3.5生态系统的稳定性课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件围绕生态系统的稳定性展开，涵盖生态平衡的概念、特征、调节机制及稳定性类型，通过紫茎泽兰入侵案例设问导入，结合实例分析、模型图等支架，引导学生从生态平衡状态逐步过渡到稳定性的理解与应用。 其亮点在于融合生命观念（生态观）、科学思维（建模分析）和探究实践（生态缸制作），通过负反馈调节模型、抵抗力与恢复力稳定性类比等构建知识网络，实验设计和练习应用结合河流污染治理等实际案例，培养学生解决问题能力，教师可借助丰富实例提升教学效率。

生态系统的稳定性 第3章 生态系统及其稳定性 人教版高中生物选择性必修2 紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害，在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。 1.为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖， 在入侵地可以疯长蔓延？ 适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素。 问题探讨 2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。 泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？ 泽兰实蝇也是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。 2 生态平衡与生态系统的稳定性 1 生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。 组成成分 营养结构 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 能量流动 物质循环 信息传递 结构 功能 （食物链和食物网） 结构 功能 一、生态平衡的概念 4 判断下列生态系统是否处于生态平衡？ 呼伦贝尔的草原 大兴安岭的森林 SZ-LWH 生态平衡的特征有哪些 ？ 二、生态平衡的特征 生态系统的各组分保持相对稳定。 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。 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。 (物质和能量的输入与输出达到平衡） 结构平衡 功能平衡 收支平衡 由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。 6 7 实例一： 草增加 兔的生存空间和资源增加 草减少 兔的生存空间和资源减少 兔增加 兔减少 狼减少 狼增加 说明：在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。 ——负反馈调节 8 实例二： 森林植被大量生长 林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加 自然火灾 光照充足 土壤养料增多 种子萌发，幼苗迅速成长 森林植被逐渐恢复 说明：在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。 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。 ①概念： ②模型图： 原方向 发生偏离 负反馈调节 回到原来方向 ③意义： ____________是生态系统具备____________能力的基础。 调节稳态“改斜归正” 负反馈调节 自我调节 三、生态平衡的调节机制 10 有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。 补充：正反馈调节 使生态系统远离平衡状态 实例： 结果: 模型图： 原方向 发生偏离 正反馈调节 更加偏离 破坏稳态“错上加错” 补充：正反馈调节 当干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 思考：生态系统的自我调节能力是无限的吗？ SZ-LWH 河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。 如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！ 生态系统的稳定性 2 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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 2.类型 原因 基础 生态系统稳定性 自我调节能力 负反馈调节 生态系统成分越多 营养结构越复杂 自我调节能力越强 3.机理 抵抗力稳定性： 恢复力稳定性： 抵抗干扰，维持原状 遭到破坏，恢复原状 生态系统的稳定性 13 类比： 结构复杂 结构简单 抵抗地震能力强 抵抗地震能力弱 重建快，恢复快 重建慢，恢复慢 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 抵抗干扰，维持原状 1.概念： 2.规律： 一、抵抗力稳定性 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 15 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。 遭到破坏，恢复原状 干扰 例如：森林局部火灾后， 仍能逐步恢复原状。 森林火灾 灾后恢复 2.与抵抗力稳定性的关系 往往相反 二、恢复力稳定性 16 (1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 抵抗力稳定性高 恢复力稳定性低 3.稳定性特点： 热带雨林 人工林 抵抗力稳定性低 恢复力稳定性高 抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系 同时存在，作用通常相反，共同维持生态系统稳定 一般情况 稳定性 生态系统复杂程度 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？ 18 注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 沙漠 北极苔原 生态系统稳定性的数学模型, S 和 T 分别代表什么？ 1.图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。 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。 针对训练 20 生态系统稳定性的数学模型 5. ST面积代表：生态系统的总稳定性。TS越小，__________________ 1.受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于___________________________________。 2.S 表示：干扰使之偏离正常范围的大小（即受到破坏的程度）. S越大，_______________________ 抵抗力稳定性越低 3.T表示：原状所需的时间，T越大，_____________________ 恢复力稳定性越弱。 4.一般S 和 T 呈___________。 总稳定性越高。 该生态系统具有自我调节能力 负相关 21 1.在个体水平稳态维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和 恢复力稳定性的情况？ 人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似。 在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与生态系统的恢复力稳定性相似。 思考·讨论 22 提高生态系统的稳定性 3 （1）可以持续不断地满足人类生活所需。 （2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 粮油 蔬果 肉蛋奶 木材 1 提高生态系统的稳定性的意义 三 提高生态系统的稳定性 （1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度利用生态系统； （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。 农田施肥 合理放牧 封山育林 适量捕捞 2 提高生态系统稳定性的措施 25 设计并制作生态缸 4 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是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。 