高中生物蘇教版必修3學案3.2生物群落的構(gòu)成_第1頁
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文檔簡介

第二節(jié)生物群落的構(gòu)成目標導航1.概述生物群落的概念。2.進行“統(tǒng)計大型土壤動物的物種豐富度”的實驗探究。3.描述生物群落的種間關(guān)系及特征。4.描述生物群落的結(jié)構(gòu)。一、生物群落(閱讀P71~72)1.概念:在同一時間內(nèi)占據(jù)一定空間的相互之間有直接或間接聯(lián)系的各種生物種群的集合。2.群落多樣性的基礎(chǔ)及表現(xiàn)(1)表現(xiàn):群落由一些動物、植物和微生物種群組成。(2)群落多樣性的基礎(chǔ):一個群落中物種的數(shù)目和每個種群的個體數(shù)量。3.物種豐富度(1)概念:一個群落或生態(tài)系統(tǒng)中物種數(shù)目的多少。(2)計算公式:D=eq\f(S,lnA)(S:物種數(shù)目;A:樣地面積;D:物種豐富度指數(shù)),多用于群落的野外調(diào)查。二、生物群落中的種間關(guān)系(閱讀P73~74)1.互利共生:兩個種群生活在一起,相互依賴、相互得益的關(guān)系,如根瘤菌與豆科植物。2.競爭:生活在同一區(qū)域的兩種或兩種以上生物爭奪同一資源而產(chǎn)生相互妨礙的現(xiàn)象。競爭的資源有食物、水分、空間,以及陽光、無機鹽等。3.捕食:一種生物取食另一種生物的種間關(guān)系。捕食者和被捕食者的種群個體數(shù)量變動往往存在著相互制約的反饋關(guān)系,調(diào)節(jié)著捕食者和被捕食者的種群數(shù)量。4.寄生:一種生物(寄生者)以另一種生物(寄主)的體液、組織或已消化的物質(zhì)為營養(yǎng),并對寄主造成危害的現(xiàn)象。三、群落結(jié)構(gòu)(閱讀P75~77)1.形成原因:群落中的各個種群在進化過程中通過相互作用逐漸形成。2.類型(1)垂直結(jié)構(gòu):主要指群落的分層現(xiàn)象。①植物由高到低依次分為喬木層、灌木層、草本層等層次。②動物的分層與不同層次提供的食物和棲息環(huán)境有關(guān)。(2)水平結(jié)構(gòu)①概念:指群落中的各個種群在水平狀態(tài)下的格局或片狀分布。②特點:種群呈現(xiàn)局部范圍內(nèi)的片狀分布,如植物群落水平結(jié)構(gòu)的主要特征是具有鑲嵌性。3.生態(tài)位(1)概念:指自然生態(tài)系統(tǒng)中一個種群在時間、空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系。(2)意義:生態(tài)位的多樣性是群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)。①減少或排除了物種間的相互競爭而共存下來。②提高了生物利用環(huán)境資源的能力。判斷正誤:(1)池塘中的全部魚、植物和微生物構(gòu)成群落()(2)環(huán)境條件分布不均勻是形成群落水平結(jié)構(gòu)的原因之一()(3)草坪中的動物沒有分層現(xiàn)象,而樹林中的動物具有分層現(xiàn)象()(4)群落強調(diào)各種生物種群的集合,其中包括各種動物、植物和微生物()(5)諺語“苗多欺草,草多欺苗”反映的種間關(guān)系是共生()(6)捕食關(guān)系對維持種群的穩(wěn)定有重要作用()解析(1)群落包括該環(huán)境中的全部動物、植物和微生物,不只是全部魚,還包括其他動物。(5)共生指兩種生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利的現(xiàn)象?!懊缍嗥鄄?,草多欺苗”,這句諺語的意思是:草長得旺盛,苗就長得不旺盛;反之,苗長得旺盛,草就長得不旺盛。苗和草都需要陽光、二氧化碳、水、礦質(zhì)元素,所以二者應是競爭關(guān)系。(6)物種間通過捕食關(guān)系制約捕食者與被捕食者的數(shù)量,從而維持著各種群的穩(wěn)定。答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√一、生物群落及群落中的種間關(guān)系1.種群與群落的關(guān)系(1)種群與群落屬于不同的生命層次,其特征各不相同。