人教版高中生物 选择性必修2第三章《3.5 生态系统的稳定性》教学设计
课题 生态系统的稳定性
课型 新授课 章/单元复习课 专题复习课 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他
1.课程标准 课程标准与本节相对应的要求是:生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰,保持或恢复自身结构和功能的相对稳定。1. 解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力;2. 举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等;3. 阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时,能够通过自我调节维持稳定。
教学内容 本小节知识包括生态系统稳定性的概念,生态系统的自我调节能力,抵抗力稳定性和恢复力稳定性,提高生态系统的稳定性四部分内容。与前面的“生态系统的结构和功能”等知识联系紧密,又是学习后面“生态环境的保护”等知识的重要基础,也是培养学生形成可持续发展观点、生态学观点的良好素材。
学情分析 学生通过前面几节课的学习,已经掌握了物质循环、能量流动和信息传递,对生态系统已经有了很好的认识,对于本节课打下了基础。对实例资料的阅读有了初步的认识,但部分基础薄弱的学生无法顺利完成图表信息的提取。绝大多数高二的学生学习动力足、学习情绪高,有应对复杂问题的意识和能力,能够主动参与到学习过程中来。
4.学习目标 学习目标1:通过分析生态系统中的反馈调节过程实例,阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的自我调节能力,举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性; 学习目标2:通过分析人类活动对生态系统稳定性的影响,结合实例,简述提高生态系统稳定性的措施。
5.评价任务 评价任务1:能够结合实例资料,阐明生态系统的自我调节能力,举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性; 评价任务2:能够结合实例,简述提高生态系统稳定性的措施,设计提高生态系统稳定性的方案。 6.学习活动 教师活动1学生活动1环节一:情境导入PPT展示:亚马逊森林。尽管遭遇灾害和人类干扰,但依然保持正常的森林景观。从生物学角度,蕴含了什么? PPT展示:“生物圈II号”实验资料。八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年,为什么中途撤出了?这个实验过程中出现了什么问题?生态系统受到干扰后,仍能保持一定的稳定性。 人工制作的生态系统难以长期维持稳定。总结:其实自然界中生态系统具有相对的稳定性,而且稳定的生态系统对生物的生存是至关重要的。那么,什么是生态系统的稳定性呢?活动意图说明: 通过图片、照片从正反两个实例使学生形象地了解生态系统的稳定性。并进入新课的学习。环节二:生态系统的稳定性教师活动2 提问:什么是生态系统的稳定性? 引导学生阅读课本P109,理解生态系统的稳定性的概念。 教师指出:只有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,能量的输入保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。稳定性表现在结构相对稳定和功能相对稳定上。例如,原始森林生态系统是经过千百年来形成的,尽管其中的生物生生死死,迁入迁出,无机环境也不断变化,但从某一阶段来看,该系统内各种生物的种类和数量总是大体相同的。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。它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。学生活动2 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。活动意图说明: 通过分析问题了解生态系统稳定性的原因(检测目标1、2)环节三:生态系统的自我调节能力教师活动3 过渡:为什么生态系统具有稳定性? 类比:人体保持内环境的稳态,是因为人体可以通过神经-体液-免疫机制的调节。 总结并提问:生态系统之所以维持稳定,是因为生态系统内部具有自我调节能力。那生态系统的自我调节能力是如何表现呢? 实例1:当河流受到轻微的污染时,微生物会加快分解,河流中的生物种类和数量不会有太大的改变。 实例2:在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟的数量也会增多,对森林中的物种也不会有太大的影响。 提问1:实例1的自我调节能力如何表现? 提问2:实例2的自我调节能力如何表现?构建食虫鸟种群和害虫种群之间的负反馈调节的概念模型。 1、为什么森林中害虫数量不会持续大幅度增长? 2、还有那些实例?草与羊、水草与虾 总结: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。 设疑:生物群落内部具有所用的捕食者和被捕食者都有这种关系,除了生物与生物之间的负反馈调节外,生物群落与外界环境有没有这种关系呢? 3、适度捕捞后,池塘中鱼的种群数量为什么不会减少? 4、森林局部大火过后,为什么植株能较快生长? 小结: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生态系统自我调节能力的基础。 提问:生态系统的自我调节能力是不是无限大? PPT播放: ①黄土高原由于植被被长期滥采滥伐造成水土流失 ②草原放牧过量造成植被啃食过量草场退化严重 总结:生态系统的自我调节能力是有限的。