高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第5节 生态系统的稳定性教学设计

第5章　生态系统及其稳定性

第5节  生态系统的稳定性

一、教学目标

知识目标：

1、理解生态系统稳定性的概念。

2、理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念，二者区别、联系。具有抵抗力稳定性的原因。

3、理解生态系统稳定性的保护。

能力目标：通过指导学生分析生态系统稳定性的概念，培养学生分析问题的思维能力。

情感态度价值观：通过理解各种人为因素对生态系统稳定性的影响和破坏，渗透人与自然和谐发展的生态观点。

二、教学重点和难点

1.教学重点：

（1）生态系统稳定性的概念

（2）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别及相互联系。

2.教学难点：

（1）生态系统稳定性的概念

（2）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别及相互联系

三、课时安排：1课时

四、教学方法：观察法、讲述法、比较法、指导读书法、讨论法等相结合

五、教学用具：

六、教学过程

导入：

同学们在小学的时候就学习过一首古诗：《草》

提问：其中“野火烧不尽，春风吹又生”这句诗展示的是小草的个体又“死而复生”了吗？如果不是“生”的又是什么呢？

（是整个草原的生态系统复苏了）这首诗蕴含了生物学知识：草原生态系统具有一定的稳定性。即使经历了大火，这个生态系统仍然复苏了。那么为了证明生态系统确实具有这样的稳定性科学家们做了很多实验来证明他。其中很著名的一个是美国的科学家们做的实验。

课件展示“生物圈II号”实验资料（对教材有关的内容加以补充，如：建造的时间、占地面积、空间大小、投入研究的资金、实验的时间和方法、出现的问题、实验结果及其分析），指导学生阅读，安排学生顺序思考。

讨论下列问题：

1、科学家们为什么要建造“生物圈II号”并进行实验呢？

（提示：深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类离开地球能否生存。）

2、在“生物圈II号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？

（提示：有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。）

3、八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？

（提示：1．由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈II号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。2．昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。3．靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。 ……）

4、生物圈1号出现这些问题了吗？“生物圈II号”实验失败说明了什么问题？

（提示：生物圈1号没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。）

教师讲述：原因是这样的，生态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定，说明生态系统确实具有一定的稳定性。

<一>、生态系统稳定性的概念

通过图片，引导学生分析森林生态系统进行适当的砍伐、草原生态系统的适当放牧、海洋生态系统的适当捕捉动物不会破坏生态系统的结构和功能。

1、学生概括出生态系统的稳定性的概念。

2、教师剖析概念的三层含义：

①它是生态系统发到一定阶段的所具有的一种综合能力

②结构和功能即是生物的种类和数量、能量的输入和输出、物质的输入和输出的相对稳定

③它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两部分。

3、联系种群的数量变化，请学生回忆“适当”的具体含义，即对于一个数量已经处于稳定时期的种群，应该捕猎（或者砍伐）多少才能保证种群的可持续发展。

<二>、抵抗力稳定性

概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。

来源：

１、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。

２、能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。

３、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。

抵抗力稳定性高的生态系统特征：

１、各营养级的生物数量多，占有的能量多。（分别出示不同生态系统的图片讲解）

２、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂。（分别出示不同生态系统的图片讲解）

出示图片给学生分析：

1、思考比较北极苔原生态系统与热带雨林生态系统抵抗力稳定性的不同

2、人造林抵抗力稳定性

教师剖析：一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；反之，生态系统各个营养的生物种类越繁多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。所以生态系统自动调节能力的大小有一定限度。

出示外秦淮河图片，说明如果超出自动调节能力的限度，生态系统的抵抗力稳定性就会被破坏，引出恢复力稳定性。

〈三〉、恢复力稳定性

概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能破坏后恢复原状的能力。

来源：

１、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。

２、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。

３、生态系统结构简单，生物受到的制约小。

恢复力稳定性高的生态系统特征：（分别出示不同生态系统的图片加以说明）

１、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。

２、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。

３、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。

（四）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系

对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。（利用曲线图说明）

(a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性)

思考：为什么要提高生态系统的稳定性？

出示圆明园湖底清淤工程的图片，讲解清淤前后圆明园湖中植被的变化，引出提高生态系统稳定性的重要意义。

（五）提高生态系统稳定性的意义和措施

1、意义：

人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。

人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。

走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。

教师剖析:   ①自然生态系统是人类生存的基本环境；

②人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态；

③人类生存与发展的命运就掌握在自己手中,但又受到自然规律的制约。

2、学生思考讨论提高生态系统稳定性的措施

例如：保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。

小结：生态系统的稳定性对于人类的生存与发展具有重要的意义。现在人们的生存面临了许多的危机，要求学生将知识和实际联系起来，尝试解决两个问题：

1．北京市作为中国的首都有很好的城市建设，但是他却面临一个日益严重的问题：沙尘暴。用什么方法可以从根本解决这个问题？

2．食品安全已经成为现在人们最关心的问题，其中蔬菜的农药残留成为人们最关心的问题之一。那用什么方法可以保护蔬菜，同时尽可能少的使用农药呢？

〖作业〗练习一二

七、板书设计

第五节 生态系统的稳定性

一、生态系统的稳定性概念

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，

二、抵抗力稳定性

概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。

来源：

特征：

三、恢复力稳定性

概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能破坏后恢复原状的能力。

来源：

特征：

四、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系

五、提高生态系统稳定性的意义和措施