(2)生物群落以種群為單位,是各種生物種群的集合體,具有復雜的種間關(guān)系。依靠這種關(guān)系使各種生物在長期自然選擇與進化中形成了穩(wěn)定的彼此適應的有機整體。(3)二者關(guān)系可表示為:2.群落的種間關(guān)系類型曲線圖例箭頭圖例種間關(guān)系特點捕食“先增加者先減少”的非同步性變化,且捕食者數(shù)量高峰變動滯后于被捕食者競爭c代表共同的生活條件,結(jié)局一般有二:一是a取代b,二是a、b兩種群個體間形成平衡,相互抑制寄生寄生種群a得利,寄主種群b受害;寄主b不可能全部死亡互利共生“同生共死”的同步性變化1.集市上的白菜、蘿卜等植物,雞、兔等動物以及蘑菇、木耳等微生物能構(gòu)成一個群落嗎?為什么?答案不能,因為它們之間沒有直接或間接的依存關(guān)系。2.分析下列描述中生物間分別是什么關(guān)系?并思考種內(nèi)斗爭與競爭、捕食的區(qū)別有哪些呢?(1)在農(nóng)田中,相鄰的同種作物植株之間對陽光、水分和養(yǎng)料的爭奪。(2)“大魚吃小魚”。答案(1)為種內(nèi)斗爭;(2)中:大魚吃小魚eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(同種魚——種內(nèi)斗爭,不同種魚——捕食))總之,種內(nèi)斗爭是種內(nèi)關(guān)系,發(fā)生在同種生物個體之間;競爭和捕食都是種間關(guān)系,均發(fā)生在不同種生物個體之間。3.寄生與共生關(guān)系的異同點有哪些呢?答案相同的是兩者都是兩種生物共同生活在一起。不同的是共生的兩種生物,相互依賴,彼此有利;而寄生的兩種生物,對寄生者來說,當然是有利的,但對寄主來說,則是有害的。4.用圖示表示生存斗爭、種內(nèi)斗爭和種間斗爭的邏輯關(guān)系。答案如圖所示5.如何區(qū)分競爭和捕食曲線?又該怎樣判斷捕食曲線中的捕食者和被捕食者?答案競爭關(guān)系曲線中的兩條曲線是同步消長的;而捕食關(guān)系曲線中的兩條曲線的消長是非同步的,另外被捕食者不會因被捕食而滅絕,只是兩者通過捕食關(guān)系相互制約雙方的數(shù)量。(1)從變化趨勢看,先達到波峰的為被捕食者,后達到波峰的為捕食者,即被捕食者變化在先,捕食者變化在后。(2)從最高點判斷,捕食者數(shù)量少,被捕食者數(shù)量多。1.下圖中的①~④為四組生物的種間關(guān)系圖(縱軸為個體數(shù),橫軸為時間)。A是地衣中的藻類和真菌;B是大、小草履蟲;C是兔與狐;D是細菌和噬菌體。請據(jù)圖回答下列問題。(1)判斷四組生物關(guān)系對應曲線:A.________,B.________,C.________,D.________。(2)造成②現(xiàn)象是由于__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)④與②相比,結(jié)果不同是因為_________________________________________________________________________________________________________________________。問題導析(1)地衣中的藻類和真菌屬于互利共生關(guān)系,對應曲線為③。(2)大、小草履蟲屬于種間競爭關(guān)系,對應曲線為②。(3)狐與兔屬于捕食關(guān)系,對應曲線為①。(4)細菌與噬菌體為寄生關(guān)系,對應曲線為④。解析(1)地衣中的藻類和真菌屬于互利共生關(guān)系,兩者互助互利、難以分開,數(shù)量曲線波動近似平行,對應曲線為③;大、小草履蟲是兩個不同的物種,屬于種間競爭關(guān)系,混養(yǎng)在一起后,小草履蟲繁殖速率超過大草履蟲,具有明顯優(yōu)勢,最終大草履蟲在競爭中消亡,對應曲線為②;狐與兔屬于捕食關(guān)系,其數(shù)量變化曲線的特點是捕食者數(shù)量受被捕食者限制,即兔曲線波動變化在前(b),狐曲線波動變化在后(a),表現(xiàn)為此消彼長,對應曲線為①;細菌與噬菌體為寄生關(guān)系,寄生結(jié)果是噬菌體大量增殖,而細菌大量死亡,造成細菌總體數(shù)量下降,對應曲線為④。(2)造成②現(xiàn)象是由于競爭最終一種生物因缺乏食物、空間而全部死亡。(3)④寄生關(guān)系不像②競爭關(guān)系那樣,不可能使寄主全部死亡。