2023-2024学年浙科版选择性必修2 第三章第六节　生态系统通过自我调节维持稳态 学案

第六节生态系统通过自我调节维持稳态导学聚焦1.生命观念——明确生态系统的稳定性是具有一定限度的，生态系统的自我调节是在一定范围内的，形成稳态与平衡观。2.科学思维——比较分析负反馈调节与正反馈调节在生态系统稳态维持中的作用。3.科学探究——通过“设计并制作生态瓶，观察其稳定性”实验，探寻生态系统稳态维持的基本条件，提升实验设计、实物模型制作能力。4.社会责任——认同生态系统的调节具有限度，养成环境保护意识。知识点生态系统的稳态及调节1.生态系统主要通过反馈调节维持稳态（1）稳态的定义指生态系统内部各成分彼此相互协调，保持相对稳定的状态。（2）反馈调节定义：生态系统中的某一成分发生变化时，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程称为反馈调节。（3）类型及比较（连线）2.生态系统具有抵抗干扰保持稳态的能力（1）生态系统自我调节能力：指生态系统具有抵抗外界干扰，使自身的结构和功能保持原状的能力。（2）生态系统自我调节能力比较生态系统成分食物网自我调节能力越多越复杂越强越少越简单越弱3.生态系统在遭到外界干扰因素破坏时具有恢复稳态的能力（1）外界干扰对生态系统的影响①一定干扰范围内，生态系统能够自我调节和维持自己的正常功能，克服和消除外来干扰，保持自身稳定性。②若干扰超出承受范围，则可能会引起生态系统稳态的失调，甚至导致生态危机。（2）生态失调的特点与应对①特点：初步不易被觉察，一旦发展到出现生态危机时，就很难在短期内恢复平衡。②应对措施a.对生态系统的利用或干预需要严格加以控制，不能超出生态系统的自我调节能力。b.对于利用和干预强度较大的生态系统，应有相应物质和能量的补充输入。4.判断下列相关表述的正误（1）被污染水体中生物的大量死亡使污染加剧属于正反馈调节（√）（2）某营养级生物数量增加时，一定能增大生态系统的自我调节能力（×）（3）生态系统总是朝着物种多样化，结构复杂化和功能完善化方向发展（√）（4）正反馈调节能使生态系统保持平衡和稳态，而负反馈调节使生态系统失去平衡状态（×）（5）在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到控制，这属于生物群落内的正反馈调节（×）1.图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。请据图思考下列问题：（1）反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图A和图B分别属于哪一种？提示：图A所示的是负反馈调节，图B所示的是正反馈调节。（2）请写出图A中的食物链。提示：乙→甲→丙。（3）甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其中的反馈调节和图中的哪种调节方式相同？提示：甲状腺激素分泌增加后，会抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这种反馈调节是负反馈调节，和图A中的调节方式相同。2.如图表示受到干扰后，生态系统功能的变化图，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，请分析：（1）热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰，比较草原生态系统的y值与热带雨林的y值的关系。提示：草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。（2）x的大小与恢复稳定性能力的关系是怎样的？提示：x的大小可作为恢复稳定性强弱的指标，x值越大说明该稳定性越弱。3.提高生态系统的稳定性，我们可以做些什么呢？提示：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对于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稳定。1.生态系统的自我调节能力（1）自我调节能力取决于生态系统自身的净化作用和完善的营养结构。①净化作用包括物理沉降、化学分解和微生物的降解三个方面，它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。②完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，如在森林中，当害虫数量增加时，食虫类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群的增长就会受到抑制。生态系统的自我调节主要依靠群落内的种间关系（主要是捕食）和种群中的种内斗争来实现。（2）自我调节能力与生态系统成分和营养结构的关系。生态系统的自我调节能力与其自身的成分和营养结构呈正相关。