高中生物 第5章 第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件 新人教必修3.ppt

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成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 必修3,生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性,第五章,第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,第五章,這個生態(tài)缸能長期保持穩(wěn)定嗎？ 學習目標： 1．闡明生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的類型及原因。(重、難點) 2．說明抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性的關系。,一、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念和原因 1．概念 生態(tài)系統(tǒng)所具有的________或________自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。 2．原因 生態(tài)系統(tǒng)具有一定的____________能力。 3．調(diào)節(jié)基礎 ____________調(diào)節(jié)。,保持,恢復,自我調(diào)節(jié),負反饋,物理,微生物,增加,減少,抵抗外 界干擾,保持原狀,組分,越強,越高,恢復到原狀,恢復速度與恢復時間,2．提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 (1)控制對生態(tài)系統(tǒng)________的程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用應該適度，不應超過生態(tài)系統(tǒng)的_________能力。 (2)對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的___________投入。,干擾,自我調(diào)節(jié),物質(zhì)、能量,1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 (1)概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。 (2)原因：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力,(3)穩(wěn)定性的表現(xiàn) ①結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定體現(xiàn)在各組成成分的相對穩(wěn)定和生物種間關系的相對穩(wěn)定。 關系如圖： ②功能的相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的輸入與輸出達到平衡。,2．生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，這種能力是通過生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的反饋調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，反饋調(diào)節(jié)的形式如下表：,生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜，其自我調(diào)節(jié)能力越強的原因不包括( ) A．處于同一營養(yǎng)級的生物種類繁多 B．生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復雜 C．某一營養(yǎng)級的某種生物消失，可由該營養(yǎng)級的其他生物代替 D．能量流經(jīng)各營養(yǎng)級時是逐級遞減的 [答案] D,下列有關負反饋調(diào)節(jié)的敘述中，錯誤的是( ) A．負反饋調(diào)節(jié)在生物群落中普遍存在，但在生物群落與無機環(huán)境之間不存在 B．當農(nóng)田里蚜蟲的數(shù)量增多時，七星瓢蟲的數(shù)量也會增多，這樣蚜蟲種群數(shù)量的增長就會受到抑制，這屬于生物群落內(nèi)的負反饋調(diào)節(jié) C．負反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎 D．甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)屬于負反饋調(diào)節(jié) [答案] A,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一種相對的穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上處于一定的動態(tài)變化中。,抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性,抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的比較,[想一想]在各種類型的生態(tài)系統(tǒng)中，抵抗力穩(wěn)定性最強的是哪種？恢復力穩(wěn)定性最強的是哪種？ 提示：抵抗力穩(wěn)定性最強的是動植物種類繁多、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜的生態(tài)系統(tǒng)，如熱帶雨林；恢復力穩(wěn)定性最強的是動植物種類稀少、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)較簡單的生態(tài)系統(tǒng)，如草原生態(tài)系統(tǒng)。,下圖曲線Ⅰ代表抵抗力穩(wěn)定性，曲線Ⅱ代表恢復力穩(wěn)定性。一片被毀森林在恢復過程中，穩(wěn)定性的變化是( ),,,森林生態(tài)系統(tǒng)能長期維持相對穩(wěn)定狀態(tài)的原因是 ( ) ①生物多樣性是自我調(diào)節(jié)能力的基礎 ②其抵抗力穩(wěn)定性要比草原生態(tài)系統(tǒng)高 ③其恢復力穩(wěn)定性要比農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)高 ④有比較復雜的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) ⑤太陽能是維持生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的動力 ⑥能量可以隨著季節(jié)的變化而產(chǎn)生波動,⑦一種生物大量減少后，其位置可由同一營養(yǎng)級的多種生物取代 ⑧生產(chǎn)者和分解者構(gòu)成生物圈無機物和有機物的循環(huán)回路 A．①③⑤⑥⑧ B．②③④⑥⑦ C．①②④⑤⑦ D．①③④⑤⑧ [答案] C,1.造成生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性破壞的因素 (1)自然因素：主要是指自然界發(fā)生的異常變化，如火山爆發(fā)、地震、海嘯、山洪、泥石流和雷電火災等使生態(tài)系統(tǒng)破壞甚至毀滅的因素。 (2)人為因素：人類的活動正在改變著自然界中各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導致出現(xiàn)了全球的環(huán)境危機，主要表現(xiàn)為破壞植被、破壞食物鏈、污染環(huán)境等。,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,2．措施 (1)控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用應該適度，不應超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。例如，對森林生態(tài)系統(tǒng)的利用，要有計劃地采伐，防止過度采伐，并且要伐種兼顧。 (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(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)。例如，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)需要不斷地施肥、灌溉，控制病蟲害，并且推廣秸稈還田，以減少農(nóng)田的輸出。,3．意義 在發(fā)展經(jīng)濟的同時，人類應針對各種生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的特點，采取相應的保護對策，保護各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣才能使人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展。,1.實驗原理 (1)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是其結(jié)構(gòu)與功能發(fā)展協(xié)調(diào)的重要標志。 (2)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，取決于它的物種組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和非生物因素之間的協(xié)調(diào)關系。 (3)觀察生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時間的長短，了解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及影響穩(wěn)定性的因素。,設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性,3．生態(tài)缸的設計要求及分析,4.觀察時的注意事項 (1)要設計一份觀察記錄表，內(nèi)容包括植物、動物的生活情況，水質(zhì)情況(由顏色變化進行判別)及基質(zhì)變化等。 (2)定期觀察，同時做好觀察記錄。 (3)如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡，說明此時該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞，記錄發(fā)現(xiàn)的時間。 (4)依據(jù)觀察記錄，對不同生態(tài)缸進行比較、分析，了解生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差異的原因。,①生態(tài)缸中雖然成分齊全，生產(chǎn)者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質(zhì)循環(huán)，但是由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時間的活性。 ②如果生態(tài)缸是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，則生態(tài)系統(tǒng)的成分復雜，自我調(diào)節(jié)、自我修復和自我延續(xù)的能力強，在沒有巨大外界環(huán)境干擾的情況下會長期保持相對穩(wěn)定。,(一)問題討論 生態(tài)系統(tǒng)具有相對穩(wěn)定性。 (二)制作 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的成分、結(jié)構(gòu)、功能作答。,抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的判斷 1．實質(zhì)分析：抵抗力穩(wěn)定性是保持自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定；恢復力穩(wěn)定性是恢復自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定。 2．核心分析：抵抗力穩(wěn)定性是抵抗干擾、保持原狀；恢復力穩(wěn)定性是遭到破壞、恢復原狀。 3．二者關系：二者是同時存在于同一系統(tǒng)中的兩種不同的作用力，相互作用，共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。(如圖所示),(2)m表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性低；反之，說明抵抗力穩(wěn)定性高。如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同的于擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的m值要大于熱帶雨林的m值。 (3)n可以表示恢復到原狀態(tài)所需的時間，n越大，表示恢復力穩(wěn)定性越低；反之，表示恢復力穩(wěn)定性越高。 (4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標，這一面積越大，即m與n越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。,,A．在正常作用范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類和數(shù)量保持不變 B．