设计一个生态抽缸，观察这一人工生态系统的稳定性 目标要求 基本原理 设计制作生态缸，观察其稳定性 27 设计制作生态缸，观察其稳定性 设计要求 相关分析 生态缸一般是 的 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 生态缸的材料必须 生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的 生态缸的采光用较强的 光 封闭 生活力 透明 小 大 适宜 空间 散射 齐全 2、实验设计要求 防止外界生物或非生物因素的干扰 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 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 便于操作；缸内储备一定量的空气 防止水温过高导致水生植物死亡 课堂小结 生态系统的稳定性 生态平衡 结构和功能处于相对稳定的一种状态 定义 特征 结构平衡、功能平衡和收支平衡 实质 动态平衡。 机制 负反馈调节 定义 有限 表现 维持或恢复生态平衡状态的能力 自我调节能力有限 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 一种状态 一种能力 30 练习与应用 1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 判断下列相关表述是否正确。 (1)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低( ) (2)不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同( ) √ √ 2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为( ) A.封山育林控制了物质循环 B.延长了生态系统中的食物链 C.增加了生态系统中消费者数量 D.使生态系统营养结构复杂性增加 D 练习与应用 32 3.天然森林很少发生的松毛虫虫害,却经常发生在人工马尾松林中, 合理的解释是 ( ) A.马尾松对松毛虫抵抗力差 B.人工林内松毛虫繁殖能力强 C.人工林成分单一,营养结构简单 D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖 C 练习与应用 33 4.某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代，当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。 （1）当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣，为什么河水仍能保持清澈? 生态系统具有抵抗力稳定性,当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时,河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解,很快消除污染,因此河水仍能保持清澈。 练习与应用 34 练习与应用 2.大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起 水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果， 可能的原因是什么？ 【提示】大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。 3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？ 【提示】从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。 35 复习与提高 5 1.下图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是( ) A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量 B.微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 太阳 农作物 沼气池 家畜 人 沼渣 沼液 饲料 食物 秸秆 粪便 粪便 食物 C 复习与提高 37 2.在自然生态系统中,物质是能量的载体,下列叙述正确的是( ) A.能量可驱动物质循环 B.物质和能量可循环利用 C.能量只能在食物链中流动 D.能量金字塔和数量金字塔均可倒置 A 练习与应用 38 3.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行,下列与之相关的叙述,正确的是( ) A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的 B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部 D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的 B 练习与应用 39 4.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（ ） A.毛竹纯林易发生病虫害 B.混交林中物种多样性高 C.混交林中食物网更复杂 D.混交林中能量可循环利用 D 练习与应用 40 1.将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。 生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、 初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、 第三营养级、第四营养级。 生态系统 非生物环境 生物群落 生产者 消费者 分解者 第一营养级 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第二营养级 第三营养级 第四营养级 属于 属于 属于 属于 构成 食物链 构成 食物网 练习与应用 41 2.下图是河流生态系统受到生活污水（含大 量有机物） 轻度污染后的净化作用示意图。请据图冋答下列问题。 （1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？ 【答案】藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。 （2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？ 【答案】有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 （3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？ 【答案】藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。 （4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？ 【答案】河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。 练习与应用 3.棉铃虫是棉田常见的害虫，喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫，但同时也会杀死棉铃虫的天敌，并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌——赤眼蜂，虽然不能彻底消灭棉铃虫，但是能将它们的种群数量控制在较低水平，也不会造成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性？为什么？ 【答案】放养赤眼蜂。因为喷酒高效农药、在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。 4.有科学家指出：“没有物质，什么都不存在；没有能量，什么都不会发生；没有信息，任何事物都没有意义。”在生态系统中，物质、能量和信息是这样起作用的吗？在细胞、个体、种群、 群落等层次，它们所起的作用也是这样的吗？试举例谈谈对这句话的理解。 【提示】生命有物质性，即生命体都是物质实体，因此物质是生命的基础。在生态系统中，生物体都是由物质组成的，其生命活动所需要的物质都来自环境，没有物质，什么都不存在。生命活动会消耗能量，能量驱动生命活动的有序进行，因此能量流动是生态系统的动力，没有能量，生命活动都不能正常进行，因此可以说什么都不会发生。信息调节保证了生命活动的有序进行，没有信息，生命系统难以维系和运转。例如，如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息，捕食者就无法捕获猎物，猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个角度看，没有信息，任何事物都没有意义了。 在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次，物质、能量、信息都发挥着作用，尽管有细微差别，但大体上是一致的，不论在哪个层次，生命都是物质、能量、信息的统一体。 练习与应用 课堂总结 44 THANKS Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder p0.6.16 $