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1、新课标人教版课件系列高中生物必修必修3 3第五节生态系统的稳定性第五章生态系统及其稳定性教学目标教学目标知识与能力：知识与能力：（1）阐明生态系统的自我调节能力。（2）举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。（3）阐述提高生态系统稳定性的措施（4）设计并制作生态缸，观察其稳定性（5）认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。教学重点：教学重点：阐明生态系统的自我调节能力。教学难点：教学难点：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。19931993年，年，8 8个人被送进个人被送进“生物圈二号生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的
2、粮食，呼吸植物释放的氧吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。气，饮用生态系统自然净化的水生存。但但1818个月之后，个月之后，“生物圈二号生物圈二号”系统严系统严重失去平衡：氧气浓度从重失去平衡：氧气浓度从21%21%降至降至14%14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的以补救也无济于事；原有的2525种小动物，种小动物，1919种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过现：细菌在分
3、解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被放出的二氧化碳经过化学作用，被“生生物圈二号物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破的混凝土墙所吸收，又打破了循环。了循环。 为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费2 2亿美元于亿美元于19841984年建造了一个完全封闭的生态实验基地。由于该实验室年建造了一个完全封闭的生态实验基地。由于该实验室是模拟生物圈的结构和功能而建造的，因此叫做是模拟生物圈的结构和功能而建造的，因此叫做“生物圈生物圈号号”。这是一个占地。这是一个占地1.31.
4、3亿平方米亿平方米 的钢架结构的玻璃建筑，的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。远远望去仿佛是一个巨大的温室。人类能否在生物圈之外建人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活造一个适于人类长期生活的生态系统呢？为什么？的生态系统呢？为什么？生物圈生物圈2 2号的启示号的启示自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比
5、例不合理。地球上生态系统内的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。协调性。它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。展的必由之路。生生态态系系统统的的稳稳定定性性概念：概念：生态系统所具有的生态系统所具有的保持或恢复保持或恢复自身自身结构和功能
6、结构和功能相对稳定的能力相对稳定的能力原理：生态系统内部具有一定的原理：生态系统内部具有一定的_，生态，生态系统自我调节能力的基础是系统自我调节能力的基础是_。大小取。大小取决于自身的净化能力和完善的营养结构。决于自身的净化能力和完善的营养结构。自我调节能力自我调节能力负反馈调节负反馈调节表现：表现：抵抗力稳定性：抵抗干扰，保持原状抵抗力稳定性：抵抗干扰，保持原状恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状两稳定性表现之间两稳定性表现之间的关系：反相关的关系：反相关生态系统抵抗力稳定性较低，则恢复生态系统抵抗力稳定性较低，则恢复力稳定性较力稳定性较_。较低较低生态系统抵抗力
7、稳定性较高，则恢复生态系统抵抗力稳定性较高，则恢复力稳定性较力稳定性较_。较高较高提高生态系统稳定性提高生态系统稳定性生态系统中的生物既有出生也有死生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。水分等无机环境因素也在不断地改变。生态系统在不断地发展变化着。但生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。改变。这就是这就
8、是生态系统的稳定性。生态系统的稳定性。生态系统中的生物和非生物都在不断地发展生态系统中的生物和非生物都在不断地发展变化着。当一个生态系统的能量流动和物质循环变化着。当一个生态系统的能量流动和物质循环较长时间地保持平衡状态时，它的生物种类成分较长时间地保持平衡状态时，它的生物种类成分和数量也保持着相对稳定的能力。因此生态系统和数量也保持着相对稳定的能力。因此生态系统的结构和功能就能在一定的水平上保持相对稳定的结构和功能就能在一定的水平上保持相对稳定而不发生大的变化。而不发生大的变化。生态系统具有保持或恢复自身结生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系构和功能相对稳定的能力，叫
9、生态系统的稳定性。（是系统发展的结果）统的稳定性。（是系统发展的结果）生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。复力稳定性两个方面。原理：生态系统内部具有一定的原理：生态系统内部具有一定的自我调节能力自我调节能力, ,生态系统自我调节生态系统自我调节能力的基础是能力的基础是负反馈调节负反馈调节。大小。大小取决于生态系统自身的净化能力取决于生态系统自身的净化能力和完善的营养结构。一般情况下，和完善的营养结构。一般情况下，生态系统的生态系统的物种组成物种组成越越复杂复杂，结结构构越越稳定稳定，功能功能越越健全健全，生产能生产能力力越越高高，它的，它