一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，反之越大。2.生态系统反馈调节的种类与比较比较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3.生态系统保持稳态和恢复稳态的能力的比较类型保持稳态的能力恢复稳态的能力区别实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状联系一般情况下二者呈负相关，a为保持稳态的能力，b为恢复稳态的能力考向1生态系统的稳态与自我调节1.自然条件下，生态系统能够在一段较长的时间内保持动态的平衡，例如森林中的生物群落不会因为气候的干旱而发生太大的变化，其主要原因是（）A.能量的收支随季节而波动B.具有复杂的营养结构C.生态系统具有一定的自我调节功能D.物质循环和能量流动能反复进行解析：C环境的改变并不会引起生态系统太大的变化，原因是生态系统具有一定的自我调节功能，通过复杂的食物网，调节其中的物质循环和能量流动，使生态系统保持相对稳定。2.下列关于生态系统的稳定性和调节的叙述，错误的是（）A.生物种类较多的生态系统，自我调节功能强B.北极苔原生态系统抵抗干扰的能力弱但遭到破坏恢复稳态的能力强C.在“草→蚱蜢→蛙→蛇→鹰”这条食物链中，大量捕杀蛇，导致青蛙数量先升后降属于负反馈调节D.天气干旱时，草原生态系统中动植物种类和数量一般不会有太大变化，体现了抵抗干扰保持稳态的能力解析：B北极苔原生态系统抵抗干扰的能力较弱，遭到破坏恢复稳态的能力也较弱，B错误。3.下列关于反馈调节的叙述中，错误的是（）A.草原生态系统通过负反馈调节，使兔和狼的数量保持稳定B.受到了污染的湖泊由于正反馈调节机制的作用，导致鱼类大量死亡C.生态系统的稳态是通过负反馈调节实现的D.负反馈调节在自然生态系统中很少见解析：D草原生态系统通过负反馈调节，使兔和狼的数量保持稳定，A正确；受到了污染的湖泊由于正反馈调节机制的作用，导致鱼类大量死亡，B正确；负反馈调节具有维持系统稳定的作用，C正确；负反馈调节是生态系统中非常普遍的调节机制，D错误。名师点睛生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的基础是负反馈，物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大。生态系统的稳定性具有相对性，当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏甚至引发系统崩溃。考向2生态瓶的制作与观察分析4.下列关于“设计并制作生态瓶，观察其稳定性”的叙述，合理的是（）A.不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据B.氧气的含量平衡主要由生产者和消费者维持C.生态瓶中生物数量越少，达到稳定状态所需的时间越短D.生态瓶达到稳定状态后，各生物种群数量均达到K值解析：A氧气的含量平衡主要由生产者和分解者来维持，B错误；生态瓶中生物的种类和数量要维持合适的比例，有利于进行物质循环和能量流动，保持其稳态，C错误；生态瓶达到稳定状态后，各生物种群数量保持相对稳定，但并不一定均能达到K值，D错误。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）。下列有关说法中错误的是（）A.该实验可以用来观察人工生态系统的稳定性B.三个生态瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中C.丙瓶中的小鱼存活的时间比乙长D.甲瓶中的小鱼很快死亡主要是因为瓶内各营养级生物的比例不合适导致的解析：C该实验可以用来观察人工生态系统的稳定性，观察指标是小鱼的存活时间，A正确；生态瓶中的分解者是细菌和真菌，主要存在于河水及池泥中，B正确；丙瓶缺乏能量来源，小鱼存活的时间比乙瓶中小鱼时间短，C错误；甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内小鱼数量过多，种内斗争激烈，D正确。考向拓展生态瓶的制作原理与要求（1）制作原理设计生态瓶必须依据生态系统稳定性原理，保障其结构与功能的完善，既包括生态系统的生物成分与非生物成分，又要使各成分确实能进行能量流动与物质循环，即各生物间遵循正常的食物联系，同时应注意源源不断地为该系统提供能量，以保障其能量需求。（2）生态瓶制作要求生态瓶必须是封闭的；生态瓶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）；生态瓶的材料必须透明；生态瓶的采光用较强的散射光；选择生命力强的生物，动物不宜太多，个体不宜太大。1.（2023·金华月考）生态系统在正常情况下能保持稳态，即使受到一定程度的外来干扰，也能通过反馈调节而保持自身的稳定性。下列关于生态系统稳态的叙述，正确的是（）A.生态系统的自我调节能力是保持稳态的基础B.生态系统的稳态就是指其中的各种成分稳定不变C.增加物种多样性有利于提高生态系统恢复稳态的能力D.