教案
导学诱思
一、生态系统的稳态
1.稳态的原因:生态系统具有自我调节能力。
2.调节方式:反馈调节。
(1)反馈调节:当生态系统中的某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程叫反馈调节。
(2)类型
①负反馈:最常见,反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。
②正反馈:很少见,加速最初所发生的变化,其作用常常使生态系统远离稳态。
思考:我国蓟县盘山有一片原始森林,那里树木郁郁葱葱,百鸟争鸣,风景秀丽迷人,当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过,发现那里害虫种类非常多,但是那里却从未出现害虫的大发生,也未造成大的伤害。试分析其原因。
提示:该地生物种类繁多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性强,各种生物能够保持相对稳定,因此不会发生害虫的大爆发。
3.生态系统的发展趋势:向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
二、正确处理人与自然的关系
1.人类生存和发展的基础:保持生态系统结构和功能的稳定。
2.人类的活动与稳态的关系:人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便利用自然的同时能基本保持生物圈的稳态。
思考:我国的黄土高原最初是一个森林茂密、郁郁葱葱、山清水秀之处,后来由于人们乱砍滥伐,使生态系统遭到破坏,变成了不毛之地。近十几年来,政府不断对黄土高原进行治理,生态环境有所改善。但还没有完全恢复原貌。试分析以上现象说明了什么问题。
提示:生态系统的自我调节能力是有限度的,当外界干扰因素超过这个限度时,生态系统的相对稳定状态就遭到破坏;森林生态系统的恢复力稳定性较差。
合作探究
探究一:正确理解生态系统稳定性的概念
生态系统和稳定性是生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能够保持相对稳定时,表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可从以下几个方面分析:
1.稳定性的前提条件
只有当生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全,能量的输入和输出保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。
2.稳定性的表现
(1)结构相对稳定:生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化,一般相关种群数量呈现周期性变化,可用下图曲线表示:
(2)功能相对稳定:生物群落的能量输入与输出相对平衡,物质的输入与输出保持相对平衡。
3.稳定性的两个方面
(1)保持自身结构和功能的相对稳定,即抵抗力稳定性。其核心是抵抗干扰,保持原状的能力。
(2)恢复自身结构和功能的相对稳定,即恢复力稳定性。其核心是遭到破坏,恢复原状的能力。
(3)任何一个成熟的生态系统,都同时具备抵抗力稳定性和恢复力稳定性,且它们之间呈相反的关系。
(4)生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性,而不是一种状态。
探究二:生态系统的自我调节能力
生态系统能保持动态平衡,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。这种能力的基础是负反馈调节。
生态系统的反馈调节是指当生态系统某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象。其中包括正反馈和负反馈,负反馈调节在生态系统中普遍存在。
(1)负反馈调节
①作用:是生态系统自我调节能力的基础,能使最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到和保持相对稳定。
②实例:森林中的食虫鸟和害虫的数量变化
(2)正反馈调节
①作用: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和恶性循环。
②实例:
探究三:生态系统的结构、功能与其稳定性的关系
生态系统的稳定程度,取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道,完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础;而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起,有利于形成典型的食物链关系,推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时,它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动,但总是大体相同的,表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。
完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定。例如,在森林生态系统中,当害虫数量增加时,林木的生长自然受到危害,但食虫鸟类由于食物丰富数量增多,这样害虫种群增长就会受到抑制,出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自我调节能力有大有小,因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低,是由它的成分和营养结构所决定的。一般地说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低;相反,生态系统中各个营养级的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越大,抵抗力稳定性就越高。
