3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課題3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性學(xué)科生物學(xué)段高中年級(jí)高二教材人教版2019教學(xué)目標(biāo)1.概述生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)。2.通過(guò)分析生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調(diào)節(jié)過(guò)程，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復(fù)生態(tài)平衡的能力。3.舉例說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。4.設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸（或生態(tài)瓶），觀察其穩(wěn)定性。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生態(tài)平衡的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：舉例說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性教學(xué)方法和準(zhǔn)備教學(xué)方法：演示法、討論法、情境創(chuàng)設(shè)法教學(xué)準(zhǔn)備：提前準(zhǔn)備好課件和練習(xí)題教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)置意圖新課導(dǎo)入教師活動(dòng)：給學(xué)生介紹：紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國(guó)后，先是在云南瘋長(zhǎng)蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國(guó)第一批外來(lái)入侵物種名單》中名列榜首。引導(dǎo)學(xué)生思考討論：1、紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒(méi)有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長(zhǎng)蔓延？【提示】繁殖、適應(yīng)能力很強(qiáng)，沒(méi)有天敵等制約因素。2．我國(guó)曾引入紫莖澤蘭專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來(lái)防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來(lái)生物，對(duì)這種方法，你怎么看？【提示】澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭生長(zhǎng)，但是澤蘭實(shí)蠅是一種外來(lái)物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實(shí)蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，如澤蘭實(shí)蠅的生物安全性研究，野外如何布點(diǎn)釋放澤蘭實(shí)蠅，定點(diǎn)釋放的蟲(chóng)量應(yīng)當(dāng)為多少等等，即在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后，再利用它進(jìn)行防治。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論，踴躍發(fā)表自己的看法。每個(gè)小組派一個(gè)代表展示本組的討論結(jié)果，其他小組作出評(píng)價(jià)和補(bǔ)充。教師活動(dòng)：教師在學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，要不斷巡視，注意傾聽(tīng)，適時(shí)給予適當(dāng)指導(dǎo)，學(xué)生回答完問(wèn)題后，教師進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。引入新課。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，有目的的引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探究的興趣。新知學(xué)習(xí)一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性教師活動(dòng)：組織學(xué)生自主閱讀課本P73-74內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有一個(gè)初步了解。學(xué)習(xí)：1.生態(tài)平衡的概念【提示】生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。2.生態(tài)平衡的特征【提示】（1）結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。（2）功能平衡：生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過(guò)程正常進(jìn)行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。（3）收支平衡：生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制【提示】負(fù)反饋調(diào)節(jié)4.負(fù)反饋調(diào)節(jié)的概念、意義【提示】①概念：在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過(guò)來(lái)又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。②意義：負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到或保持穩(wěn)定。5.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的概念、原因、類型、特點(diǎn)【提示】1）概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。也就是說(shuō)生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。（2）原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力（3）類型：抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性（4）特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)自調(diào)能力有限學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀課本，了解生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，回答問(wèn)題。教師活動(dòng)：教師借助課件給學(xué)生講解生態(tài)平衡的概念，給學(xué)生概述結(jié)構(gòu)平衡和功能平衡分別包括哪些內(nèi)容，給學(xué)生串講生態(tài)平衡的特征，在講解結(jié)構(gòu)平衡時(shí)，給學(xué)生補(bǔ)充生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和生態(tài)系統(tǒng)的功能，通過(guò)對(duì)初生演替過(guò)程中群落總初級(jí)生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖的講解，讓學(xué)生理解收支平衡。教師通過(guò)對(duì)實(shí)例一和實(shí)例二的講解，引出生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)，給學(xué)生講解負(fù)反饋調(diào)節(jié)的概念和意義。教師給學(xué)生講解正反饋的實(shí)例——湖泊污染，并帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建反饋調(diào)節(jié)的模型，引出生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，給學(xué)生串講生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的概念、原因、類型、特點(diǎn)。二、抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性教師活動(dòng)：組織學(xué)生自主閱讀課本p75內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)：1.抵抗力穩(wěn)定性的概念、特點(diǎn)2.恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念、特點(diǎn)學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀課本，回答問(wèn)題。教師活動(dòng)：對(duì)學(xué)生的活動(dòng)進(jìn)行糾正和補(bǔ)充，借助課件給學(xué)生講解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的規(guī)律。1、抵抗力穩(wěn)定性：概念：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀（不受損害）的能力。（抵抗干擾，維持原狀）特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定限度，越過(guò)限度，自我調(diào)節(jié)能力就遭到破壞。規(guī)律：2、恢復(fù)力穩(wěn)定性：概念：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力；（遭到破壞，恢復(fù)原狀）特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的干擾或破壞后，其恢復(fù)速度和恢復(fù)時(shí)間不一樣。規(guī)律：教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性低，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定高嗎？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真思考后，回答：北極凍原生態(tài)系統(tǒng)，動(dòng)植物種類稀少，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來(lái)維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。