只要干扰和破坏超过一定限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失,生态系统难以恢复。 提问:生态系统的复杂程度与自我调节能力的关系? 总结:不同生态系统的自我调节能力是不同的,生态系统中的生物种类越多,食物链越复杂,系统的自我调节能力就越强,生态系统的稳定性越高。因此,物种丰富的热带雨林生态系统要比单一的农田生态系统的自我调节能力强。学生活动3 1、生态系统自身的净化作用,净化作用包括物理沉降、化学分解和微生物的分解三个方面,它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。 2、负反馈调节 环境容纳量 活动意图说明: 说明生态系统的自我调节能力有一定的限度。阐明生态系统的自我调节能力的大小与生态系统成分及营养结构有关。(检测目标1、2)环节四:生态系统稳定性的类型教师活动4 提问:由于生态系统具有自我调节能力,生态系统才能维持相对稳定。那生态系统的稳定性表现在哪些方面? 学生阅读教材P110——111相关内容,思考回答下列问题: 1、什么是抵抗力稳定性和恢复力稳定性? 2、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的核心分别是什么? 3、草原、北极苔原、森林生态系统,抵抗力稳定性谁强谁弱?恢复力稳定性谁高谁低? 4、抵抗力稳定性与生态系统自身的组分和营养结构关系如何?恢复力稳定性呢? 5、抵抗力稳定性与恢复力稳定性关系如何? 1、抵抗力稳定性 提问:什么是抵抗力稳定性? 实例1:当河流受到轻微的污染时,微生物会加快分解,河流中的生物种类和数量不会有太大的改变。 实例2:在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟的数量也会增多,对森林中的物种也不会有太大的影响。 提问:抵抗力稳定性的核心是什么? 核心:抵抗干扰,保持原状 提问1:抵抗力稳定性的大小与什么因素有关呢? 提问2:比较北极苔原生态系统与热带雨林生态系统抵抗力稳定性的不同。 总结:生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。也就是说一般与生态系统的营养结构复杂程度成正相关。 2恢复力稳定性 提问:什么是恢复力稳定性? 实例1:野火烧不尽,春风吹又生。草原被局部烧毁,仍能逐步恢复原状。 实例2:河流遭到严重污染后,自身可能不太好恢复原状。 提问:恢复力稳定性的核心指的是什么? 核心是:遭到破坏,恢复原状 提问1:恢复力稳定性的大小与什么因素有关呢? 提问2:比较北极苔原生态系统与热带雨林生态系统抵抗力稳定性的不同。 总结:一般与生态系统的营养结构成负相关。 两者关系 引导学生用曲线图表示二者的关系。 (a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性) 思考讨论:如果将两个生态系统放在一起比较,显然北极苔原生态系统的抵抗力稳定性低,热带雨林生态系统的抵抗力稳定性高。那么,恢复力稳定性又是谁高谁低呢?为什么? 总结: ①生态系统在受到不同程度的破坏后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。 ②不同的生态系统表现出的稳定性是不一样的; ③生态系统的稳定性也取决于外界因素的影响程度。 总结:比较恢复力稳定性时,除了考虑营养结构的复杂程度外,营养结构简单,遭到破坏后比较容易恢复,外界破坏程度和生态系统所处的环境条件也是一个重要的考量因素。 想象:想象你每时每刻都在被病菌攻击的情景。平时不得病是由于你的抵抗力,得病后能够恢复健康靠的是恢复力。学生活动4 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。 “干扰”是指破坏稳定状态的外界因素;“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。 一方面: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;另一方面: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。 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 “破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围;“恢复”是指外界因素消除了,生态系统重新建立稳定状态。 一方面:各营养级的生物个体小,数量多,繁殖快。另一方面:生物种类较少,物种扩张受到的制约小。 活动意图说明: 通过对不同生态系统的分析,清楚抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。(检测目标1、2)环节五:提高生态系统的稳定性教师活动5 过渡:通过今天的学习,我们知道了生态系统具有保持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可是,这种能力也是有限的。 提问:如何提高生态系统的稳定性呢? 阅读课文,归纳提高生态系统的稳定性的方法。 总结:一方面:要控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应该超过生态系统的自我调节能力。另一方面:对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构和功能的协调。 互动:谁能够举出两个方面的例子? 总结:生态系统的稳定性对于人类的生存与发展具有重要的意义。现在人们的生存面临了许多的危机,将知识和实际联系起来,才是最有意义的事。