生态缸,将生态缸放置在光线良好的散射光下,观察记录,观察记录缸内生物种类、数量变化，观察记录缸内水质、基质变化,归纳总结,生态缸的设计要求及相关分析,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命力，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；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,例,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,要有稳定的能量来源,生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理,植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要,动物产生的,CO,2,能满足植物进行光合作用,瓶底应放一些鹅卵石,A.,B.,C.,D.,解析,答案,解析,生态系统在能量来源上不能自给自足，必须依赖太阳能，因此设计的生态瓶要有稳定的能量来源；生态瓶内可实现物质的循环利用，但为维持其稳定性，生产者、消费者和分解者的数量要遵循能量流动规律；瓶底放一些鹅卵石并不是设计生态瓶所必需的。,例,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,解析,答案,解析,生态缸的采光用较强的散射光，既可为水生植物的光合作用提供光能，又可防止生态缸中水温过高，导致水生植物死亡，,A,项错误；,生态缸必须是封闭的，目的是防止外界生物或非生物因素的干扰，,B,项错误；,生态缸中投放的不同营养级的生物比例要合适，,C,项错误；,生态缸相当于微型的生态系统，其中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及信息传递，,D,项正确。,归纳总结,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。,学习小结,物质,食物链、食物网,抵抗力,恢复力,自,我,调,节,达标,检测,1.,下列哪种方法能增强生态系统的自我调节能力,A.,减少捕食和寄生生物的数量,B.,使生产者和消费者在数量上保持平衡,C.,增加生物的种类,D.,减少生物的种类,答案,1,2,3,4,解析,5,1,2,3,4,解析,减少捕食者和寄生生物的数量，使得生态系统组分减少，自我调节能力减弱，,A,项错误；,生产者和消费者在数量上保持相对平衡，维持生态系统的稳态，但不能增强自我调节能力，,B,项错误；,增加生物的种类，营养结构变复杂，生态系统的自我调节能力变强，,C,项正确；,减少生物的种类，营养结构变简单，生态系统的自我调节能力变弱，,D,项错误。,5,2.,下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是,A.,“,野火烧不尽，春风吹又生,”,说明生态系统具有抵抗力稳定性,B.,增加该生态系统内各营养级生物的种类可提高该区域生态系统的自我,调节能力,C.,抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性就越高,D.,生态系统的成分越复杂，自我调节的能力就越弱,答案,1,2,4,5,解析,3,解析,该诗句描述的是草原被毁灭后恢复到原状的能力，说明生态系统具有恢复力稳定性，,A,项错误；,生态系统中生物的种类和数量越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越高，反之越低，,B,项正确；,某些环境恶劣的生态系统如北极苔原生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，,C,项错误；,生态系统自我调节能力的大小与生态系统的成分、生物种类及营养结构有关，生态系统成分越复杂，其自我调节能力越强，,D,项错误。,1,2,4,5,3,3.,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,答案,1,2,4,5,3,解析,解析,生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。抵抗力稳定性的本质是,“,抵抗干扰、保持原状,”,。一般而言，生态系统的成分越少，营养结构越简单，自我调节能力越弱，抵抗力稳定性越低；反之越高。题中四个选项的曲线中，只有,C,选项的曲线受干扰后，初级消费者和次级消费者的数量变化最小，所以该生态系统的抵抗力稳定性是最高的。,1,2,4,5,3,4.,将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述，错误的是,A.,植物为鱼的生存提供氧气,B.,鱼可为植物的光合作用提供,CO,2,C.,能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物,D.,若将该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡,1,2,4,5,答案,解析,解析,植物为鱼的生存提供氧气，,A,正确；,鱼可为植物的光合作用提供,CO,2,，,B,正确；,能量流动可以从植物到鱼，但不可以由鱼到植物，能量流动是单向的，,C,错误；,若将该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡，,D,正确。,3,5.,某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。下列关于上述过程的叙述，正确的是,A.,早期属于正反馈调节，后期属于负反馈调节,B.,早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节,C.,早期、后期均属于负反馈调节,D.,早期、后期均属于正反馈调节,1,2,4,5,3,解析,答案,解析,过程的结果反过来作用于这个过程，称为反馈调节；如果是使这个过程加强，就叫正反馈调节，如果是使这个过程减弱，就叫负反馈调节。池塘早期，藻类的增多,(,过程,),，导致水蚤增多,(,结果,),，引起藻类减少,(,减弱,),，故属于负反馈调节；池塘后期，水体污染,(,过程,),，导致大量水蚤死亡,(,结果,),，接着水体进一步污染,(,加强,),，故属于正反馈调节。,1,2,4,5,3,