教師活動(dòng)：對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)和糾正，并給學(xué)生強(qiáng)調(diào)：環(huán)境惡劣往往恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！接著，教師展示抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性比較的表格，讓學(xué)生總結(jié)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的區(qū)別。學(xué)生總結(jié)完成后，教師給學(xué)生核對(duì)答案，并以曲線圖的形式給學(xué)生講解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的聯(lián)系。三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性教師活動(dòng)：結(jié)合課件給學(xué)生講解提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義、措施。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽(tīng)講，做好筆記。1、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義：（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。2、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施：（1）控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，在不超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度利用。（2）對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。教師給學(xué)生拓展三江源地區(qū)的生態(tài)保護(hù)：1）2005年，我國(guó)啟動(dòng)三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程，總投資75億元，項(xiàng)目兼顧生態(tài)保護(hù)、民生改善、生產(chǎn)布局多方面。2）青海在環(huán)境“倒逼”下開(kāi)始“鐵腕”治理，對(duì)三江源地區(qū)4州17縣市全面實(shí)施沙化治理、禁牧封育、退牧還草、移民搬遷、濕地保護(hù)、人工增雨、工程滅鼠等項(xiàng)目。3）2014年初，三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)二期工程啟動(dòng)。4）從2005年到2019年，14年間，國(guó)家在三江源地區(qū)持續(xù)投入逾180億元。探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性教師活動(dòng)：要求學(xué)生通過(guò)小組討論，明確：設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的目的要求、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論，踴躍發(fā)表自己的看法。每個(gè)小組派一個(gè)代表展示本組的討論結(jié)果，其他小組作出評(píng)價(jià)和補(bǔ)充。目的要求：設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)缸，觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)原理：在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。實(shí)驗(yàn)步驟：設(shè)計(jì)要求：教師活動(dòng)：教師在學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，要不斷巡視，注意傾聽(tīng)，適時(shí)給予適當(dāng)指導(dǎo)，學(xué)生回答完問(wèn)題后，教師進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。并給學(xué)生強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(1)生態(tài)缸中的生物只能存活一段時(shí)間。雖然生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)成分齊全，但其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，自我調(diào)節(jié)能力差。(2)不同的生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)間有長(zhǎng)有短。學(xué)生閱讀課本，了解生態(tài)平衡的概念和生態(tài)平衡的特征。各組分之間聯(lián)系，幫助理解結(jié)構(gòu)平衡、功能平衡和收支平衡。提供充分的背景材料有利于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)概念的生成性建構(gòu)，進(jìn)一步理解生態(tài)平衡。通過(guò)構(gòu)建調(diào)節(jié)過(guò)程的模型，使學(xué)生深刻理解負(fù)反饋調(diào)節(jié)，突破重點(diǎn)。讓學(xué)生意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，激起學(xué)生從自身做起，要保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，提高其穩(wěn)定性。學(xué)生閱讀課本，總結(jié)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念和特點(diǎn)。提高學(xué)生的總結(jié)分析能力，討論出抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的區(qū)別通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì)生態(tài)缸和實(shí)驗(yàn)記錄表等環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生交流合作，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維。課堂小結(jié)總結(jié)提升，強(qiáng)化運(yùn)用科學(xué)結(jié)論解決問(wèn)題的方法和意識(shí)。課堂練習(xí)1．與生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力大小有關(guān)的主要因素是（C）A.生態(tài)系統(tǒng)的非生物環(huán)境B.生態(tài)系統(tǒng)的氣候環(huán)境C.生態(tài)系統(tǒng)的成分D.生態(tài)系統(tǒng)的地理位置解析：生態(tài)系統(tǒng)的成分越多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng),抵抗力穩(wěn)定性越高，因此與自我調(diào)節(jié)能力有關(guān)的因素主要有生態(tài)系統(tǒng)的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。2.下列關(guān)于生態(tài)平衡的說(shuō)法，不正確的是（B）A.生態(tài)平衡就是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)B.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的各種組成成分保持不變C.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的輸入和輸出達(dá)到平衡狀態(tài)D.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制是負(fù)反饋調(diào)節(jié)解析：處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對(duì)穩(wěn)定，而不是保持不變，B錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，正確的是（A）A.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有關(guān)B.圍湖造田、擴(kuò)大耕地增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.“野火燒不盡,春風(fēng)吹又生”說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)只具有抵抗力穩(wěn)定性D.與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，熱帶雨林的恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)解析：營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，相應(yīng)的物種豐富度越高，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性也就越高，A正確：圍湖造田、擴(kuò)大耕地會(huì)降低物種多樣性，會(huì)降低生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，B錯(cuò)誤：“春風(fēng)吹又生”屬于恢復(fù)力穩(wěn)定性C錯(cuò)誤;一般情況下,營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)，而恢復(fù)力穩(wěn)定性較弱：與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)而恢復(fù)力穩(wěn)定性弱,D錯(cuò)誤4.埃及的阿斯旺大壩建成后,盡管改善了電力和灌溉條件，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但巨大的水庫(kù)沿岸水草從生，使血吸蟲(chóng)發(fā)病率高達(dá)80%~100%，尼羅河下游農(nóng)田失去了肥源等,這說(shuō)明該工程（C）A.經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益良好B.維持了原來(lái)的生態(tài)平衡C.在一定程度上破壞了生態(tài)平衡D.使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜解析：題干的敘述中水庫(kù)沿岸水草從生,使血吸蟲(chóng)發(fā)病率高達(dá)80%~100%，尼羅河下游農(nóng)田失去了肥源等，體現(xiàn)了原本的生態(tài)平衡被破壞鞏固所學(xué)知識(shí)，加深理解和練習(xí)板書(shū)設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性