题例领悟
【例题1】 2007四川卷,3 社会主义新农村建设中,四川某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B.该生态系统中人的作用非常关键,植物是主要成分
C.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
D.沼气池的建造和植树造林,提高了该生态系统的稳定性
解析:该农业生态系统实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率,而不是传递效率,相邻两营养级间能量传递效率约为10%,因此C选项错误。此生态系统是人工生态系统,人的作用非常关键,主要成分仍然是生产者,B选项正确。一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力越强,抵抗稳定性越高,所以D选项正确。
答案:C
领悟
生态系统的主要成分是生产者,生态农业的建设人的作用非常重要。要提高生态系统的稳定性,就要增加生态系统的生物种类和构建复杂的食物链和食物网。
【例题2】 2007江苏卷,11 内蒙古呼伦贝尔草原上的牧民以养羊为主业。近年来的过度放牧致使草原退化,也使分布在这里的野生黄羊种群密度大幅度下降,面临濒危。针对这一事实,下列观点不正确的是( )
A.过度放牧降低了草原生态系统的自我调节能力
B.家羊是草原生态系统的外来入侵物种
C.野生黄羊与家羊之间是竞争关系
D.草原生态保护与牧业发展之间产生了矛盾
解析:本题重点考查生态系统的稳定性。过度放牧,使草原植被遭到破坏,使其自我调节能力降低,抵抗力稳定性下降,家羊是牧民从草原原有物种中驯化而来的,并不能算是外来物种,所以就不能称为外来入侵物种(外来入侵物种一般是本地生态系统中没有的,而从别的生态系统进入的物种)。草原生态系统中的黄羊与家羊在食物、空间等方面都存在竞争关系,一个生态系统的自我调节能力是有限的,控制过度放牧,保护草原生态是必需的,二者之间存在一定矛盾,但是可以有效调控的。
答案:B
领悟
生态系统的自我调节能力决定于生态系统的营养结构,营养结构越简单,自我调节能力越小,营养结构越复杂,自我调节能力越大。
【例题3】 能提高一个生态系统的稳定性的措施是( )
A.减少捕食者和寄生物数量 B.使生产者和消费者的数量保持平衡
C.增加物种的数目 D.限制一个演替过程
解析:A项减少捕食者和寄生物数量不仅减少了生态系统的物种数目,而且干扰甚至破坏了所有的生态系统,增加了生态系统的不稳定性。B项使生产者和消费者的数量保持平衡,只能保持生态系统的原有平衡,不能使稳定性进一步提高。D项限制一个演替过程,干扰了生态系统的演替规律,反而降低了稳定性。这是因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。C项增加物种数目,使生态系统能量流动和物质循环的渠道——食物链、食物网增多,才能增强生态系统的自我调节能力,从而进一步提高该生态系统的稳定性。
答案:C
领悟
生态系统的发展趋势是向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
课堂反馈
1.下列生态系统中自我调节能力最强的是( )
A.温带阔叶林 B.热带雨林 C.寒带针叶林 D.温带草原
解析:在给出的四个生态系统中,热带雨林的组分最多,食物网最复杂,所以自我调节能力最强。
答案:B
2.农田生态系统比自然生态系统稳定性差的原因是( )
A.人为的作用非常突出
B.需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类的作用
C.种植的植物种类少,营养结构简单
D.其产品运输到系统以外
解析:生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力大;反之,生态系统的生物种类越少,营养结构越简单,其自我调节能力越小。农田生态系统的特点是种植的植物种类少,营养结构简单,所以自动调节能力小稳定性差。
答案:C
3.在一片动物种类繁多的森林中,消费者、分解者的种类和数目基本稳定,那么,下列哪项与之不相符( )
A.能量流动和物质循环保持动态平衡 B.食物链和食物网保持相对稳定
C.各类生物所含的能量值基本不变 D.各种群年龄组成维持增长型
解析:动物种类繁多的森林,营养复杂,自我调节能力大,且生产者、消费者和分解者数量基本稳定,说明该生态系统已经达到稳定状态,能量流动和物质循环达到了动态平衡,食物链和食物网基本保持相对稳定。种群年龄组成为稳定型。
答案:D
4.自然生态系统中,“往往有虫不成灾”,其根本原因是( )
A.昆虫的繁殖能力 B.食物的限制 C.天敌的捕食 D.生态系统的自动调节能力
解析:生态系统内部都具有一定的自动调节能力,能够抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状,自然生态系统的自动调节能力取决于“林木→植食害虫→食虫鸟类”这条食物链。
答案:D
第六章 生态系统第四节 生态系统的稳态及其调节
一、教材分析
本节课讲述了什么是生态系统稳态、如何才能维持生态系统的稳态——生态系统的自我调节能力以及人类活动对生态系统稳态的影响这三方面内容。 本节内容既涉及前面所学的生态系统相关部分的知识,又是对教材始终贯穿的精神——人与自然和谐发展的终结诠释。目的在于培养人们尊重自然发展规律,寻求人与自然和谐发展的途径。本小节需要用本章的其他部分知识作为基础,同时又是第七章《人类与 环境》的重要知识基础,与第七章的内容有着非常密切的联系。因此,上好本节课的知识,对学生、乃至环境的发展都起到至关重要的作用。
二、学情分析
一方面,高中学生已经接触过一些生态学知识,本章前面的内容为本节授课提供一定的知识基础。但课中的一些知识点如:生态系统的具有自我调节能力等比较抽象,需要学生进行知识迁移和综合分析,因此在知识的掌握上还存在很大的难度。另一方面,高中学生已开始从具体思维向抽象思维的过渡,喜欢接受新鲜事物,在一定生物学的经验基础上,能充分完成课前的准备工作,能够找寻到周围存在有关生态学的现象。本节课应从学生的主体性出发,创造充分机会让学生拥有成功的喜悦,在和谐的氛围中探究并完成教学任务,让学生主动学习,学有所获。
