学年高中生物人教版必修3教学案第5章 第5节 生态系统的稳定性 Word版含答案.docx

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学年高中生物人教版必修3教学案第5章第5节生态系统的稳定性Word版含答案

一、生态系统的稳定性

1．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。

2．原因：

生态系统具有自我调节能力。

3．生态系统的自我调节能力

（1）调节基础：

负反馈调节。

（2）特点：

调节能力有一定的限度。

二、生态系统的自我调节能力的实例

1．河流

2．森林

三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

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的能力

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

续表

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

实质

抵抗干扰、保持原状

遭受破坏后恢复原状

规律

生态系统的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高

相互

关系

往往相反

四、提高生态系统的稳定性

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。

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。

[共研探究]

稳态是生命系统的特征，所以生态系统也具有这种特征。

阅读教材，结合材料思考下面的问题：

1．请完善下面亚马逊森林中食虫鸟种群和害虫种群之间调节关系的概念模型，并思考：

（1）分析以上过程，生态系统具有稳定性，原因：

生态系统具有一定的自我调节能力。

（2）该生态系统具有抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力，这种能力称为负反馈调节，它在生态系统中普遍存在，是生态系统自我调节能力的基础。

（3）负反馈调节在生命系统的各个层次上均有体现。

个体内激素的反馈调节，种群内部的种内斗争，种间关系的捕食者与被捕食者，生物群落与无机环境之间等均存在负反馈调节。

2．材料　森林火灾（左）和火烧后的恢复（右）

从材料可看出，生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。

3．已经污染的湖泊中污染状况加剧（如下图）

根据上图，该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力，这种能力称为生态系统的正反馈调节，该实例说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。

4．举出正反馈调节的其它实例：

血液凝固，分娩等。

由此可知正反馈调节不一定向坏的方面发展。

[总结升华]

1．生态系统的稳态

（1）生态系统的稳态是系统发展的结果，生态系统的稳定性不是绝对稳定，而是指生态系统的结构与功能保持动态平衡状态。

①结构相对稳定：

动植物的种类和数量相对稳定。

②功能相对稳定：

物质与能量输入和输出相对平衡。

③可打破重建：

在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要，打破原有平衡，建立更加高效的平衡。

（2）生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界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会迅速丧失。

2．生态系统的自我调节能力主要表现在3个方面

（1）同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律。

（2）异种生物种群之间的数量调控，多出现于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系。

（3）生物与环境之间的相互调控

生态系统总是随着时间的变化而变化的，并与周围的环境有着很密切的关系。

生态系统的自我调节能力是以内部生物群落为核心的，有着一定的承载力，因此生态系统的自我调节能力是有一定限度的。

3．反馈调节的种类

项目

正反馈

负反馈

调节

方式

加速最初发生变化的那种成分所发生的变化

抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化

结果

常使生态系统远离稳态

有利于生态系统保持相对稳定

实例

分析

[对点演练]

1．判断正误

（1）负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在。

（　　）

（2）当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节。

（　　）

（3）负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。

（　　）

（4）森林中，害虫数量增加时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这不属于负反馈调节。

（　　）

（5）自我调节能力强的生态系统，其稳定性也高。

（　　）

（6）当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失。

（　　）

（7）正反馈调节机制使系统向崩溃的边缘发展，对系统的稳定性起负作用。

（　　）

解析：

负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳定，它不仅存在于生态系统的生物群落之间，也存在于生物群落与无机环境之间，它的特点是通过自我调节能力，使生态系统内的种群数量保持相对平衡，这种调节往往是通过生物与生物之间的捕食关系来实现的，正反馈调节不一定向坏的方面发展，它也会向好的方面发展，如血液凝固、分娩。

答案：

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×

[共研探究]

1．生态系统的稳定性可分为两种类型。

它们之间既有区别又有联系。

分析并完成相关问题。

（1）水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，使河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响，说明河流生态系统具有一定的自我调节能力。

（2）像苏州水乡的河水那样，生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，叫做抵抗力稳定性。

（3）若工厂废水过量排入河流，远远超出了它的自我调节能力，河流生态系统被破坏。

（4）若工厂停止排污后，被破坏的河流生态系统恢复到原状，这种能力叫做恢复力稳定性。

2．根据材料填空

材料

结论

在北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。

假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。

相反，在热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，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）生态系统中的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高

（2）生态系统的组分越少，食物网越简单，自我调节能力越差，抵抗力稳定性就越低

热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性，因为它们的物种组成十分丰富，结构比较复杂；然而，在热带雨林受到一定强度的破坏后，也能较快地恢复。