学生活动5 1、合理放牧,合理砍伐,合理捕鱼等。 2、建立自然保护区,兴修水利,建防护林等活动意图说明: 通过学生列举实例说明提高生态系统稳定性的措施。加深对生态系统两种稳定性的理解,做理论联系实际。(检测目标3)环节六:总结归纳教师活动6 1、生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中,生态系统的稳定只是相对的稳定。 2、生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种自我调节能力,而这种能力的基础是负反馈调节 。 3、生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 4、生物圈是人类生存的唯一环境,而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态,我们要保护并提高生态系统的稳定性。学生活动6 阅读“科学—技术—社会”——恢复生态学及其应用活动意图说明: 加深对生态系统两种稳定性的理解,做理论联系实际。(检测目标1、2、3)
板书设计 第3节 生态系统的稳定性 (
抵抗力稳定性
) (
提高生态系统的稳定性
) (
生态系统的自我调节能力
) (
和恢复力稳定性
)生态系统的稳定性
【作业设计】
当河流受到轻度污染时,能通过物理沉降、化学分解、微生物分解,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。这个事例说明 ( )
A.生态系统具有相对稳定的物质循环
B.生态系统具有一定的自我调节能力
C.生态系统具有稳定的能量来源
D.生态系统具有大量的生产者和消费者
下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群数量的影响 ( )
据图分析下列叙述正确的是
①甲生态系统的抵抗力稳定性比乙强
②甲生态系统是热带雨林生态系统,受气候影响较小
③乙生态系统在S点后有新的物种产生
④乙生态系统在S点后经历次生演替过程
①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
天然牧场的一小片区域被作为牧草留种区,为了防止鸟啄食草籽,们用网把留种区罩了
起来。后来发现留种医的草几乎被虫吃光,而其他区域却安然无恙。此现象给我们的启示是( )
食草昆虫具有超强的繁殖能力 B. 生态系统的稳定性有赖于完整的营养结构
C. 草原鸟类的主要食物来源是昆虫 D. 牧草的种类单一会导致害虫的大发生
下图曲线Ⅰ代表抵抗力稳定性,曲线Ⅱ代表恢复力稳定性。一片被毁森林在恢复过程中,稳定性的变化是( )
森林遭到持续干旱,树木往往扩展根系的分布空间,保证获得足够水分,维持生态系统
的正常功能。这反映了森林生态系统( )
A.恢复力稳定性较强 B.抵抗力稳定性较强
C.恢复力稳定性较弱 D.抵抗力稳定性较弱
自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害,但在一些人工马尾松林中却常会发生严重的
松毛虫危害,其主要原因是( )
松毛虫繁殖力强 B. 马尾松抗虫能力差
C. 人工林营养结构简单 D. 当地气候适宜松毛虫生长
近几年国家投入巨资植树造林,大大提高了植被的覆盖率,在生态保护等方面取得了
一定成就,但绝大多数的人工林,远看一片绿,近看一片黄(地表植被极少)。有些专家指出:大面积的人工林,树多了但森林生态功能却衰退了,是表面绿化,是“绿色沙漠”。下列对“绿色沙漠”的看法不正确的是( )
A.该群落的结构单一,垂直分层现象不明显
B.该系统抵抗力稳定性比自然林强
C.动植物种类稀少,生物多样性水平极低,易遭病虫害
D.单一树种因树龄、高矮接近,生长密集,导致地表植被缺乏,易发生水土流失
有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽
快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上( )
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林
在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感
性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准
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
连续三年,我国西南地区发生了特大旱灾。灾害还留下森林火灾及泥石流等次生灾害隐
患。
(1)森林中苗木大量被旱死,意味着食物链中被破坏的成分是________。
(2)这次受灾的地区是我国林业森林资源最丰富的地区,在受灾之前这里的森林生态系统处于____________________状态,请从生态系统的稳定性的角度简要分析保持这种状态的原因:_______________________________________________________________________________。
(3)请给本次受灾的南方省份提出两条恢复森林生态系统稳定性的建议。
_______________________________________________________________________________。
【参考答案】
B
B
B
C
B
C
B
D
B
D
(1)生产者
(2)相对稳定 因为生态系统具有自我调节能力,在一定的限度内,生态系统即使受到外界干扰也会通过自我调节而保持相对稳定状态
(3)①积极植树造林;②禁止滥砍滥伐;③从思想上引导人们要爱护树木
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