10、的自我调节能力自我调节能力也越也越高高。生态系统自动调节的几个实例生态系统自动调节的几个实例|当河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学当河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分析和微生物分解等途径，很快消除污染，河流分析和微生物分解等途径，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。这是中的生物种类和数量不会受到明显的影响。这是净化作用的实例。净化作用的实例。|在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，数量也会增多，这样，害虫种群的增长就丰富，数量也会增多，这样，害虫种群的增长就会受到抑制。这是生物群落内部负反馈调节的实会受到抑制
11、。这是生物群落内部负反馈调节的实例。例。 |一场大火过后，森林中种群密度降低，但是由于一场大火过后，森林中种群密度降低，但是由于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新的植株。这是生物群落与无机环后，迅速长成新的植株。这是生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例。境之间负反馈调节的实例。 植物增加植物增加兔的食物增加兔的食物增加兔的数量增加兔的数量增加兔吃大量植物兔吃大量植物植物减少植物减少兔因饥饿死亡兔因饥饿死亡兔吃少量植物兔吃少量植物兔与植物的关系兔与植物的关系生态系统的自我调节能力不是无限的。生态系统的自我调节能力不是无限的。当当外
12、界干扰因素的强度超过一定限度时，生外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。统就到了难以恢复的程度。我国西北的黄土我国西北的黄土高原，就是原有森林生态系统崩溃的鲜明例子。高原，就是原有森林生态系统崩溃的鲜明例子。概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。持原状的能力。（抵抗干扰、保持原状）（抵抗干扰、保持原状）来源：来源：、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。的变化占总量的比例小。、能量流动
13、与物质循环的途径多，一条途径、能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。中断后还有其他途径来代替。、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。造成的不利影响。抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：、各营养级的生物种类多，、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂。食物网结构复杂。、各营养级的生物数量多，、各营养级的生物数量多，占有的能量多。占有的能量多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能
14、破坏后恢复原状的能力。能破坏后恢复原状的能力。（遭到破坏、恢（遭到破坏、恢复原状）复原状）来源：来源：、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。恢复原有的数量。、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。的新类型。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：、生物种类较少，物种扩张、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。受到的制约小。、各营养级的生物个体小，、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。数量多，繁殖快。、
15、各营养级生物能以休眠方、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。应新环境的新类型。恢复力强恢复力强恢复力弱恢复力弱对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在复力稳定性存在相反相反关系。关系。抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力恢复力稳定性稳定性稳稳定定性性生物量、生态系统复杂程度等生物量、生态系统复杂程度等抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性概念概念影响影响因素因素联系联系抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢
16、复原状生态系统的成分越复生态系统的成分越复杂杂,抵抗力稳定性越强抵抗力稳定性越强生态系统的成分越简单生态系统的成分越简单,恢复恢复力稳定性越强。与自身调节力稳定性越强。与自身调节能力有关能力有关1.相反关系相反关系2.同时存在于同一系统中的同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。生态系统的稳定。3.二者之间与营养结构的关二者之间与营养结构的关系，如右图所示：系，如右图所示：抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力恢复力稳定性稳定性稳稳定定性性生物量、生态系统复杂程度等生物量、生态系统复杂程度等生态系统内部平衡的状态是长期生态适应的结果，生态系统内部平衡的状态是长期生态适应的结果，生产者和分解者是生态系统保持平衡的关键。生产者和分解者是生态系统保持平衡的关键。在这在这个生态系统当中，能量流动和物质循环能够较长时个生态系统当中，能量流动和物质循环能够较长时间地保持一种动态平衡；生态系统中的动物和植物间地保持一种动态平衡；生态系统中的动物和植物在数量上也保持一种动态的平衡。但是，生态系统在数量上也保持一种动态的平衡。