三、教学目标
1.知识目标:①简述生态系统的稳态。②举例说明生态系统的自我调节过程。③探讨提高生态系统稳定性的措施。
2.能力目标:①培养“自主、合作、探究”的学习方法,初步具有收集和利用课内外图文资料及信息的能力。②培养学生的环保意识、环保习惯,并且训练学生的思维能力。
3.情感目标:①形成对影响生态系统稳定性的因素关注,养成尊重生态系统自身规律的习惯,树立社会可持续发展的观点②形成生命科学价值观,树立人与自然和谐统一、协调发展的观点
四、教学重、难点
1.重点:①生态系统趋于稳定的特点。②自我调节的主要机制(负反馈和正反馈)。
2.难点:负反馈调节机制
3.解决方法:列举实例,引导学生对群落的种间关系、生态系统的结构功能等相关内容进行讨论, 说明自然界中生态系统有趋于稳态的特点,进而引出“生态系统的自我调节”。制作动画课件,创设形象生动的教学氛围,指导学生分析具体的生态系统的实例,让学生理解负反馈和正反馈的调节机制。
五、课前准备
1.教师提前制作动画及课堂内容相关的ppt,河流生态系统污染及治理的录像。
2.给学生布置课外任务:让学生制作生态瓶、观察记录其中生物的生活时间,用数码相机拍下相关照片。
六、教学过程:
教学程序
教师行为
学生活动及目标
引入
新课学习
1.生态系统的稳态
2.生态系统自我调节的机制
3.生态系统具有一定的自我调节能力
4.生态系统稳态的破坏
学生演示他们制作的生态瓶图片,交流生态瓶的制作过程,随后说明其中的生物存活的时间。由此复习旧课:组成生态系统需要有哪些成分、生态系统的结构和功能又是什么? (非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者) (食物链和食物网) (物质循环和能量流动)
引导学生思考:为什么有的生态瓶中的生物存活时间较长,有的生态瓶中生物就很快死亡了,(目的是让学生了解维持生态系统稳定的基本条件) 从而进入新课: 在这个小小的生态瓶中也同样进行着物质循环和能量流动。但是,人工生态系统自我调节能力差,如果我们不加以呵护,它最终会因为某种成分的不适应而打破生态平衡,使生态系统毁灭。
[设疑]:我们的自然生态系统也会遭受这样的厄运吗?
[讲述]:地球上,亚马逊森林、欧亚大陆草原以及北极苔原,都已经存在至少上千万年了,这些自然生态系统尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰,但是现在仍能基本保持原有的景观,维持生态系统的正常功能。
从而得出生态系统具有趋于稳态的特点。
[提问]:生态系统在受到干扰后,为何仍能保持或恢复相对稳定呢?你能举例说明吗?现在,我给大家两分钟时间,前后四人一组讨论。
注意:1.每组要能列举两个或两个以上的实例,并对实例进行分析。2.每组要推举一位代表,阐述本组的讨论结果。
[教师归纳]:同学们列举的这么多实例,都说明生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节的能力。
教师举例
[师生共同分析]:草原上等食草动物因某种原因而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少,直接数量减少以后。反过来就会抑制和降低动物数量增长,从而使生态系统保持相对的稳定。
[讲述]:大家刚才列举的实例中,在调节机制上有很多与此类似,调节的结果都是抑制和减弱最初发生的变化,这种调节机制叫做负反馈调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在,通过它的作用能使生态系统达到和保持稳定,因此我们说负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
在自然生态系统中正反馈的实例不多,下面我们举出一个例子加以说明。
[过渡]:接下来,我们再来看看实例二
[资料分析]:苏州——江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时,就到了我们苏州。水乡人上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,可是即便如此,水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天,他亲自过问,追查此事。苏州官衙立即颁发了布告,严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊,迫于官府的法令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊,从此后虎丘重现绿水青山。
[思考讨论]:
1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河水为何仍能保持清澈?
2.虎丘外围的河流在染坊废水的污染下,还能保持稳定性吗?这又说明了什么问题?
3.染坊停止排污后,虎丘外围的河流出现了什么变化,这说明了什么?
学生得出结论:生态系统发生一定的变化或受到外来因素干扰时,它可以通过内部的自我调节,克服系统内部的变化和外来干扰因素的影响,维持相对稳定和平衡的状态。
对于“生态系统的自动调节能力的大小,决定于成分的多样性——即多样性导致稳定性”,可通过引导学生分析具体的实例加以说明。如结合“一个农田生态系统的图解”,引导学生分析“多样性导致稳定性”。
通过设问“生态系统能够通过食物链或食物网各种生物维持的一定数量比例保持系统的相对稳定和平衡状态,那么它的这种自我调节能力是不是没有任何限度的?”引入生态系统稳定性的破坏。
在讲述自然因素方面,是通过放映图片来说明当外力超过生态系统的自我调节能力时,就可能造成生态系统稳定性的破坏。如火山爆发、洪水、地震等自然灾害。
通过提问:“还有没有其它因素能够破坏生态系统的稳定性?”
