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

该高中生物学导学案聚焦“生态系统的稳定性”，引导学生概述生态平衡的概念与特征，阐明调节机制，区分抵抗力和恢复力稳定性，设计提高稳定性方案及制作生态缸。以紫茎泽兰入侵案例结合教材“问题探讨”导入，关联生态系统结构等前序知识，搭建学习支架。 通过案例分析（如草原野兔与狼调节）、对比不同生态系统稳定性培养科学思维，生态缸制作实践强化探究实践，渗透生态观等生命观念。检测题结合实例设计，助力学生应用知识，提升分析解决问题能力，适合课堂教学与自主学习。

3.5生态系统的稳定性 学习目标 1. 概述生态平衡的概念及特征。 2. 阐明生态平衡的调节机制。 3. 举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 4. 设计提高生态系统稳定性的方案。 5. 设计并制作生态缸，观察其稳定性。 活动方案 阅读教材73页“问题探讨”及相关内容，结合下列资料回答问题。 资料1：紫茎泽兰原产于中美洲。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。 资料2：当生态系统发展到成熟阶段后，生物之间、生物与非生物之间发展成相互依赖、相互制约的有机整体。生态系统的外貌、结构、物种组成及种群数量等达到相对稳定状态。 资料3：以下是群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图。 (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？ (2) 紫茎泽兰入侵后，推测当地植物种类有何变化？动物种类会发生什么变化？生物多样性呢？ (3) 从生物进化的角度分析生态系统的结构相对稳定的原因。 (4) 分析资料3，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？ (5) 联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？ 下面是生态平衡的两个实例，结合教材完成相关问题。 实例1：草原中生活着野兔和狼，草、野兔、狼的种群数量保持着相对稳定。 实例2：森林局部大火过后，植株往往生长更快，很快就能恢复到原有状态。 (1) 尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述上述两个实例的调节过程。 (2) 利用本章第1节(第52页)图34，尝试以“草→昆虫→蜘蛛→鸟→鹰”这条食物链为主，分析蛙数量变化时生态系统可能发生的变化。 (3) 上述实例说明生态平衡是通过负反馈调节机制实现的。什么是负反馈调节？ (4) 生态系统具备自我调节能力的基础是什么？ (5) 通过上述实例请你给生态系统的稳定性下个定义，并指出生态系统能维持相对稳定的原因。 阅读教材相关内容，思考下列问题。 (1) 生态系统的稳定性表现在哪两个方面？这两种稳定性的最明显的区别是什么？ (2) 下列4个事实分别体现了生态系统具有怎样的稳定性？ ①森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统的正常功能。 ②一场大火过后，森林中的种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新树苗。 ③草原遭到蝗虫的采食后，草原植物就会增加其再生能力，尽可能地减缓种群数量的降低。 ④草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。 (3) 从以下五个方面比较热带雨林和北极苔原两个生态系统的稳定性。 热带雨林 　　　　北极苔原 ①热带雨林：生物种类________，营养结构________，自我调节能力________，抵抗力稳定性________，恢复力稳定性________。 ②北极苔原：生物种类________，营养结构________，自我调节能力________，抵抗力稳定性________，恢复力稳定性________。 (4) 请用曲线图表示：在绝大多数情况下，两种稳定性随生态系统物种丰富度的变化而变化的趋势。 (5) 假设你有一个面积可观的农场，要想获得高产稳产，必须提高该农田生态系统的稳定性。请你提出提高该农田生态系统稳定性的若干措施。 利用下面所给材料，设计一个制作生态瓶(或生态缸)的实验方案，并和全班同学交流，看哪个小组设计的方案合理可行，并分析哪个小组的生态瓶(或生态缸)维持的时间更长。 材料用具：1 cm厚的玻璃板 4～5 m2，粘胶足量，或其他可用于制作生态缸的比较大的器皿。石块、沙土、含腐殖质较多的土、鹅卵石、假山石等，自来水。 供选择的生物：鼠妇、蚰蜒(yán)、地鳖、蚯蚓、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等；黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭跖草、马齿苋、金鱼花、罗汉松、翠云草等。 方法步骤：(略) 按照上面设计的方案制作生态瓶(或生态缸)，观察植物、动物的生活情况，水质变化(由颜色变化进行判别)，基质变化等情况。 (1) 制作一个用于记录的表格。 (2) 补充完成生态缸实验设计要求及分析 设计要求 相关分析 生态缸必须是封闭的 ①____________________________________ 生态缸的材料必须透明 ②____________________________________ ③____________________________________ 便于操作；缸内储备一定量的空气 ④____________________________________ 防止水温过高导致水生植物死亡 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 选择的动物不宜过多，个体不宜过大 ⑤____________________________________ 知识体系 检测反馈 1. 热带雨林生态系统比温带草原生态系统(　　) ①营养结构复杂　②自我调节能力强　③恢复力稳定性高　④抵抗力稳定性高 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 2. 为改善我国西部地区的生态环境，某地推行了退耕还草的措施。下图表示退耕还草过程中，生产者所固定的太阳能(a)和生物总数量(b)的变化曲线。下列相关叙述错误的是(　　) A. 第10～20年，该生态系统自我调节能力逐渐增强 B. 30年后曲线a下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单有关 C. 第80年开始，该生态系统已基本达到相对稳定状态 D. 在生物总量不断变化的过程中，某种生物的生态位保持不变 3. 