35生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性教案2021-2022學年高中生物人教版選擇性必修二

3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性教案一、教學目標1.概述生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)。2.通過分析生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調節(jié)過程，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復生態(tài)平衡的能力。3.舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。4.通過設計提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案，關注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。5.設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性。二、教學重難點1.教學重點（1）分析生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調節(jié)過程，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復生態(tài)平衡的能力。（2）舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。2.教學難點（1）舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。（2）設計提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案。三、教學過程【本節(jié)聚焦】什么是生態(tài)平衡？生態(tài)系統(tǒng)如何自我調節(jié)？怎樣理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？怎樣提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？【導入】問題探討：紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當?shù)亓帜尽⒛敛莺娃r(nóng)作物造成嚴重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論：1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？提示：繁殖、適應能力很強，沒有天敵等制約因素2.我國曾引入紫莖澤蘭專食性天敵——澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？提示：澤蘭實蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長，但是澤蘭實蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實蠅之前，應做好相關研究，如澤蘭實蠅的生物安全性研究，野外如何布點釋放澤蘭實蠅，定點釋放的蟲量應當為多少等等，即在確保利用澤蘭實蠅的安全性后，再利用它進行防治?！具^渡】像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應的能力很強，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會嚴重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)平衡。【一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性】1.生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。思考：從群落演替的角度分析，如果氣候條件沒有劇烈變化，也并沒有過多的人類活動干擾，下圖所示生態(tài)系統(tǒng)未來還會發(fā)生顯著的變化嗎？為什么？提示：不會。兩個生態(tài)系統(tǒng)都是處于生態(tài)平衡的系統(tǒng)。在處于平衡的生態(tài)系統(tǒng)中，物質和能量的輸入與輸出平衡，生物種類的組成穩(wěn)定。2.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)具有以下特征:(1)結構平衡:生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對穩(wěn)定。(2)功能平衡:生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了物質總在循環(huán)，能量不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。(3)收支平衡:如，在某生態(tài)系統(tǒng)中，植物在一定時間內制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動態(tài)的平衡?！具^渡】這種動態(tài)平衡是通過什么調節(jié)機制實現(xiàn)的呢？3.生態(tài)平衡的調節(jié)機制——負反饋調節(jié)實例1:詳見課件實例2：詳見課件負反饋調節(jié)①概念：在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。②意義：負反饋調節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調節(jié)能力的基礎。補充：正反饋調節(jié)實例：有一個湖泊受到了嚴重污染，魚類的數(shù)量就會因死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會進一步加重污染，引起更多的魚類死亡，活魚就更少了。結果：使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)4.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。強調的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。（2）原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調節(jié)能力①生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力的基礎是___________；②生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是_____的；當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降，生態(tài)平衡就會遭到嚴重的破壞。（3）類型：抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性【二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性】1.抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀（不受損害）的能力。2.恢復力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。特點：生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復速度與恢復時間是不一樣的。河流受到輕微的污染時，能通過自身凈化（如物理沉降、化學分解和微生物分解），可以很快恢復到接近原來的狀態(tài)。如果被有毒物質重度污染，自身的凈化作用已不足以消除大部分有毒物質，恢復力穩(wěn)定性被破壞，恢復原狀的時間漫長，難度極大！3.抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性的比較旁欄思考：在個體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的情況？提示：人體在遇到病原體入侵時，免疫系統(tǒng)會抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似；人體也有恢復穩(wěn)態(tài)的機制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復到正常水平，這與恢復力穩(wěn)定性相似?！救?、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性】1.控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力的范圍內，合理適度利用。2.對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的物質、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內部結構與功能的協(xié)調。思考?討論：設計提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案桉樹林是我國西南地區(qū)重要的經(jīng)濟林。大面積種植桉樹林的生態(tài)問題已引起廣泛關注。例如，結構單一的同齡純林對環(huán)境變化的抵抗力差；人工桉樹林下植被稀少，出現(xiàn)水土流失等問題；有的桉樹林里鳥類絕跡。研究發(fā)現(xiàn)，在某地人工桉樹林中，喬木層桉樹占絕對優(yōu)勢；灌木層、草本層的物種豐富度則與桉樹密度有關：桉樹密度為750株/hm2時，灌木層有17個物種，草本層物種也較豐富;桉樹密度高達1000株/hm2時，灌木層和草本層物種均減少。1.結合上述信息，并查閱有關資料,與小組同學討論提高人工桉樹林穩(wěn)定性的措施。討論時，應重點考慮如何提高生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性、結構復雜性，并兼顧人工林的經(jīng)濟效益與當?shù)厣鷳B(tài)保護之間的平衡。提示：物種多樣性及經(jīng)濟效益角度:可以間種其他樹種及一些經(jīng)濟作物，適當增加草本和灌木數(shù)量；例如，從考慮經(jīng)濟效益的角度，可以混種其他樹種，如相思樹，或間種西瓜、山毛豆等其他經(jīng)濟作物；從保持土壤肥力角度：土壤中接種固氮菌。探究實踐：設計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性目的要求：設計一個生態(tài)缸，觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；驹恚涸谟邢薜目臻g內，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進行組織，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