[视频播放]:人类乱砍滥伐、滥捕乱杀的视频
[讲述]:视频中的画面给大家留下了深刻的印象,看来提高生态系统的稳定性势在必行。
引导学生分析,指出人为因素也是生态系统稳定性破坏的原因,而且是目前的主要原因。此处是通过学生课外收集的资料来进一步说明人类对生态系统的破坏,使得课堂更具有说服力和感召力
最后引导学生分析认识到,生态平衡的破坏是自然因素与人为因素共同作用的结果,常常是人为因素强化自然因素的作用。并由此引发学生对人如何与自然相处的思考。
[提问]:思考:如果你是环保局长,将采取什么措施来提高生态系统的稳定性?
[回答]:各抒己见。
在此处强调对学生进行情感教育:人类作为生态系统中的一个成员,必须尊重生态系统的自身规律,在维持生态系统的稳定性中发挥重要作用。渗透人与自然和谐发展的观点。
展示生态瓶并交流
学生上讲台进行讲解
初步了解生态系统趋于稳态
四人一组,讨论列举生态系统通过自我调节的实例。
学生展示
解读相关的图,学生初步具有处理信息和获得新知识的能力
学生阅读书本的例子,了解正反馈的调节机制
训练学生的知识迁移能力和综合分析能力
思考讨论
通过反思和讨论,有利于学生树立良好的环保意识,养成爱护环境的良好习惯,增强自觉保护环境和动员他人共同保护环境的责任感
交流
形成爱护环境、尊重自然规律的观念
六、板书设计
七、布置作业:
高中生物 第四节生态系统的稳态及其调节 浙科版
一、生态系统的稳态
1.稳态的原因:生态系统具有自我调节能力。
2.调节方式:反馈调节。
(1)反馈调节:当生态系统中的某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程叫反馈调节。
(2)类型
①负反馈:最常见,反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。
②正反馈:很少见,加速最初所发生的变化,其作用常常使生态系统远离稳态。
思考:我国蓟县盘山有一片原始森林,那里树木郁郁葱葱,百鸟争鸣,风景秀丽迷人,当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过,发现那里害虫种类非常多,但是那里却从未出现害虫的大发生,也未造成大的伤害。试分析其原因。
提示:该地生物种类繁多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性强,各种生物能够保持相对稳定,因此不会发生害虫的大爆发。
3.生态系统的发展趋势:向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
二、正确处理人与自然的关系
1.人类生存和发展的基础:保持生态系统结构和功能的稳定。
2.人类的活动与稳态的关系:人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便利用自然的同时能基本保持生物圈的稳态。
思考:我国的黄土高原最初是一个森林茂密、郁郁葱葱、山清水秀之处,后来由于人们乱砍滥伐,使生态系统遭到破坏,变成了不毛之地。近十几年来,政府不断对黄土高原进行治理,生态环境有所改善。但还没有完全恢复原貌。试分析以上现象说明了什么问题。
提示:生态系统的自我调节能力是有限度的,当外界干扰因素超过这个限度时,生态系统的相对稳定状态就遭到破坏;森林生态系统的恢复力稳定性较差。
高中生物 第四节生态系统的稳态及其调节 浙科版
合作探究
探究一:正确理解生态系统稳定性的概念
生态系统和稳定性是生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能够保持相对稳定时,表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可从以下几个方面分析:
1.稳定性的前提条件
只有当生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全,能量的输入和输出保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。
2.稳定性的表现
(1)结构相对稳定:生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化,一般相关种群数量呈现周期性变化,可用下图曲线表示:
(2)功能相对稳定:生物群落的能量输入与输出相对平衡,物质的输入与输出保持相对平衡。
3.稳定性的两个方面
(1)保持自身结构和功能的相对稳定,即抵抗力稳定性。其核心是抵抗干扰,保持原状的能力。
(2)恢复自身结构和功能的相对稳定,即恢复力稳定性。其核心是遭到破坏,恢复原状的能力。
(3)任何一个成熟的生态系统,都同时具备抵抗力稳定性和恢复力稳定性,且它们之间呈相反的关系。
(4)生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性,而不是一种状态。
探究二:生态系统的自我调节能力
生态系统能保持动态平衡,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。这种能力的基础是负反馈调节。
生态系统的反馈调节是指当生态系统某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象。其中包括正反馈和负反馈,负反馈调节在生态系统中普遍存在。
(1)负反馈调节
①作用:是生态系统自我调节能力的基础,能使最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到和保持相对稳定。
②实例:森林中的食虫鸟和害虫的数量变化
(2)正反馈调节
①作用: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和恶性循环。
②实例:
探究三:生态系统的结构、功能与其稳定性的关系