自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统，自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述，正确的是(　　) A. 抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性一定越高 B. 控制对生态系统的干扰程度对维持生态系统的稳定性是不利的 C. 负反馈调节能使生态系统达到和保持平衡及稳态 D. 生态系统恢复稳定后，群落的物种组成不再改变 4. 将一处原始森林开辟成为一个国家森林公园，为了继续维持森林的生态平衡，应当采用的措施是(　　) A. 在森林里放入一些珍奇的野生动物，增加食物网的复杂性 B. 在森林中引种一些珍奇的野生植物，提高生产者的能量蓄积能力 C. 定期清理森林的枯枝落叶，以利于种子萌发和幼苗生长 D. 对森林做简单的隔离，避免人类过多的干扰 5. 两个演替的实例：一是美国密执安湖沙丘上群落的演替，沙丘从湖水退却后逐渐暴露出来发展为山毛榉—槭树林群落；二是美国东南部农田弃耕后发展成栎—山核桃群落。下列说法错误的是(　　) A. 山毛榉—槭树林群落区别于草本植物阶段群落的重要特征是物种组成 B. 次生演替和初生演替最后都可能会发展到森林阶段 C. 沙丘演替为山毛榉—槭树林的过程中恢复力稳定性逐渐减弱 D. 该群落演替到相对稳定后，构成群落的物种组成不再发生变化 6. 某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是(　　) A. 过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性 B. 图中a点的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量 C. 食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线 D. 该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关 【活动方案】 活动一： (1) 适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素。 (2) 随入侵年限的增加，植物的科数和种数逐渐减少。有些动物随后消失，生物多样性下降。 (3) 在生物进化的过程中，不适应环境的生物已基本被淘汰，适者得以保留和发展，并达到与环境相适应的相对稳定状态。 (4) 总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。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。 (5) 生产—消费—分解过程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。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。 活动二： (1) (2) (3) 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。 (4) 负反馈调节。 (5) 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，叫作生态系统的稳定性。原因：生态系统具有自我调节能力。 活动三： (1) 抵抗力稳定性、恢复力稳定性。前者表现为“抵抗干扰，保持稳定”(不受损害)；后者是生态系统“遭到破坏，恢复原状”的能力。 (2) ①抵抗力稳定性　②恢复力稳定性　③抵抗力稳定性 ④恢复力稳定性 (3) ①多　非常复杂　强　高　低　②少　简单　弱 低　低 (4) (5) 建造“人工生态屏障”，建造大规模的防护林等。 活动四： 方法步骤(参考)：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。 (1) 日期 水质变化 基质变化 植物数量、 生活状况 动物数量、 生活状况 … (2) ①防止外界生物或非生物因素的干扰　②有利于进行光合作用，便于观察　③生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间　④将生态缸置于通风的地方，采光要用较强的散射光，避免阳光直射　⑤减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量 【检测反馈】 1. B 2. D　第10～20年生物总数量和生产者固定的太阳能都在增加，生态系统的营养结构越来越复杂，故自我调节能力逐渐增强，A正确；从第30年开始，因为消费者数量不断增加，生产者所固定的太阳能减少，即曲线a下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单(生产者固定光能不足)有关，B正确；第80年开始，生物总数量和固定太阳能总量都维持在了最大值，说明该生态系统已基本达到相对稳定状态，C正确；在生物总量不断变化的过程中，种间关系也可能会发生变化，故某种生物的生态位也可能发生变化，D错误。 3. C　抵抗力稳定性越低的生态系统一般其恢复力稳定性就越高，但是苔原生态系统、沙漠生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性都低，A错误；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，叫作生态系统的稳定性，控制对生态系统的干扰程度有利于维持生态系统的稳定性，B错误；负反馈调节是自我调节能力的基础，它能使生态系统达到和保持平衡及稳态，C正确；生态系统恢复稳定后，人类活动会影响演替的速度和方向，群落的物种组成可能会改变，D错误。 4. D 5. D　区分不同群落的重要特征是物种组成，A正确；环境适宜时，次生演替和初生演替最后都可能会发展到森林阶段，B正确；沙丘演替为山毛榉—槭树林的过程中，物种丰富度增大，抵抗力稳定性逐渐增强，恢复力稳定性逐渐减弱，C正确；群落演替是一个动态变化的过程， 该群落演替到相对稳定后，构成群落的物种组成还会发生变化，D错误。 6. B　生态系统有自我调节能力，但有一定的限度， 过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的自我调节能力，致使草原退化，A正确；环境容纳量是指在相当长一段时间内， 环境所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度，而图中a点的纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a点的纵坐标值，B错误；早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”形曲线增长，C正确；由图可知，食草动物过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $