第3章 第5节 生态系统的稳定性-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修2五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第5节　生态系统的稳定性 课标内容要求 核心素养对接 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 生命观念：从生态系统具备有限自我调节能力的视角，预测和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变化 科学探究：设计并制作生态瓶，观察和比较不同生态瓶中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因。设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案 [基础梳理] 一、生态平衡与生态系统的稳定性 1．生态平衡 (1)概念：生态系统的　结构和功能　处于相对稳定的　一种状态　。 (2)特征 ①　结构平衡　：生态系统的各组分保持相对稳定。 ②　功能平衡　：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。 ③　收支平衡　。 例如：在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量处于比较稳定的状态。 (3)调节机制：　负反馈　机制，即指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为　信息　调节该系统的工作，并且使系统工作的效果　减弱或受到限制　，它可使系统　保持稳定　。 2．生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统　维持或恢复　自身　结构与功能　处于相对平衡状态的能力。 (2)原因 生态系统具有　自我调节能力　。 (3)生态系统的自我调节能力 ①基础：　负反馈调节　。 ②表现：生态系统维持　生态平衡　的能力。 ③特点 生态系统的自我调节能力是　有限　的，当外界干扰因素的强度超过　一定限度　时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1．抵抗力稳定性 (1)概念 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能　保持原状　的能力。 (2)特点 生态系统的　组分　越多，食物网越复杂，其自我调节能力　越强　，抵抗力稳定性　越高　。 2．恢复力稳定性 (1)概念 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。 (2)特点 生态系统的成分越　简单　，一般越容易恢复；反之越难。 三、提高生态系统的稳定性 1．必要性 因为处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类　生活所需　，如粮油、蔬果、肉蛋奶、木材等农副产品；更为重要的是，处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境　保持稳定　。 2．措施 (1)要控制对生态系统的　干扰强度　，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。例如，对过度利用的森林与草原，首先应　封育　，待恢复到较好状态时再适度利用。 (2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的　物质、能量　的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。例如，为使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉、控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”。 四、设计制作生态缸，观察其稳定性 1．目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的　稳定性　。 2．基本原理 在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的　基本成分　进行组织，构建一个人工微生态系统，要使人工微生态系统正常运转，在设计时，还要考虑系统内　组分　及　营养级　之间的合适比例。 3．实验步骤 (1)用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。 (2)在生态缸内底部的一侧铺垫几块　石块　作为基垫，再铺上一层颗粒较细的　沙土　，厚度为5～15 cm，在沙土上铺一层含　腐殖质较多的土　，厚度为5～10 cm，铺垫好的土和石块整体呈坡状。 (3)在土坡上放几块有孔的　假山石　，可作为小动物栖息的场所。 (4)向缸内倒入　自来水　，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。 (5)在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物；在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。 (6)封上生态缸盖。将生态缸放置于室内　通风、光线良好　的地方，但要避免阳光直接照射。 (7)每个星期至少观察一次生态缸内　生物种类及数量　的变化，并且进行记录。 [基础诊断] 1．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强。( × ) 2．自我调节能力强的生态系统，其稳定性也就越高。( √ ) 3．一个稳定的生态系统中动植物种类及数量不会有波动。( × ) 4．生物群落能量的输入量大于输出量，物质的输入与输出则保持相对平衡。( × ) 5．生态系统的稳定性是恒定不变的。( × ) 6．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数。( × ) 生态系统的稳定性 1．生态系统稳定性的理解 2．正确区分正反馈调节与负反馈调节 项目 正反馈 负反馈 调节 方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定 实例 分析 已污染的湖泊污染加剧 草原上食草动物与植物的平衡 3.“三看”判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 看实质 保持自身结构、功能相对稳定 恢复自身结构、功能相对稳定 看核心 抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状 看影响 因素 生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强 一般生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强 ◆[互动探究] 持续的过度放牧导致某草场退化，进而为布氏田鼠的繁殖提供适宜的环境条件，鼠害加剧，致使草场进一步退化。思考讨论相关问题： (1)布氏田鼠的繁殖导致草场进一步退化属于负反馈调节吗？为什么？ 提示：不属于，所谓负反馈，是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。布氏田鼠的繁殖导致草场进一步退化应属于正反馈调节。 (2)禁止在草场放牧后，草原恢复的过程体现了什么？ 提示：禁止在草场放牧后，草原恢复的过程，说明草原生态系统具有一定的恢复力稳定性。 (3)若要保持畜产品的持续高产，题干信息给了我们什么启示？ 提示：只有合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。 ◆[对点训练] 1．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 解析：B　[题中信息“河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响”显示，河流生态系统具有一定的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我调节能力。] 2．生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题。 (1)生命系统普遍存在着反馈现象，其稳定性的维持主要是通过　__________　(填“正”或“负”)反馈来实现的。请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和生态系统稳态反馈调节的概念模型。 ①个体稳态反馈调节的概念模型(以血糖调节为例)。 ________________________________________________________________________。 ②生态系统稳态反馈调节的概念模型(生态系统以水稻田生态系统为例，水稻田中的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫)。 ________________________________________________________________________。 (2)某大型湖泊藻类植物大量繁殖，水质迅速恶化，呈何种反馈状态？________________________________________________________________________。 解析：(1)生命系统普遍存在的反馈现象是负反馈。个体稳态的反馈调节有血糖的稳态、甲状腺激素的分泌、水盐平衡的调节(抗利尿激素的分泌)等。水稻田中水稻、害虫、食虫鸟组成食物链，害虫增多使得食虫鸟增多，食虫鸟增多又使害虫减少，害虫减少又使水稻增多。 (2)大型湖泊藻类植物大量繁殖，水质迅速恶化，水质恶化加剧了藻类的死亡，形成恶性循环，这属于正反馈调节。 答案：(1)负 (2)呈正反馈状态 判断正反馈、负反馈调节的方法 (1)依据：从调节后的结果与原状态之间的变化分析。 (2)方法：调节后 　 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较 (1)区别(如图) (2)联系(如图) ①一般二者呈负相关，营养结构越复杂的生态系统，抵抗力稳定性(a)越强，而恢复力稳定性(b)一般越弱。 ②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。 2．抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。 (2)雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。 (3)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x值越大说明恢复力稳定性越弱。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大说明生态系统的总稳定性越低。 ◆[互动探究] 1．苏州某一水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍然很清澈，说明生态系统具有什么能力？这种能力反映生态系统的哪种稳定性？ 提示：生态系统具有自我调节能力，这种能力反映生态系统的抵抗力稳定性。 2．一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比，其抵抗力稳定性哪个高？试说明判断理由。 提示：内蒙古草原上的草场的抵抗力稳定性高于棉田。因为棉田的成分单一、营养结构简单。 3．对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈什么关系？所有的生态系统都这样吗？举例说明。 提示：一般来说，对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系且同时存在。但对于一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。 4．对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳态，需采取哪些措施？(至少写两条) 提示：需要不断施肥、灌溉，以及控制虫害等。 ◆[对点训练] 1．(不定项)如图为某一生态系统稳定性图解，对此理解正确的是(　　) A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性 B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性 C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈相反关系 D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系 解析：ACD　[生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，且一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。] 2．下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　) A．在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高 B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高 C．在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降 D．一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高 解析：B　[生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构的复杂程度有关，成分和营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，相应地，其恢复力稳定性就越低，题中A、C、D选项中的生态系统，都是向着成分和营养结构复杂化的方向发展，而B选项中生态系统是趋向单一化(只让牧草生长)发展，其抵抗力稳定性降低。] 　 　设计制作生态缸，观察其稳定性 1．实验设计要求 设计要求 相关分析 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气 生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡 2.生态缸稳定性的观察与分析 (1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。 (2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 ◆[互动探究] 近年来，市面上出现了很多观赏性小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣。如图是一个简易生态瓶的示意图。思考讨论相关问题： (1)在一定时间范围内，小生态瓶内是否能进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用？为什么？ 提示：能　该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合、呼吸、分解等生理过程实现各元素的循环利用。 (2)简易生态瓶为什么能在一定时间内维持相对稳定？ 提示：由于生态系统具有一定的自我调节能力。 (3)若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间的合适比例，从能量流动的角度分析，这是为什么？ 提示：能量流动是逐级递减的。 ◆[对点训练] 1．某生物兴趣小组用河水、池泥、黑藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列说法错误的是(　　) A．甲瓶中的小鱼很快死亡可能是因为瓶内小鱼数量过多 B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长 C．丙瓶中加盖与否，并不影响实验结果 D．若想生态瓶内的生态系统在一段时间内维持稳定，丙瓶不应放在黑暗中 解析：C　[甲瓶中的小鱼很快死亡可能是因为瓶内小鱼数量过多，种内竞争激烈，A正确；乙与甲相比，乙中小鱼和植物数量相当，比例适宜，而丙瓶中虽然植物与小鱼数量相当，但出处于黑暗条件下，没有能量来源，而乙瓶在散射光下，且小鱼数量适当，故乙瓶中的生物存活的时间相对较长，B正确；生态瓶必须是封闭的，因为外界的生物或非生物因素都会对实验结果产生影响，因此，丙瓶中加盖与否，会影响实验结果，C错误；生态瓶应放在较强的散射光下以获得能量输入，使生态瓶内的生态系统在一段时间内维持稳定，因此，若想生态瓶内的生态系统在一段时间内维持稳定，丙瓶不应放在黑暗中，D正确。] 2．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．生态缸不能密封，以便与外界进行物质交换 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非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动 解析：D　[生态缸的采光用较强的散射光，既可为水生植物的光合作用提供光能，又可防止生态缸中水温过高，导致水生植物死亡，A错误；生态缸必须是封闭的，目的是防止外界生物或非生物因素的干扰，B错误；生态缸中投放的不同营养级的生物比例要合适，C错误；生态缸相当于微型的生态系统，其中的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环、能量流动及信息传递，D正确。] 1．下列关于生态系统的稳定性的叙述，错误的是(　　) A．温带针阔混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低 B．生态系统中组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性一般就越高 C．不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同 D．反馈调节在生态系统中普遍存在，都能使生态系统保持稳定 解析：D　[温带针阔混交林比热带雨林的物种丰富度低，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低，A正确；生态系统中组分越多，食物网越复杂，自我调节能力强，抵抗力稳定性高，恢复力稳定性弱，B正确；不同的生态系统物种丰富度不同，则抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同，C正确；负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础，当生态系统中某一成分发生变化后，通过负反馈调节能抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响，使生态系统达到并维持稳态，正反馈调节可能会使生态系统崩溃，如水体富营养化，D错误。] 2．下列措施会导致生态系统的稳定性下降的是(　　) A．适度利用生态系统 B．减少人类对生态系统的干扰程度 C．过度开发生态资源，发展经济 D．植树造林 解析：C　[适度利用生态系统会使得生态系统中的各种动植物能够和谐相处，不会导致生态系统中物种的减少，也不会影响营养结构的变化，故不会影响生态系统的抵抗力稳定性，A错误；减少人类对生态系统的干扰程度也不会导致生态系统的物种组成和营养结构发生大的变化，故不会导致抵抗力稳定性下降，B错误；过度开发生态资源，发展经济会导致生态系统的物种减少，营养结构变得简单，进而导致生态系统的抵抗力稳定性下降，C正确；植树造林使得生态系统的物种丰富度提高，使得营养结构变得复杂，故抵抗力稳定性提高，与题意不符，D错误。] 3．两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，据图不能得出的结论是(　　) A．乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高 B．若增大对甲生态系统的干扰强度，则C点左移 C．甲生态系统中的营养结构可能比Z生态系统简单 D．图中偏离正常运行范围的程度体现了抵抗力稳定性的大小 解析：B　[受到同等强度的干扰后，乙生态系统偏离正常运行范围小，时间短，故乙生态系统的抵抗力稳定性高于甲，A正确；若增大对甲生态系统的干扰强度，则甲偏离正常运行范围更大，恢复所需时间更长，C点右移，B错误；乙生态系统的抵抗力稳定性高于甲生态系统，一般来说，营养结构越复杂，该生态系统的抵抗力稳定性越高，则甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单，C正确；图中偏离正常运行范围的程度体现了抵抗力稳定性的大小，D正确。] 4．(不定项)下图表示某片草原中蒙古兔种群的周期性消长曲线：蒙古兔过多时，大量吃草，草原植被遭到破坏，种群数量因而减少；但数量减少后，植被又逐渐恢复，蒙古兔的数量也随着恢复过来。下列有关叙述中正确的是(　　) A．蒙古兔种群数量和食物之间的动态变化体现了反馈调节 B．信息能调节生物的种间关系以维持生态系统的稳定 C．1991－1993年间，M点时种群的出生率等于死亡率，N点时出生率与死亡率相差最大 D．捕杀蒙古兔，将其数量降低一半是控制其数量最有效的办法 解析：ABC　[由分析可知，蒙古兔种群数量会随食物的动态变化而变化，这体现了反馈调节，A正确；信息传递可调节生物的种间关系，从而维持生态系统的稳定，B正确；M点时相对数量不再改变，所以种群的出生率等于死亡率，N点时相对数量相当于K/2点，所以出生率与死亡率相差最大，C正确；杀死蒙古兔，将其数量降低一半时，此时蒙古兔种群增长速率最大，D错误。] 5．随着生活污水、工业污水的排放，常给池塘湖泊造成一定的污染。如图是科学工作者对受到污染的某湖泊的调查结果。请回答： (1)据图可知，该湖泊处于　________　(轻度或重度)污染，理由是________________________________________________________________________。 表明该湖泊生态系统具有相当高的　________　稳定性。 (2)图中的有机污染物主要被水中的微生物降解，如果欲加强降解作用，要考虑　________　、　________　等因素。 (3)无机污染物主要指重金属离子及其化合物。环保工作者常用植物吸收净化铅、汞等污染。有人提出：为了使物质和能量得到充分利用，可将吸收铅、汞等污染的植物作为牧草或饲料饲喂家畜家禽，你对此赞同吗？ 解释原因。 解析：(1)由图可知，污染物进入该湖泊后，经过水体的净化作用，污染物含量大大下降，说明该生态系统处于轻度污染，且具有较高的抵抗力稳定性，可以保持自身结构和功能的稳定。 (2)氧气含量、温度等均会影响水体中微生物的降解作用。 (3)若将吸收铅、汞等污染的植物作为牧草或饲料饲喂家畜家禽，这些污染物会随食物链富集，最终对最高营养级人体造成危害，故不同意该建议。 答案：(1)轻度　通过自身的净化作用可以消除污染　抵抗力　(2)温度　氧气　(3)不赞同。有害物质会通过食物链富集，对人体造成危害 学科网（北京）股份有限公司 $$