生态系统的稳定程度,取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道,完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础;而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起,有利于形成典型的食物链关系,推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时,它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动,但总是大体相同的,表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。
完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定。例如,在森林生态系统中,当害虫数量增加时,林木的生长自然受到危害,但食虫鸟类由于食物丰富数量增多,这样害虫种群增长就会受到抑制,出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自我调节能力有大有小,因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低,是由它的成分和营养结构所决定的。一般地说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低;相反,生态系统中各个营养级的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越大,抵抗力稳定性就越高。
题例领悟
【例题1】 2007四川卷,3 社会主义新农村建设中,四川某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B.该生态系统中人的作用非常关键,植物是主要成分
C.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
D.沼气池的建造和植树造林,提高了该生态系统的稳定性
解析:该农业生态系统实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率,而不是传递效率,相邻两营养级间能量传递效率约为10%,因此C选项错误。此生态系统是人工生态系统,人的作用非常关键,主要成分仍然是生产者,B选项正确。一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力越强,抵抗稳定性越高,所以D选项正确。
答案:C
领悟
生态系统的主要成分是生产者,生态农业的建设人的作用非常重要。要提高生态系统的稳定性,就要增加生态系统的生物种类和构建复杂的食物链和食物网。
【例题2】 2007江苏卷,11 内蒙古呼伦贝尔草原上的牧民以养羊为主业。近年来的过度放牧致使草原退化,也使分布在这里的野生黄羊种群密度大幅度下降,面临濒危。针对这一事实,下列观点不正确的是( )
A.过度放牧降低了草原生态系统的自我调节能力
B.家羊是草原生态系统的外来入侵物种
C.野生黄羊与家羊之间是竞争关系
D.草原生态保护与牧业发展之间产生了矛盾
解析:本题重点考查生态系统的稳定性。过度放牧,使草原植被遭到破坏,使其自我调节能力降低,抵抗力稳定性下降,家羊是牧民从草原原有物种中驯化而来的,并不能算是外来物种,所以就不能称为外来入侵物种(外来入侵物种一般是本地生态系统中没有的,而从别的生态系统进入的物种)。草原生态系统中的黄羊与家羊在食物、空间等方面都存在竞争关系,一个生态系统的自我调节能力是有限的,控制过度放牧,保护草原生态是必需的,二者之间存在一定矛盾,但是可以有效调控的。
答案:B
领悟
生态系统的自我调节能力决定于生态系统的营养结构,营养结构越简单,自我调节能力越小,营养结构越复杂,自我调节能力越大。
【例题3】 能提高一个生态系统的稳定性的措施是( )
A.减少捕食者和寄生物数量 B.使生产者和消费者的数量保持平衡
C.增加物种的数目 D.限制一个演替过程
解析:A项减少捕食者和寄生物数量不仅减少了生态系统的物种数目,而且干扰甚至破坏了所有的生态系统,增加了生态系统的不稳定性。B项使生产者和消费者的数量保持平衡,只能保持生态系统的原有平衡,不能使稳定性进一步提高。D项限制一个演替过程,干扰了生态系统的演替规律,反而降低了稳定性。这是因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。C项增加物种数目,使生态系统能量流动和物质循环的渠道——食物链、食物网增多,才能增强生态系统的自我调节能力,从而进一步提高该生态系统的稳定性。
答案:C
领悟
生态系统的发展趋势是向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
课堂反馈
1.下列生态系统中自我调节能力最强的是( )
A.温带阔叶林 B.热带雨林 C.寒带针叶林 D.温带草原
解析:在给出的四个生态系统中,热带雨林的组分最多,食物网最复杂,所以自我调节能力最强。
答案:B
2.农田生态系统比自然生态系统稳定性差的原因是( )
A.人为的作用非常突出
B.需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类的作用
C.种植的植物种类少,营养结构简单
D.其产品运输到系统以外
解析:生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力大;反之,生态系统的生物种类越少,营养结构越简单,其自我调节能力越小。农田生态系统的特点是种植的植物种类少,营养结构简单,所以自动调节能力小稳定性差。
答案:C
3.在一片动物种类繁多的森林中,消费者、分解者的种类和数目基本稳定,那么,下列哪项与之不相符( )
A.能量流动和物质循环保持动态平衡 B.食物链和食物网保持相对稳定