相反，对于极地苔原（冻原），由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，在遭到过度放牧、火灾等干扰后，恢复的时间也十分漫长

同一生态系统的两种稳定性通常呈负相关关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然。

但也有特殊情况，如热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很强，而北极苔原生态系统的两种稳定性都很弱

3．根据生态系统的稳定性，解释采取下列措施的原因

（1）对森林生态系统的利用，要有计划地采伐，防止过度采伐，并且要伐种兼顾。

原因：

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。

（2）农田生态系统需要不断地施肥、灌溉，控制病虫害，并且推广秸秆还田，以减少农田的输出。

原因：

要对人类利用强度较大的生态系统实施相应的物质、能量投入，以保证生态系统内部结构与功能的协调。

[总结升华]

1．生态系统的两种稳定性

生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系可用下图表示：

（1）图中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，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，说明抵抗力稳定性强。

（3）x表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，表示恢复力稳定性越强。

（4）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为衡量总稳定性的指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。

2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较

项目

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

区别

实质

保持原状（不受损害）的能力

生态系统破坏后，恢复到原状的能力

核心

抵抗干扰，保持原状

遭到破坏，恢复原状

联系

①二者都源于生态系统具有自我调节能力，且这种能力是有一定限度的

②二者同时存在，共同维持生态系统的相对稳定

③同一生态系统的两种稳定性通常呈负相关关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然（如图）。

但也有特殊情况，如热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很强，而北极苔原生态系统的两种稳定性都很弱

[对点演练]

2．判断正误

（1）森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统高。

（　　）

（2）在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高。

（　　）

（3）在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高。

（　　）

（4）在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降。

（　　）

（5）一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高。

（　　）

（6）抵抗力稳定性很低的生态系统，其恢复力稳定性一定很高。

（　　）

（7）草原生态系统与农田生态系统相比，草原生态系统的稳定性更高。

（　　）

解析：

一般地说，生态系统的组分越少，营养结构越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。

抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般呈相反的关系。

牧草地上通过管理提高某种牧草的产量，可能会使杂草等其他植物的种类和数量减少，导致抵抗力稳定性降低。

抵抗力稳定性很低的生态系统，其恢复力稳定性不一定高，如荒漠地区及苔原地区生态系统，由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。

就抵抗力稳定性而言，草原生态系统的稳定性更高，就恢复力稳定性而言，农田生态系统的稳定性更高。

答案：

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）√　（6）×　（7）×

[共研探究]

小生态瓶，是一个人工模拟的微型生态系统。

它可以是模拟的微型池塘生态系统，也可以是模拟的微型陆地生态系统。

本探究点就模拟的微型池塘生态系统为例，介绍小生态瓶设计的要求、制作和观察的方法。

1．小生态瓶的设计要求

（1）生态瓶制成后，形成的生态系统必须是封闭的。

（2）生态瓶中投放的几种生物，必须具有很强的生活力，必须能够进行物质循环和能量流动，能使其在一定时期内保持稳定。

（3）生态瓶的材料必须透明，可以让里面的生物得到阳光，并便于观察。

（4）生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间，储备一定量的空气。

（5）小生态瓶的采光，以较强的散射光为好，不能采用强烈的直射光，否则瓶内水温过高，会导致水生植物死亡。

2．实验流程

3．生态缸稳定性观察与分析

（1）观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。

（2）由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。

因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。

[总结升华]

1．设计生态缸时要考虑生态系统各组成成分：

需要加入的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，而且投入的生物之间能够形成食物链。

2．在设计生态缸时一般要加入河泥，其作用是提供分解者，为绿色植物提供必需的矿质元素。

3．为保证生物的生存，必需的外部条件：

充足的光照和适宜的温度。

[对点演练]

3．为观察生态系统的稳定性，设计了4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件如表所示。

一段时间后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。

回答以下问题：

（1）乙瓶中，藻类的种群密度呈下降趋势，原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是__________________________________

________________________________________________________________________。

（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量________，原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

（4）根据观察结果，可以得出结论：

生态系统要保持稳定，需要具备下列条件：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

解析：

生态缸能够保持稳定是因为：

①有稳定的能量来源；②各类生物数量相对稳定；③植物的光合作用能为动物的生活提供氧气和养料；④动物生长过程中产生的CO2能够供植物进行光合作用合成有机物；⑤微生物能利用和转化动物粪便和动植物残体，为植物生活提供营养。