答案(1)③②①④(2)種間競爭最終一種生物因缺乏食物、空間而全部死亡(3)④寄生關(guān)系不像②競爭關(guān)系那樣,不可能使寄主全部死亡,寄生生物依賴于寄主生活一題多變(1)若C組的狐死亡,則兔的發(fā)展趨勢是____________________________________________。(2)若上述四種種間關(guān)系中的b死亡,對a有利的是___________________________________。答案(1)先增多后減少,最后趨于平衡(2)②④二、群落結(jié)構(gòu)1.垂直結(jié)構(gòu)(1)植物的分層現(xiàn)象①具體表現(xiàn):植物群落垂直方向上的分層。②影響因素:主要與光照強度有關(guān),群落中的光照強度總是隨高度的下降而逐漸減弱(如下圖所示)。(2)動物的分層現(xiàn)象:主要原因是①群落的不同層次提供不同的食物和棲息環(huán)境。②植物為動物創(chuàng)造了多種多樣的棲息環(huán)境和食物條件(如下圖所示)。植物分層eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(喬木層,灌木層,草本層,苔蘚地衣層))→提高了利用陽光等環(huán)境資源的能力和棲息和棲息環(huán)境提供食物鳥類分層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(林冠層:鷹、伯勞、杜鵑、黃鸝等,中層:山雀、鶯、啄木鳥等,林下層:畫眉、八色鶇等))2.水平結(jié)構(gòu)(1)分布特點:在水平方向上分布不均勻,表現(xiàn)出鑲嵌性分布eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(不同地段分布著不同的種群,同一地段上種群密度也有差別))(2)影響因素:在水平方向上光照的強弱、地形的差異、濕度的不同、動物的活動等因素。我國南北群落水平結(jié)構(gòu)的差異主要受溫度影響,而東西群落水平結(jié)構(gòu)的差異主要受水分的影響。3.不同群落的垂直分布與群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)是指群落中不同種群在垂直方向上的分層現(xiàn)象,它強調(diào)的是某一區(qū)域中某群落的空間結(jié)構(gòu),高山植物從山底到山頂,其溫度差異明顯,分別分布著熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林、高山草甸等不同群落,應屬群落間的分布狀況而不是某一群落中的垂直結(jié)構(gòu),事實上,上述每一個群落,應各自具有自己獨特的垂直結(jié)構(gòu),如下圖所示。4.生態(tài)位的形成(1)對生態(tài)位的理解:生態(tài)位不只是具體的棲息地,它除了說明棲息地以外,還說明這一物種在這一群落中的營養(yǎng)地位,所需的物理和生物條件,如溫度、濕度、pH、壓力(如在深水中)等,它們需要什么食物,它們與其他生物有什么關(guān)系等,也就是說,這一物種在群落中處于什么地位和起什么作用。一個群落中各不相同的物種在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活方式上都是不同的,因此它們各有自己不同的生態(tài)位。(2)由生態(tài)位相似引發(fā)競爭的結(jié)果:群落中生態(tài)位相似的物種是要發(fā)生競爭奪取生態(tài)位的。生態(tài)位越相似的物種,競爭越激烈,選擇壓力也越強。激烈競爭的結(jié)果有兩種情況:①可能使其中一個物種趨于絕滅,例如,兩種草履蟲在同一環(huán)境中的競爭。②另一種情況是,生態(tài)位相似的物種,通過自然選擇,生態(tài)位發(fā)生了分化,從而減少或排除了它們之間的競爭,使它們共存下來,如圖所示。具體地說,如果2個種群的生態(tài)位有重疊之處,例如一個種群主要以a為食,另一種群主要以b為食,它們所吃食物有些是共同的,即圖中的c,那么自然選擇對于以c為食的個體有更大的壓力,因而兩個種群中以c為食的個體就日趨沒落。結(jié)果,兩種群的生態(tài)位發(fā)生了變化,各就各位,都生存下來。5.