在遭到干擾時，x、y值的大小與生物種類有關，與數(shù)量無關 C．對同一個生態(tài)系統(tǒng)來說，y值和x值之間呈正相關 D．TS值越小，表明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越小,[解析] 在正常作用范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類和數(shù)量保持動態(tài)平衡；在遭到干擾時，x、y值的大小與生物的種類和數(shù)量都有關；對同一個生態(tài)系系統(tǒng)來講，外來干擾越強，該生態(tài)系統(tǒng)偏離正常范圍越大，恢復到原狀態(tài)所需的時間就越長；受干擾后的生態(tài)系統(tǒng)的TS值越小，說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越大。 [答案] C,A．乙比甲的群落結(jié)構(gòu)簡單 B．甲的抵抗力穩(wěn)定性弱，恢復力穩(wěn)定性強 C．向甲中引入外來物種一定能增強甲的抵抗力穩(wěn)定性 D．甲可能為森林生態(tài)系統(tǒng)，乙可能為草原生態(tài)系統(tǒng) [答案] B [解析] 由坐標曲線可見，在受到外來干擾時，甲的波動范圍大于乙的波動范圍，說明甲的群落結(jié)構(gòu)簡單，容易受到外來干擾的影響，即甲的抵抗力穩(wěn)定性較乙弱，恢復力穩(wěn)定性較乙強。如果向甲中引入外來物種，該物種可能會影響其他生物的生存，因而抵抗力穩(wěn)定性不一定增強；甲可能為草原生態(tài)系統(tǒng)，乙可能為森林生態(tài)系統(tǒng)。,1．生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，對于維護生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著關鍵作用。這是通過( ) A．種群密度有一定規(guī)律性的變化而實現(xiàn)的 B．群落與無機環(huán)境之間的物質(zhì)循環(huán)而實現(xiàn)的 C．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的反饋機制來實現(xiàn)的 D．人工進行的綠化和環(huán)境保護來實現(xiàn)的 [答案] C,2．(2015吉林普通高中摸底)為了調(diào)查廢水污染對農(nóng)田土壤動物類群的影響，在距受污染河流一側(cè)不同距離進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表所示。下列敘述錯誤的是( ),A.土壤小動物活動能力很強，一般用標志重捕法調(diào)查其豐富度 B．土壤污染物濃度越高，動物類群數(shù)的豐富度越小 C．受污染的農(nóng)田土壤中仍存在土壤動物，說明該生態(tài)系統(tǒng)具有一定的抵抗力穩(wěn)定性 D．水污染會降低土壤動物的類群數(shù)和個體總數(shù) [答案] A,3．下列生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的說法正確的是 ( ) A．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持自身結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的能力 B．森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高 C．草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性比森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性高 D．在草原上適當栽種防護林，可以有效地提高草原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性,[答案] D [解析] 此題易錯選B或C。B項中沒有明確指明森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是抵抗力穩(wěn)定性還是恢復力穩(wěn)定性；C項要注意它們所處的環(huán)境條件，環(huán)境條件差，生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性較高，反之亦然。,4．要使海洋生物資源可持續(xù)地被利用，就必須保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡。對一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)來說，下列敘述錯誤的是( ) A．具有一定的自我調(diào)節(jié)能力 B．能量流動與物質(zhì)循環(huán)保持動態(tài)平衡 C．植被與動物數(shù)量相等 D．生物各成分之間相互制約、相互協(xié)調(diào) [答案] C,5．下列有關制作小生態(tài)缸實驗的敘述中，不正確的是( ) A．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力，所以生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與非生物因素無關 B．若模擬池塘生態(tài)系統(tǒng)，則不能將水裝滿 C．小生態(tài)缸封閉以后，其內(nèi)的生物數(shù)量會發(fā)生變化，最后趨于相對穩(wěn)定 D．制作的小生態(tài)缸必須是透明且密封的，并給予適當?shù)墓庹?[答案] A [解析] 非生物的環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)生物生存的能量和物質(zhì)的來源，溫度和光等因素對生物的生存都有重要的影響，因此A項錯誤。,6．下列曲線表示四個不同的自然生態(tài)系統(tǒng)在受到同等程度的外來干擾后，初級消費者數(shù)量的變化情況，其中抵抗力穩(wěn)定性最高的生態(tài)系統(tǒng)是 ( ),[答案] C [解析] 受到干擾后，種群數(shù)量波動范圍小的生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性強。,(2)圖甲②③過程中碳的傳遞形式分別是___________、__________。 (3)圖乙中的蛇由于某種原因數(shù)量下降，蟾蜍的數(shù)量先增多后減少，最后趨于穩(wěn)定，這屬于________調(diào)節(jié)，說明生態(tài)系統(tǒng)具有________能力。 (4)若草固定的總能量為6.8109 kJ，食草昆蟲和鼠同化的總能量是1.3108kJ，則人最多能獲得能量____________kJ。 (5)若蛇取食鼠的比例由1/4調(diào)整到3/4，從理論上分析，改變?nèi)∈潮壤笊唧w重增加1 kg，人能比原來多增重________ kg。(能量傳遞效率按20%計算),[答案] (1)光合作用和化能合成作用(只答光合作用得分) D、B (2)含碳有機物 CO2 (3)負反饋(反饋) 自我調(diào)節(jié) (4)2.46108 (5)2 [解析] (1)由圖甲知，A是大氣中的CO2庫，D是生產(chǎn)者，B是消費者，C是分解者。過程①表示光合作用和化能合成作用，圖乙中只有生產(chǎn)者和消費者，對應圖甲中的D、B。(2)碳在食物鏈中各營養(yǎng)級之間以含碳有機物的形成傳遞，在生物群落與無機環(huán)境之間以CO2的形式傳遞。,(3)蛇的數(shù)量減少，導致蟾蜍因缺少天敵而數(shù)量增加，說明生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，使二者的數(shù)量逐漸趨于穩(wěn)定，這種調(diào)節(jié)屬于負反饋調(diào)節(jié)。(4)人最多能獲得的能量是(6.8109－1.310820%)20%20%＝2.46108kJ。(5)蛇取食鼠的比例調(diào)整前，蛇體重增加1 kg，需要草11/420%20%＋13/420%20%20%＝100(kg)；調(diào)整后，蛇體重增加了1 kg，需要草13/420%20%＋11/420%20%20%＝50(kg)，需要的草減少了50 kg，這50 kg草的能量流向人，人將增重5020%20%＝2(kg)。,8．閱讀下列材料，回答有關問題： 澳洲草原廣闊，天然牧草資源十分豐富。自1925年起，當?shù)厝藦挠《群婉R來西亞引入當?shù)貨]有的牛、羊等家畜，大力發(fā)展畜牧業(yè)。幾年后，萬頭牛的糞便覆蓋了大片草場，牧草大量枯死，同時蒼蠅蔓延，并成為澳洲牧區(qū)的一大公害。整個澳洲草原生態(tài)系統(tǒng)處于崩潰的邊緣。后來當?shù)厝擞謴膩喼抟M蜣螂，它們把牛糞滾成團搬運到地下，既消除了牛糞又肥沃了土壤，還控制了蒼蠅數(shù)量，有效地解決了當?shù)氐纳鷳B(tài)問題，使澳洲草原又呈現(xiàn)出生機蓬勃的景象。 (1)上述事實表明，在引進牛、羊等家畜前，各種生物之間的關系呈現(xiàn)________的狀態(tài)。,(2)從生態(tài)學的角度看，人們引進牛、羊等家畜的目的是________________________________________。 (3)引進牛、羊等家畜后導致生態(tài)危機的主要原因是____________________________________。 (4)蜣螂是這個草原生態(tài)系統(tǒng)的________(填生態(tài)系統(tǒng)的組成成分)。 (5)以上事實說明，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是________。 (6)引進牛、羊等家畜后引發(fā)生態(tài)危機這一事實給人們的啟示是人類的生產(chǎn)活動必須__________________。 (7)最后結(jié)果給我們的啟示是__________________。,[答案] (1)相對穩(wěn)定 (2)調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關系，使能量盡可能多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴呐?、羊等家畜體內(nèi) (3)牛、羊等家畜破壞了原有的食物鏈，使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞 (4)分解者 (5)有一定限度的，如果外來干擾超過了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到破壞 (6)遵循生態(tài)系統(tǒng)的客觀規(guī)律 (7)人類還可以在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，適當調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，使它朝著更有益于人類的方向發(fā)展,1．(2014天津，3)圖a、b分別為農(nóng)村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量(生命物質(zhì)總量)金字塔示意圖。下列敘述正確的是( ),,A．兩個生態(tài)系統(tǒng)均可通過信息傳遞調(diào)節(jié)種間關系 B．兩個生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)均由3個營養(yǎng)級組成 C．城市生態(tài)系統(tǒng)不具有自我調(diào)節(jié)能力，抵抗力穩(wěn)定性低 D．流經(jīng)兩個生態(tài)系統(tǒng)的總能量均是其植物所固定的太陽能 [答案] A,[解析] 生態(tài)系統(tǒng)中的信息能調(diào)節(jié)生物種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定；圖a和b中只能確定植物為第一營養(yǎng)級，而人和動物的營養(yǎng)關系不確定，無法判斷兩圖中有幾個營養(yǎng)級；任何生態(tài)系統(tǒng)(包括城市生態(tài)系統(tǒng))都具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，也具有一定的穩(wěn)定性；圖b中人和動物的生命物質(zhì)總量明顯多于植物的生命物質(zhì)總量，僅生產(chǎn)者固定的太陽能難以維系一個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，必需有外來能量引入。,2.(2014四川，節(jié)選)將某稻田等分為互不干擾的若干小區(qū)，均種上水稻苗(28株/m2)和3種雜草(均為1株/m2)，隨機向不同小區(qū)引入不同密度的福壽螺(取食水生植物)。一段時間后，測得各物種日均密度增長率如下圖所示。,,(1)若實驗結(jié)束后停止人工管理，低密度處理小區(qū)將經(jīng)歷________演替，時間足夠長，最可能演替為以________為主的水生植物群落。 (2)若實驗結(jié)束后除去福壽螺和雜草，該生態(tài)系統(tǒng)的________穩(wěn)定性將降低。 [答案] (1)次生 狐尾草 (2)抵抗力 [解析] (1)實驗結(jié)束后停止人工管理，此時的群落演替屬于次生演替，由數(shù)據(jù)可知不管哪一密度的福壽螺存在時，狐尾草的增長率均最大，因此最可能成為該區(qū)的優(yōu)勢種。 (2)除去福壽螺和雜草，群落的物種豐富度減小，生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)變簡單，抵抗力穩(wěn)定性將降低。,