答案：

（1）没有光照，藻类缺乏能量来源　

（2）丙瓶缺乏分解者，动植物遗体不能被及时分解　（3）较低　小鱼的生命活动消耗较多氧气　（4）①源源不断的能量输入

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．生态系统自我调节能力越大，则表明（　　）

①生态系统的成分越复杂　②生态系统的成分越简单　③营养结构越复杂　④营养结构越简单　⑤生态平衡容易破坏　⑥生态平衡不易被破坏

A．①③⑤　　B．②④⑥　　C．①③⑥　　D．②④⑤

解析：

选C　生态系统的成分越复杂，结构越复杂，其自我调节能力就越大，生态平衡越不易被破坏。

2．如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析不正确的是（　　）

A．该生态瓶的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构

B．生态瓶中生物种类稀少，没有食物链存在

C．为了保证生态瓶的正常运转，瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适中

D．在适宜的温度和光照条件下，该生态瓶会更稳定

解析：

选B　生态瓶中虽然生物种类少，但仍然有食物链存在，这样各种生物才能较长时间存活。

3.农田生态系统比自然生态系统恢复力稳定性高的原因是（　　）

A．人的作用非常突出

B．需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类的劳动

C．种植的植物种类少，营养结构简单

D．其产品运输到系统以外

解析：

选C　生态系统的抵抗力和恢复力是对立统一、相辅相成的。

生态系统的生物种类越多，营养结构越复杂，其抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越差；反之亦然。

4．松毛虫是马尾松林的害虫，能取食马尾松针叶。

松毛虫种群的爆发引起马尾松林成片死亡，造成严重的经济损失和生态后果。

通过向马尾松林引入灰喜鹊，可以有效控制虫害。

根据此材料回答：

（1）这种控制虫害的方法属于______________________，具有长效、环保和无污染的特点；而农药防治不可能取得长期持续的防治效果，原因是________________________________________________________________________。

（2）在这个生态系统中，灰喜鹊是________消费者；松毛虫属于第________营养级。

（3）据调查，人造马尾松林比天然马尾松林容易遭受松毛虫危害，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

一个生态系统，其抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统中生物种类和数量的多少，即营养结构的复杂程度，人工马尾松林比天然马尾松林更容易爆发松毛虫害，是因为人工林（生态系统）生物种类少，生物数量少，营养结构单一。

以鸟治虫、以虫治虫（以害虫的天敌来控制害虫的数量）和以菌治虫等措施叫生物防治，具有长效、环保和无污染的优点。

农药防治一是会带来环境污染，二是达不到持续长久的效果，究其原因是害虫的抗药性随农药的使用会越来越强。

松毛虫吃马尾松的叶，处于第二营养级，灰喜鹊吃松毛虫，属于次级消费者。

答案：

（1）生物学治理（生物防治）　害虫对农药产生抗药性　

（2）次级　二　（3）人造马尾松林营养结构简单（物种较少），生态系统的抵抗力稳定性低

【基础题组】

1．一片草地发生火灾后，第二年就又长出茂密的草本植物，动物的种类和数量也很快恢复，这说明生态系统具有（　　）

A．抵抗力稳定性　　　　B．恢复力稳定性

C．结构不可破坏性D．功能绝对稳定

解析：

选B　恢复力稳定性是指生态系统受到外界干扰因素破坏后恢复原状的能力。

2．（2016·揭阳检测）关于生态系统稳定性的说法，错误的是（　　）

A．生态系统的稳定性表现在抵抗力稳定性和恢复力稳定性这两个方面

B．并不是所有生态系统都具有恢复力稳定性

C．外界干扰刚产生时，主要是抵抗力稳定性起作用

D．某生态系统中，生物个体数目的多少并不能说明其稳定性大小

解析：

选B　生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，因而所有生态系统均具有这两个方面。

生态系统稳定性大小与物种多少有关，生物种类越繁多，营养结构越复杂，自我调节能力就越大。

3．下图曲线Ⅰ代表抵抗力稳定性，曲线Ⅱ代表恢复力稳定性。

一片被毁森林在恢复过程中，稳定性的变化是（　　）

解析：

选C　被毁森林在恢复过程中，群落结构趋于复杂抵抗力稳定性逐渐上升，恢复力稳定性逐渐降低。

4．（2016·丹东检测）关于热带雨林生态系统，下列叙述不正确的是（　　）

A．动植物种类繁多，群落结构复杂

B．高温多雨，分解者的活动旺盛

C．恢复力稳定性比草原生态系统强

D．可用样方法调查某物种的种群密度

解析：

选C　热带雨林生态系统的成分和营养结构复杂，抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱。

草原生态系统的成分和营养结构不如热带雨林生态系统复杂，其抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性强。