群落結(jié)構(gòu)形成的原因和意義(1)原因:群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境中生態(tài)因素有關(guān),群落結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)都是在長期自然選擇的基礎(chǔ)上形成的對環(huán)境的適應。(2)意義:生物在垂直方向及水平方向上的配置關(guān)系有利于提高生物群落整體對自然資源的充分利用。1.某竹林中的箭竹高低錯落有致,有同學認為該現(xiàn)象表明群落在垂直結(jié)構(gòu)上有分層現(xiàn)象,該同學的推論是否正確?答案不正確。竹林中的所有箭竹為同一物種,由于生長的階段不同而高低不同,所屬范疇為種群而非群落。2.在水域生態(tài)系統(tǒng)中,有沒有垂直結(jié)構(gòu)?答案在水域生態(tài)系統(tǒng)中,垂直分布也是很明顯的:上層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主要生物:藻類,影響因素:主要是陽光))中層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主要生物:浮游動物,影響因素:主要是溫度、食物等))底層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主要生物:軟體動物、環(huán)節(jié)動物和蟹類等,影響因素:主要是溫度、食物等))3.請判斷分析“森林群落中只存在垂直結(jié)構(gòu),而草原群落中只存在水平結(jié)構(gòu)”是否正確?答案垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)都是指不同種群在空間上分布的差異。森林群落也有水平結(jié)構(gòu),如在森林中,林下陰暗的地點有一些植物種類形成小型組合,而在林下較明亮的地點是另外一些植物種類形成的組合。草原群落中同樣也存在垂直結(jié)構(gòu),也常明顯地分為地下層、草底層和草本層。2.如圖a、b、c分別代表的是在-200~3800m的海拔內(nèi),山坡a、森林b、海洋c三個不同的自然區(qū)域內(nèi)植物的分布狀況。據(jù)此判斷下列選項中正確的是()A.在-200~3800m范圍內(nèi),不同區(qū)域內(nèi)植物的種類出現(xiàn)了很大的差異,溫度是影響分布的主要生態(tài)因素B.a(chǎn)處不同高度的山坡上分布著不同的植物類群,這說明群落具有垂直結(jié)構(gòu)C.b、c處的植物在垂直方向上都具有明顯的分層現(xiàn)象,這說明群落具有垂直結(jié)構(gòu)D.影響b處植物出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象的主要因素是水分問題導析(1)a處高山植物的分布是由于地形的起伏引起不同高度的山坡上溫度不同引起的。(2)b處森林植物的分布主要與光照有關(guān);森林動物的垂直分布主要與食物有關(guān),此種結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)。(3)c處海洋動物的分層與陽光、溫度、食物和含氧量等有關(guān),此種結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)。答案C一題多變a處不同海拔區(qū)域蝶類物種多樣性研究結(jié)果見下表。下列有關(guān)敘述,正確的是()垂直帶ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ海拔(m)<10001000~20002000~25002500~30003000~3500>3500植被類型熱帶季雨林常綠闊葉林常綠落葉混交林針闊混交林針葉林高寒灌叢草甸蝶類種數(shù)349452201136125100A.不同垂直帶的植被類型差異只與光照有關(guān)B.不同垂直帶的植被類型差異反映了群落的空間結(jié)構(gòu)特征C.蝶類物種多樣性與各垂直帶植被類型無關(guān)D.蝶類物種多樣性與各垂直帶氣候特征有關(guān)答案D解析不同垂直帶的植被類型差異是光照、溫度等外界因素共同作用的結(jié)果。不同垂直帶的植被類型差異反映了群落間的分布狀況。三、統(tǒng)計大型土壤動物的物種豐富度1.背景材料——土壤動物及分類土壤動物是指一生或一生中某個階段在土壤中生活,并對土壤產(chǎn)生一定影響的動物。