减少捕食者和寄生者的数量有利于增强生态系统的稳态解析：A生态系统之所以能保持稳定是因为生态系统的自我调节能力，A正确；生态系统的稳态就是指生态系统的各种成分相对稳定，保持动态平衡，B错误；增加物种多样性有利于提高生态系统保持稳态的能力，C错误；减少捕食者和寄生者的数量，生态系统的营养结构变得简单，不利于增强生态系统的稳态，D错误。2.下列关于盐碱地的生物与环境之间关系有叙述，正确的是（）A.盐碱地的生态系统食物链少，易趋向稳态B.种群密度是限制盐碱地区生物种群数量增长的关键生态因素C.在盐碱的长期诱导下，生物体发生耐盐碱突变D.该区域生态系统的自我调节功能弱解析：D盐碱地由于土壤溶液浓度大，一般植物难以生存，物种种类少，难趋向稳态；限制该地区种群数量增长的关键生态因素是水分和无机盐；耐盐碱突变并不是在盐碱的诱导下发生的，盐碱地只是选择作用；该地区营养结构简单，自我调节功能弱。3.下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（）A.生态系统的自我调节能力主要是通过负反馈调节来实现的B.同等强度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度慢C.北极苔原生态系统，保持和恢复稳态的能力都很低D.一定量的物质和能量输入是维持城市生态系统稳定的关键解析：B同等强度干扰下，因为沙漠生态系统环境比较恶劣，故虽然物种组成简单，但恢复稳态的能力仍然比草原低，故同等强度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度快，B错误。4.外来物种入侵指某种生物从原生存地自然传入或人为引种后成为野生状态，损害入侵地生物多样性，造成经济损失和生态灾难的现象，如欧洲兔被带到澳大利亚草原放养，对袋鼠等本地生物造成极大威胁。生态专家先后采用引入狐狸（y1年）和黏液瘤病毒（y2年）等手段进行防治，结果如图所示。下列推断正确的是（）A.外来物种入侵可增加当地的生态系统的稳态，也可引起群落演替的发生B.y1年后欧洲兔和袋鼠的数量变化反映狐狸也是袋鼠的被捕食者C.y2年后欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大与病毒的专性寄生有关D.y3年草原生态系统整体稳定是负反馈调节、正反馈调节共同作用的结果解析：C据题干信息可知，外来物种入侵会损害入侵地的稳态，A错误；引入狐狸后（y1年），欧洲兔与袋鼠的数量均减少，说明欧洲兔与狐狸及袋鼠与狐狸之间均是捕食关系，狐狸是袋鼠的捕食者，B错误；y2年引入黏液瘤病毒，欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大，说明病毒专性寄生于欧洲兔，C正确；草原生态系统整体稳定是负反馈调节的结果，D错误。5.两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，据图不能得出的结论是（）A.乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高B.若增大对甲生态系统的干扰强度，则C点左移C.甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单D.图中偏离正常运行范围的程度体现了保持稳态能力的大小解析：B若增大对甲生态系统的干扰强度，则甲偏离正常运行范围更大，恢复所需时间更长，故C点右移，B错误。6.如图表示四个不同自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者和次级消费者的数量变化情况。其中抵抗外界干扰的功能最强的生态系统是（）解析：C题中四个曲线中，只有C选项的曲线受干扰后，初级消费者和次级消费者的种群数变化与原来变化趋势基本相同，所以该生态系统抵抗外界干扰的功能最强。7.为观察生态系统的稳定性，某小组设计了4个密闭透明的生态瓶。各瓶内的组成和条件见表（表中“＋”表示有，“－”表示无）。经过一段时间的培养后，最稳定的生态系统可能是（）生态系统的组成光水草藻类浮游动物小鱼（肉食性）泥沙生态瓶编号甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋－＋＋A.甲B.乙C.丙D.丁解析：A乙生态瓶中由于缺少光照，即没有能量输入，不能长久维持；丙生态瓶中由于缺少泥沙，即缺少分解者，使物质循环受阻，也不能长久维持；丁生态瓶中由于缺少浮游动物，会使小鱼没有食物而死亡，不能长久维持。只有甲生态瓶最稳定。8.下列叙述中不属于稳定的生态系统特征的是（）A.各种群都处于种群密度越来越大的增长型B.能量的输入和输出之间达到相对平衡C.动物和植物在数量上保持相对平衡D.生产者、消费者之间构成完整的营养结构解析：A各种群都处于种群密度越来越大的增长型，不属于稳定的生态系统特征，A正确；能量的输入和输出之间达到相对平衡，属于稳定的生态系统特征，B错误；动物和植物在数量上保持相对平衡，属于稳定的生态系统特征