3.5 生态系统的稳定性 教学设计 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

3.5《生态系统的稳定性》教学设计 一、教学目标 生命观念 1.阐明生态平衡的三大特征（结构平衡、功能平衡、收支平衡），解释负反馈调节是维持稳态的核心机制。 2.举例说明抵抗力稳定性与恢复力稳定性的区别与联系（如森林火灾后的恢复 vs. 棉田抗虫能力。） 科学思维 1.构建“草→兔→狼”食物链的负反馈调节模型，分析种群数量动态平衡的因果关系。 2.通过数据对比（如森林/草原生态系统的干扰恢复时间），归纳生态系统复杂性与稳定性的关系。 社会责任 1.针对三江源生态保护案例，设计“提高当地生态系统稳定性”的可行性方案，践行“绿水青山就是金山银山”理念。 二、教学重难点 重点：负反馈调节的过程分析；两类稳定性实例辨析（如热带雨林 vs. 北极苔原）。 难点：列表对比抵抗力稳定性与恢复力稳定性的辩证关系（非绝对负相关）。 三、教具 多媒体课件、生态缸实验材料（透明容器/沙土/水草/小鱼）、紫茎泽兰入侵案例视频、食物链模型卡片。 四、教学过程 【情境导入】——聚焦核心问题 播放视频《紫茎泽兰入侵云南生态灾难》： 问题链1： ①入侵后本地植物为何成片死亡？→ 引出结构平衡破坏； ②土壤养分为何急剧下降？→ 分析功能平衡失调（分解受阻）； ③尝试用关键词绘制“入侵-破坏”恶性循环图 → 导入负反馈缺失概念。 小组汇报：总结生态平衡的概念、特征、形成原因 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，就是生态平衡。 （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：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）形成原因：生态系统具有一定的自我调节能力。负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。 【任务驱动】——模型构建与论证 任务1：揭秘生态平衡的“调节器” 小组活动：用卡片构建“草→兔→狼”食物链模型，模拟狼数量增加后各种群变化。 输出：绘制负反馈调节流程图（草↑→兔↓→狼↑）。 质疑互评：若加入人类捕狼因素，模型如何修改？是否仍属负反馈？ 任务2：两类稳定性“擂台赛” 资料对比： 森林火灾后50年恢复（高抵抗力/低恢复力）； 棉田喷洒农药后虫害复发（低抵抗力/高恢复力）。 小组汇报：生态系统的稳定性概念、类型、特点 （1）生态系统的稳定性概念：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）生态系统的稳定性类型 （3）生态系统的稳定性特点：不是无限的，因为生态系统的自我调节能力是有限的。 1. 小组辩论：“稳定性越强的生态系统是否越难恢复？”（反驳案例：北极苔原两类均低）。 1. 总结： 1. （1）抵抗力稳定性强弱的判断 1. 1. （2）恢复力稳定性强弱的判断 1. 一般与抵抗力稳定性成反比，但是也有例外，如极地冻原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱。 1. （3）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的联系 1. ①抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然。 1. ②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。如图所示： 1. 1. 个别生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很弱，如冻原生态系统。 1. （4）生态系统稳定性曲线分析 1. 【实验探究】——生态缸设计 1. 操作要求：按教材第78页《设计制作生态缸，观察其稳定性》要求制作封闭生态缸（生产者/消费者/分解者配比）。 1. 科学探究问题： 为何要避免阳光直射？→ 讨论能量输入限度； 一周后水质浑浊原因？→ 分析分解者不足导致收支失衡。 教师总结注意事项： 设计要求 相关分析 生态缸必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 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 太阳光能够透过，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 （1）观察稳定性，可通过观察生态缸内生物种类及数量的变化、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。 （2）由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 【当堂测试】——分层评价 概念辨析（生命观念）：生态平衡的特征包括______（多选）。 A. 生物数量恒定不变 B. 物质输入输出均衡 B. 生产-消费-分解过程正常 D. 抵抗力稳定性持续升高 答案：B、C 情境应用（社会责任）：海三江源退牧还草后，鼠害反而加剧。请结合稳定性原理，提出两条改进措施。 参考答案：引入天敌（恢复食物链复杂性）；分区轮牧（控制干扰强度）。 【课后作业】 1.近代多数生态学家认为干扰是一种有益的现象，它不同于灾难，不会产生巨大的破坏作用，但它会反复出现。较大强度的干扰会造成群落局部失衡，引发群落演替。下列说法正确的是（　D　） A．干扰频次持续增大，有利于生物多样性的提高 B．干扰频次越高，生态系统的恢复力稳定性越高 C．动物挖掘、践踏等造成植被破坏不属于干扰 D．依据生态系统对干扰的反应，可以确定生态系统的稳定性 解析：由题意“较大强度的干拢会造成群落局部失衡”可知，干扰频次持续增大，可能导致物种数目减少，不利于生物多样性的提高，A错误；干扰频次越高，生态系统偏离稳态越多，其恢复力稳定性越低，B错误；动物挖掘、践踏等造成植被局部破坏不会产生巨大的破坏作用，但会反复出现，属于干扰，C错误；生态系统的稳定性是指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，依据生态系统对干扰的反应，可以确定生态系统的稳定性，D正确。 2.在退化荒丘上建成的塞罕坝林场是我国荒漠化治理的典范。为更好地管理、利用林木资源，科研人员研究了不同砍伐强度对塞罕坝林场落叶松人工林的林木生物量（单位：t·hm－2）影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是（　A　） 龄组（年） 砍伐强度（%） 24.0 25.9 38.6 10 13.24 14.73 15.64 20 72.54 75.09 81.08 30 161.87 166.10 171.12 A. 塞罕坝由荒漠变成林场的过程属于初生演替 B．可采用样方法调查不同龄组各砍伐强度下的生物量 C．适度砍伐可以实现经济效益和生态效益的双赢 D．与治理前相比，林场的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均提高 解析：塞罕坝由荒漠变成林场的过程属于次生演替，A错误；塞罕坝林场落叶松人工林的林木生物量可以采用样方法调查，需要注意随机取样，B正确；据题图所示，各龄组的林木生物量随砍伐强度的增加而增加，说明适度砍伐有利于提高生物量，可以实现经济效益和生态效益的统一，C正确；治理前荒漠中生物种类较少，营养结构简单，抵抗力稳定性和恢复力稳定性均比较差，治理后，林场中营养结构较复杂，林场的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均提高，D正确。 五、板书设计 生态系统的稳定性 一、生态平衡 结构平衡 · 功能平衡 · 收支平衡 二、稳定性的"密码"：负反馈调节（核心模型） 三、稳定性"双面" 抵抗力→抗干扰（复杂↑→能力↑） 恢复力→速复原（简单↑→能力↑） 四、人类责任：控干扰·补投入（三江源案例） 六、教学反思 成功点：食物链模型活动有效突破负反馈抽象概念；生态缸实验引发对“微小系统脆弱性”的深度思考。 改进点：部分学生混淆“抵抗力”与“恢复力”，需增加农田/自然草地对比数据分析题。 学科网（北京）股份有限公司 $$