C.各类生物所含的能量值基本不变 D.各种群年龄组成维持增长型
解析:动物种类繁多的森林,营养复杂,自我调节能力大,且生产者、消费者和分解者数量基本稳定,说明该生态系统已经达到稳定状态,能量流动和物质循环达到了动态平衡,食物链和食物网基本保持相对稳定。种群年龄组成为稳定型。
答案:D
4.自然生态系统中,“往往有虫不成灾”,其根本原因是( )
A.昆虫的繁殖能力 B.食物的限制 C.天敌的捕食 D.生态系统的自动调节能力
解析:生态系统内部都具有一定的自动调节能力,能够抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状,自然生态系统的自动调节能力取决于“林木→植食害虫→食虫鸟类”这条食物链。
答案:D
课件22张PPT。第四节 生态系统的稳态及其调节 核心要点突破知能过关演练第四节课标领航基础自主梳理课标领航
通过本节的学习,我能够
1.简述生态系统趋向于稳态的特点。
2.举例说出生态系统自我调节的主要机制。
3.阐明生态系统动态平衡与其稳定性的关系。
【重点】 生态系统的稳态及自我调节机制。
【难点】 生态瓶的制作。情景导引
1984年,美国科学家模拟生物圈
的结构和功能建造了“生物圈Ⅱ
号”实验室(见右图),但仅过了
一年,实验宣告失败。
“生物圈Ⅱ号”实验说明,在目
前技术条件下,人类要想在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统是很困难的,它不能像真正的生物圈那样,长期保持相对稳定。基础自主梳理一、生态系统的稳态
1.稳态的原因:生态系统具有_________能力。
2.调节方式:_______调节。
(1)反馈调节:当生态系统中的某一成分发生变化的时候,它必然会引起_________出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响________发生变化的那种成分,这个过程叫反馈调节。自我调节反馈其他成分最初(2)类型
①负反馈:最常见,反馈的结果是______和_______最初发生变化的那种成分所发生的变化。
②正反馈:很少见,________最初所发生的变化,其作用常常使生态系统________稳态。抑制减弱加速远离思考感悟
1.我国蓟县盘山有一片原始森林,那里树木郁郁葱葱,百鸟争鸣,风景秀丽迷人,当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过,发现那里害虫种类非常多,但是那里却从未出现害虫的大发生,也未造成大的伤害。试分析其原因。
【提示】 该地生物种类繁多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性强,各种生物能够保持相对稳定,因此不会发生害虫的大爆发。3.生态系统的发展趋势:向______多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
二、正确处理人与自然的关系
1.人类生存和发展的基础:保持生态系统__________的稳定。
2.人类的活动与稳态的关系:人类的活动除了要讲究______效益和_______效益外,还必须特别注意________效益和生态后果,以便利用自然的同时能基本保持生物圈的稳态。物种结构和功能经济社会生态思考感悟
2.我国的黄土高原最初是一个森林茂密、郁郁葱葱、山清水秀之处,后来由于人们乱砍滥伐,使生态系统遭到破坏,变成了不毛之地。近十几年来,政府不断对黄土高原进行治理,生态环境有所改善。但还没有完全恢复原貌。试分析以上现象说明了什么问题。
【提示】 生态系统的自我调节能力是有限度的,当外界干扰因素超过这个限度时,生态系统的相对稳定状态就遭到破坏;森林生态系统的恢复力稳定性较差。核心要点突破1.生态系统的稳态的理解
生态系统的稳态是生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能够保持相对稳定时,表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解:
(1)结构的相对稳定:生态系统中动、植物种类及数量保持相对稳定。变化如图所示:(2)功能的相对稳定:生物群落中物质和能量的输入量与输出量保持相对平衡。
(3)生态系统的稳态是系统内部自
我调节的结果,这种自我调节主
要是依靠群落内部种间关系及种
内斗争来实现的。
2.生态系统的自我调节——反馈调节
生态系统通过反馈调节达到其稳态。反馈调节分为正反馈和负反馈两种。其中负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础,也是生态系统的主要调节方式。(2)稳定性的保护
①针对不同类型生态系统的特点,采取相应保护对策,保护各生态系统的稳定性。
②遵循生态规律,建立新的稳定生态系统,使其朝着有利于人类的方向发展。特别提醒
(1)生态系统的稳定性是一种相对稳定,生态系统的结构和功能总是在一定范围内变化。
(2)生态系统的自我调节能力与自身的成分和营养结构呈正相关。
(3)生态系统的自我调节能力是有一定限度的。 下图是草原生态系统中兔子种群数量和植物种群数量之间的反馈示意图,请据图回答问题:
(1)兔子种群和植物种群数量的这种调节属于______调节,它是生态系统的________能力的基础。
(2)这种调节对生态系统有何意义?___________________________________________
___________________________________________【思路点拨】 该题考查的是生态系统稳定性的自我调节机制。正确解答该题,首先认真分析图中兔子种群与植物数量之间的依存关系,然后再根据所学的原理作答。
【尝试解答】 (1)负反馈 自我调节 (2)使生态系统达到和保持稳定
【互动探究】 (1)题中兔子种群数量与植物种群数量变化用曲线如何表示?
(2)若把兔子种群全部消灭,植物种群会怎样变化?