一般按體型和習性將土壤動物分為4類:(1)微型土壤動物:體寬一般在100μm以下,要借助顯微鏡觀察,如原生動物、輪蟲等。(2)小型土壤動物:體寬0.1~2mm,生活在濕潤的土壤中,肉眼觀察比較困難,如線蟲、線蚓和渦蟲等。(3)中型土壤動物:一般體寬2~3mm,生活在土壤團粒的縫隙中,大部分體型較小。在野外采集時需要使用吸蟲器。(4)大型土壤動物:肉眼可見的、在淺層土壤中活動的大型種類,如蚯蚓、蜈蚣、馬陸、甲蟲、鼠婦等。野外主要使用篩子和鑷子等采集這些動物。2.選擇樣地由于各類動物體型大小懸殊,活動方式各異,因而調(diào)查方案也應有所不同。采集大型土壤動物時,選擇的樣地一般在林下、落葉等腐殖質(zhì)較為豐富的地方。3.確定樣點與取樣在采樣地隨機選取3~5個樣點(50cm×50cm×15cm),收集部分落葉和土壤,用取樣器或手撿的方法將大型土壤動物放入盛有體積分數(shù)為70%的酒精的采集罐中。4.樣本鑒定與結(jié)果統(tǒng)計根據(jù)有關(guān)資料,分揀并鑒定標本,填寫下表,估算各物種的豐富度。動物種類樣點大型動物(種數(shù))中型動物(種數(shù))小型動物(種數(shù))……物種豐富度D=S/ln(A)5.注意事項(1)從不同環(huán)境中采集的土壤樣本要分別統(tǒng)計,如實記錄。(2)注意把握好土壤動物的分類標準,做到始終如一,不得隨意變化。(3)收集土壤動物時,根據(jù)土壤動物的習性如避光性、趨濕性等來收集,同時防止土壤動物的活動可能帶來的安全隱患。(4)遠離危險地帶,不要破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。1.調(diào)查水中小動物類群豐富度的方法,應該如何改進?答案調(diào)查水中小動物種類的不同,取樣設(shè)備也不同,例如用網(wǎng)兜、瓶子等。取樣和采集時要考慮定點、定量等因素。定點就是要選取有代表性的地點取樣;定量就是每次取樣的數(shù)量(如一瓶、一網(wǎng)等)要相同。2.進行統(tǒng)計土壤動物的物種豐富度的研究時,為什么不適于用樣方法或標志重捕法進行調(diào)查?答案樣方法和標志重捕法主要用于研究種群密度,是在種群水平上研究動物數(shù)量特征的,而物種豐富度是從群落水平上研究動物物種數(shù)目的。3.為了對土壤動物的豐富度進行統(tǒng)計,下圖A、B、C、D4種土壤微型節(jié)肢動物分離收集裝置中最合理的是()問題導析(1)土壤動物有趨暗、趨濕、避高溫的特性。(2)圖中的分離收集裝置能同時滿足有光和高溫的是A。答案A一題多變(1)同一區(qū)域內(nèi)不同種類的大型土壤動物的數(shù)量是_____的。(2)不同地域內(nèi)的大型土壤動物的豐富度是_____的。(3)一般在林下或落葉及腐殖質(zhì)較為豐富的地方大型土壤動物____________。(4)若完成統(tǒng)計和分析后,發(fā)現(xiàn)小動物還存活,為保護生態(tài)環(huán)境,應________。答案(1)不同(2)不同(3)較多(4)放回原地1.下列關(guān)于種群和生物群落的敘述中,不正確的是()A.種群是構(gòu)成群落的單位B.在一定時間,生活在一定區(qū)域內(nèi)的生物,同種個體形成種群,不同種群形成群落C.種群與群落沒有任何關(guān)系D.種群特征和群落結(jié)構(gòu)都與生態(tài)因素密切相關(guān)答案C解析群落中包括許多種群。2.某校園有一片草坪和一片樹林,下列關(guān)于這兩個群落中動物分層現(xiàn)象的敘述,正確的是()A.草坪和樹林中的動物都具有分層現(xiàn)象B.草坪和樹林中的動物沒有分層現(xiàn)象C.只有草坪和樹林混雜在一起時動物才具有分層現(xiàn)象D.草坪中的動物沒有分層現(xiàn)象,而樹林中的動物具有分層現(xiàn)象答案A解析群落中動物分層現(xiàn)象屬于群落的垂直結(jié)構(gòu),所有的群落都具有。如草坪中地表動物和植被棲息動物的分布均屬于分層現(xiàn)象。3.有關(guān)土壤動物研究的敘述,正確的是()A.土壤動物群落不存在分層現(xiàn)象B.土壤動物的種間關(guān)系主要是互利共生C.土壤鹽堿度不同,土壤動物群落結(jié)構(gòu)有差異D

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