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，涵盖生态平衡的特征、负反馈调节机制、抵抗力与恢复力稳定性及提高稳定性的措施。以紫茎泽兰入侵案例导入，通过问题探讨衔接生态系统结构与功能，构建知识支架。 其亮点在于案例驱动与实验探究结合，如紫茎泽兰防治体现生态观，生态缸制作培养探究实践能力，稳定性曲线模型发展科学思维。对比表格与实验流程助学生理解，提升科学素养，教师可高效落实教学目标。

第5节 生态系统的稳定性 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。 讨论： 1.紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？ 繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素 【问题探讨】 像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。 2.我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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？ 泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，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，应做好相关研究，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治 【问题探讨】 像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。 紫茎泽兰 薇甘菊 空心莲子草 豚草 毒麦 互花米草 飞机草 凤眼莲 石矛 蔗扁蛾 湿地松粉蚧 强大小蠹 美国白蛾 非洲大蜗牛 福寿螺 牛蛙 中国第一批外来入侵物种名单（16种） 什么是生态平衡 虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，长期处于生态平衡状态。 生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。 结构 功能 1. 生态平衡： (1)概念: 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 生态系统的结构 生态系统的功能 （食物链和食物网） 一、生态平衡与生态系统的稳定性 ①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。 呼伦贝尔草原 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 生态系统 的结构 组成成分 营养结构 食物网 食物链 交织 (2)生态平衡的特征: 物质循环 能量流动 信息传递 载体 动力 生态系统 的功能 生物圈二号 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。 ②功能平衡： (2)生态平衡的特征: ② (2)生态平衡的特征: ③收支平衡 : 群落总生产量 （光合作用） 群落总呼吸量 相对值 演替进程（时间） O 早期阶段 成熟阶段 【思考】据图分析，在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？ 总生产量≈总呼吸量，且趋于稳定 说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。 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。 这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？ 生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。 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。 生态系统中的调节实例1： 草地上草、兔、狼之间的调节 （3）动态平衡的调节机制---负反馈调节 森林面貌遭到破坏 种子萌发,幼苗生长 森林植被大量生长 郁闭，林间阳光减少 枯枝落叶增多 火灾 阳光、养料充足 （一） （一） 生态系统中的调节实例2： 生物与无机环境之间的调节 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 （3）动态平衡的调节机制---负反馈调节 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： 发生偏离 回到原来方向 调节稳态 负反馈调节 原方向 “改斜归正” ③意义： 负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。 （3）动态平衡的调节机制---负反馈调节 鱼等生物死亡 尸体腐烂 湖泊严重污染 （+） （+） （+） 发生偏离 更加偏离 破坏稳态（错上加错） 原方向 正反馈调节 正反馈调节 【拓展延伸】 结果： 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 使生态系统远离平衡状态 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.原因/基础： 生态系统具有一定的自我调节能力。 负反馈调节 生态系统的自我调节能力是有限的。 5.类型： 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 掠夺式开发后的黄土高原 3.调节基础： 4.特点： 二、生态系统的稳定性 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（不受损害）的能力。 （抵抗干扰，维持原状） 蝗虫采食下，草原植物再生能力增强 干旱时树木扩展根系的分布空间 三、抵抗力稳定性与恢复力稳定性 （2）规律： 一般来说，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； 例如： 热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态； 1.抵抗力稳定性 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； （遭到破坏，恢复原状） (2)与抵抗力稳定性的关系： 往往相反 “野火烧不尽，春风吹又生” 火后森林重恢复 （3）特点： 生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。 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！ 在个体水平稳态的维持上，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；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。   抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区 别 实质 核心 影响 因素 保持自身结构和功能相对稳定 恢复自身结构和功能相对稳定 抵抗干扰，保持原状 受到破坏，恢复原状 生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高 生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高 抵抗力稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 一般为负相关关系 恢复力稳定性 3. 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较 注意:北极冻原和荒漠生态系统恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 生物种类 少 营养结构 简单 弱 自我调节能力 抵抗力稳定性 低 低 恢复力稳定性 特例：北极冻原生态系统 生产者主要是地衣， 其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。 生存条件极其恶劣： 生物种类 多 营养结构 复杂 强 自我调节能力 抵抗力稳定性 高 热带雨林 恢复力稳定性 高 生物种类 少 营养结构 简单 弱 自我调节能力 抵抗力稳定性 高 低 恢复力稳定性 人工林 比较抵抗力与恢复力稳定性的高低 生态系统稳定性的数学模型 ④ 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS） TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。 ① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。 ② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。 y 值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强； ③ x 表示恢复到原状态所需的时间。 x 值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强； 模型构建 1.两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，由图不能得出的结论是(　　) D A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高 B.同等强度的干扰下，若乙生态系 统干扰提前，则b点左移 C.若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移 D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生 （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 生态小区 生态公园 生态农业 生态湿地 四、提高生态系统的稳定性 1.提高生态系统稳定性的意义 25 （2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。 （1）控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度, 不应超过生态系统的自我调节能力。 封山育林 禁牧 休渔 2.提高生态系统稳定性的措施 设计生态缸并观察其稳定性 探究-实践 基本原理 在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统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组分及营养级之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。 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。   设计要求 相关分析 生态缸必须是封闭的 生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全（有生产者、消费者、分解者） 生态缸的材料必须透明，且要采用较强的散射光 生态缸宜小不宜大，缸中的水量适宜，留出一定空间 选择的动物不宜太多，个体不宜太大。 防止外界生物或非生物因素的干扰 为光合作用提供光照，便于观察；防止水温过高导致水生植物死亡 便于操作，缸内储备一定量的空气 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量 保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 制作生态缸框架 用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架 铺土 注水 放入动、植物 密封生态缸 移置生态缸 观察记录 方法步骤 沙土在下，含腐殖质较多的土在上 依据生物生活习性合理放置 每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况 将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射 放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水 实验流程: 29 1.生态缸中的生物只能存活一段时间，虽然生态缸中生态系统 成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差； 2.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，不同 的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短。 结论 ★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件: ②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。 ①源源不断的能量输入; (即不同营养级生物之间的比例是否合适) 实验结论: 30 （1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等； （2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素； （3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。 （4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。 2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点: 知识网络 生态平衡 生态系统的稳定性 提高生态系统稳定性 结构平衡 功能平衡 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 收支平衡 控制干扰程度 适当物质能量的投入 与营养结构复杂程度的关系 生态系统的稳定性 本章小结 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 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 D 练习与应用 （课本P80） 复习与提高 （课本P80） 1.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 B.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 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 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. 能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置 一、选择题 C A 复习与提高 （课本P80） 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 4. 毛竹与榜树、苦楮等阔叶树形成的混交林，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 一、选择题 B D 复习与提高 （课本P80） 二、非选择题 1.将以下概念之间的关系分别用概念图的形式表示出来。 复习与提高 （课本P80） 二、非选择题 1.（藻类减少）产氧量少于消耗量（细菌繁殖、分解有机物） 2.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.（藻类增加）产氧量大于消耗量（细菌数量下降、有机物减少）。 4.河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。 复习与提高 （课本P80） 二、非选择题 3.放养赤眼蜂。 因为喷洒高效农药、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。 $