【提示】 (1)
(2)先增加后减少,最后趋于稳定。【探规寻律】 解答反馈调节问题时三点注意
(1)理解正反馈和负反馈的含义;
(2)反馈调节具有普遍性,从分子(酶活性的调节)、个体、种群到生态系统处处都存在反馈调节;
(3)反馈调节是长期进化的结果,这样生物体自身才能保持稳态,生物体才能在相对稳定的环境中生活。 设计并制作生态瓶,观察其稳定性,以下方法错误的是( )
A.对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态瓶可制作成封闭型
B.生态瓶中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适
C.为了使生态瓶内的沙地保持干燥,应将生态瓶放置在直射光下
D.生态瓶制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
【尝试解答】 __C__【解析】 本题考查内容是通过生态瓶的设计来理解维持生态系统稳态的重要性及原因。在设计生态瓶时应注意用散射光照射、瓶口密封、瓶体透明且体积不宜过大、生物种类全但数量要少且生命力旺盛等问题。跟踪训练 以下关于制作生态缸的叙述中,错误的是( )
A.需要考虑不同营养级生物之间的合适比例
B.提供的生物应具有较强的生活能力
C.把生态缸放在阳光直射的环境即可
D.达到稳定状态的微生态系统内生物数量也是有变化的解析:选C。构建人工生态系统不仅需要考虑不同营养级生物之间的合适比例,所选择的生物的生存能力以及数量,还需要有阳光提供能量,但不可将生态缸放在阳光下直射,以免缸内温度过高导致生物死亡,应将其放在光线良好的环境中,这样才能维持人工微生态系统的稳定。课件15张PPT。生态系统的稳态及其调节当某一成分发生一些变化时,生态系统会发生一些变化,但最终结果如何?池塘生态系统一、稳 态这是生态系统的一个主要特点生态系统常常趋向于稳态生态系统的自我调节来实现二、反馈调节生态系统某一成分变化其他成分的一系列相应变化影响引起请看书P116第一段,完成反馈调节的过程模式图分类:负反馈正反馈兔数量增加兔数量减少植物减少植物增多兔吃植物量增加兔吃植物量减少兔食物增加兔因饥饿死亡负反馈调节1、实例:草原生态系统中兔子种群数与植物种群数之间的反馈调节负反馈调节2、结果:抑制或减弱最初发生变化的那种成分的变化。请用反馈调节的过程模式图来表示负反馈生态系统某一成分变化其他成分的一系列相应变化抑制或减弱引起最常见的一种反馈有利于生态系统保持相对稳定。3、作用:正反馈那么正反馈的过程模式图又是怎样的呢?生态系统某一成分变化其他成分的一系列相应变化加速引起正反馈湖泊受到了污染鱼类死亡死鱼腐烂(+)实例:使生态系统常常远离稳态,对生态系统有极大破坏破坏作用。结果:+生态系统自动调节能力的大小物种种类生态系统的结构自动调节能力越强自动调节能力越弱物种种类生态系统的结构越多越复杂越少越简单那么,在自然条件下,生态系统会朝着怎样的方向发展?在自然条件下,生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直到稳态。三、人类活动对生态系统稳态的影响生态平衡的破坏原因:生态系统的自动调节能力是有一定限度的,当外界的干扰超过一定限度之后,自动调节平衡功能受到损害,生态系统稳定性就被破坏。生态系统有自动调节能力,为什么平衡还是会被破坏呢?破坏因素:人为因素和自然因素正确处理人与自然的关系人类的活动除了要讲究经济效益与社会效益外,还必须特别注意生态效益与生态后果,以便在利用自然的同时能基本保持生物圈的稳定。 在一个生态系统中,a、b、c、d四种生物,由于食物关系形成如下几种结构,其中最稳定的是B自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害,但有些人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害,其原因是
A.松毛虫繁殖能力强 B.马尾松抗害虫能力差
C.营养结构简单 D.气候适宜松毛虫生长 C下图为草原生态系统中的反馈调节,请据图回答:甲、乙、丙三者之间的食物联系是 ;这种反馈调节对该生态系统起了什么作用
。
有利于该生态系统维持相对稳定(2)图为某湖泊的生态系统中发生的反馈调节:这种调节机制与上述调节不同之处
是 。作用刚好相反,使最初发生变化的成分所产生的变化加速,使生态系统原有的稳态和平衡遭到破坏。 课件9张PPT。生态系统的稳态及其调节尝试分析一下这个生态瓶中含有哪些成分吗?
它们彼此间存在着什么样的联系?生态系统的稳态 生态系统所内部所有成分彼此相互协调,保持稳定,通过自我调节形成。结构功能非生物环境生物群落生产者消费者分解者物质循环能量流动 讨论:生态系统在受到干扰后,为何仍能保持或恢复相对稳定呢?你能举例说明吗?兔数量增加兔数量减少植物减少植物增多兔吃植物量增加兔吃植物量减少兔食物增加兔因饥饿死亡负反馈调节正反馈湖泊受到了污染鱼类死亡大量死亡死鱼腐烂(+) [资料分析]:苏州—江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时,就到了苏州。水乡人上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,可是即便如此,水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天,他亲自过问,追查此事。苏州官衙立即颁发了布告,严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊,迫于官府的法令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊,从此后虎丘重现绿水青山。 [思考讨论]:
1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河水为何仍能保持清澈?