5．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶（如图所示）。

下列说法中错误的是（　　）

A．甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少

B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长

C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中

D．若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中

解析：

选A　甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多，水藻产生的氧气不足以维持其生命活动的进行。

6．下列有关负反馈调节的叙述中，错误的是（　　）

A．负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在

B．当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节

C．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础

D．甲状腺激素分泌的调节属于负反馈调节

解析：

选A　负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳态。

它不仅存在于生态系统的生物群落之间，也存在于生物群落与无机环境之间，它的特点是通过自我调节，使生态系统保持相对平衡。

7．下列何种生态系统较为稳定（　　）

A．食物链较长

B．食物网中消费者较多

C．生物种类单一，但数量较多

D．食物网内各营养级较复杂

解析：

选D　在一个生态系统中，食物网内各个营养级的生物种类越繁多，自我调节能力就越强，生态系统的稳定性就容易维持，生态系统就较为稳定。

8．下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。

其中抵抗力稳定性最高的生态系统是（　　）

A　　　　　B　　　　　C　　　　D

解析：

选C　生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的抵抗力稳定性。

图C中初级消费者种群数量恢复相对稳定的时间最短，抵抗力稳定性最高。

【能力题组】

9．如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。

下列说法错误的是（　　）

A．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

B．在受到干扰后，曲线偏离正常范围越晚和幅度越小，说明生态系统的抵抗力稳定性越高

C．S2所代表的面积越大，生态系统的恢复力稳定性越高

D．S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高

解析：

选C　由于生态系统具有一定的自我调节能力，因此，生态系统具有一定的稳定性，A正确；生态系统的抵抗力稳定性越高，受到干扰后，曲线偏离正常范围的时间越晚，幅度越小，B正确；生态系统的恢复力稳定性越高，受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短，曲线围成的面积S2越小，C错误；读图可知，S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高，D正确。

10．两物种间（如某种灵长类动物和蟒蛇）存在“互动多样性”的现象，即存在多种类型的种间关系。

下列相关描述不合理的是（　　）

A．“互动多样性”现象是生物长期共同进化的结果

B．蟒蛇可能成为灵长类动物的捕食者、被捕食者和竞争者

C．物种间的“互动多样性”提高了生态系统的恢复力稳定性

D．种间关系的多样性有利于维持生态系统的生物多样性

解析：

选C　种间关系是生物长期共同进化的结果，A项正确。

蟒蛇可以被灵长类捕食，也可能杀死灵长类进行捕食，同时它们也可能存在共同食物，为竞争者，B项正确。

种间关系的“互动多样性”能提高生态系统的抵抗力稳定性，C项错误。

种间关系的多样性使生物之间的联系更加紧密，有利于维持生物多样性，D项正确。

11．《狼图腾》这部电影中，不仅讲述了发生在额仑草原上的人与狼的故事，而且通过草原的生态变迁，直面了生态问题。

比如其中的台词：

“我也打狼，可不能多打，要是把狼打绝了，草原就活不成，草原死了，人畜还能活吗？

”就蕴含了食物链关系及生态平衡的规则。

下列相关叙述不正确的是（　　）

A．自然的草原生态系统中狼、羊、草的数量变化体现出生态系统中普遍存在着正反馈调节，维持生态系统稳定性

B．生态系统的能量流动是以食物链、食物网为途径进行的

C．捕食者对于生态系统的平衡也具有积极意义

D．调查草原上黄羊的种群密度可以用标志重捕法

解析：

选A　狼、羊、草的数量变化体现出生态系统中普遍存在着负反馈调节，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。

12．图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊的生态系统中发生的某种调节活动，下列说法正确的是（　　）

A．图A反映的是正反馈调节方式

B．图B反映的是负反馈调节方式

C．图A调节方式是该草原生态系统自我调节能力的基础

D．图B调节方式会使该生态系统的生物种类增多，自我调节能力提高

解析：

选C　图A反映的是负反馈调节；图B反映的是正反馈调节，正反馈调节可能会导致生物种类减少，生态系统偏离稳态。

13．一森林生态系统中有甲、乙两种昆虫，原来这两种昆虫的密度长期在一定幅度范围内波动，保持动态平衡。

后来在时间T点，对森林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂，这一生态系统就发生了如图所示变化：

（1）甲昆虫是________食性昆虫，乙昆虫是