2.虎丘外围的河流在染坊废水的污染下,还能保持稳定性吗?这又说明了什么问题?
3.染坊停止排污后,虎丘外围的河流出现了什么变化,这说明了什么?提高生态系统的稳定性,我们可以做些什么呢?
1.控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。 2.对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。 在一个生态系统中,a、b、c、d四种生物,由于食物关系形成如下几种结构,其中最稳定的是B自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害,但有些人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害,其原因是
A.松毛虫繁殖能力强 B.马尾松抗害虫能力差
C.营养结构简单 D.气候适宜松毛虫生长 C课件9张PPT。生态系统的稳态及其调节尝试分析一下这个生态瓶中含有哪些成分吗?
它们彼此间存在着什么样的联系?生态系统的稳态 生态系统所内部所有成分彼此相互协调,保持稳定,通过自我调节形成。结构功能非生物环境生物群落生产者消费者分解者物质循环能量流动 讨论:生态系统在受到干扰后,为何仍能保持或恢复相对稳定呢?你能举例说明吗?兔数量增加兔数量减少植物减少植物增多兔吃植物量增加兔吃植物量减少兔食物增加兔因饥饿死亡负反馈调节正反馈湖泊受到了污染鱼类死亡大量死亡死鱼腐烂(+) [资料分析]:苏州—江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时,就到了苏州。水乡人上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,可是即便如此,水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天,他亲自过问,追查此事。苏州官衙立即颁发了布告,严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊,迫于官府的法令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊,从此后虎丘重现绿水青山。 [思考讨论]:
1.水乡人在河流中淘米洗菜洗澡洗衣河水为何仍能保持清澈?
2.虎丘外围的河流在染坊废水的污染下,还能保持稳定性吗?这又说明了什么问题?
3.染坊停止排污后,虎丘外围的河流出现了什么变化,这说明了什么?提高生态系统的稳定性,我们可以做些什么呢?
1.控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。 2.对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。 在一个生态系统中,a、b、c、d四种生物,由于食物关系形成如下几种结构,其中最稳定的是B自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害,但有些人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害,其原因是
A.松毛虫繁殖能力强 B.马尾松抗害虫能力差
C.营养结构简单 D.气候适宜松毛虫生长 C课件22张PPT。6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O2.8×106J叶绿体初级生产量:在单位时间和单位面积内绿色植物通过光合作用制造的有机物质或所固定的能量。单位:g/(m2 ? a)或J/(m2 ? a)GP=NP+RGP:总初级生产量NP:净初级生产量R:植物呼吸消耗量(光合-呼吸)(光合)(呼吸)总初级生产量呼吸净初级生产量总初级生产量呼吸净初级生产量可利用的不可利用的总初级生产量呼吸净初级生产量可利用的不可利用的收获的未收获的总初级生产量呼吸净初级生产量可利用的不可利用的收获的未收获的吃进的吃剩的同化的粪便新陈代谢的类型同化:又叫合成代谢,是指生物把从外界环境中获得的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。
如光合作用、消化作用。
异化:主要指呼吸作用。总初级生产量呼吸净初级生产量可利用的不可利用的收获的未收获的吃进的吃剩的同化的粪便次级生产量呼吸次级生产量:单位时间单位面积内异养生物(包括消费者和分解者)利用现成有机物而生产出来的有机物质。单位:g/(m2 ? a)或J/(m2 ? a)总初级生产量呼吸净初级生产量可利用的不可利用的收获的未收获的吃进的吃剩的同化的粪便次级生产量呼吸生长繁殖初级生产量初级生产者绿色植物次级生产量次级生产者摄食分解同化总初级生产量呼吸净初级生产量生物量积累可利用的不可利用的收获的未收获的吃进的吃剩的同化的粪便次级生产量呼吸生长繁殖积累生物量:净生产量在某一调查时刻前的积累量。单位:g/m2 或J/m2 GP-RNP=增加减少不变影响初级生产量的因素有:光、温度、水、CO2、矿质营养等不同生态系统净初级生产量比较分析讨论:
1、热带雨林与北方针叶林NP不同的主要环境限制因素是 温度不同生态系统净初级生产量比较2、北方针叶林和温带草原主要环境限制因素是雨量(水)海洋生态系统陆地生态系统资料:
海洋面积虽然比陆地大一倍,海洋的初级生产量之和(55.3×1012kg×a-1)是陆地初级生产量(107.1×1012kg×a-1)的1/2。为什么?但海洋次级生产量却相当于陆地次级生产量的三倍多。分析产生这种现象的原因是什么?课件35张PPT。123456DD789CB10111213B14B15C16D17B1819D20DD21A2223242526272829303132333435返回