沪科版生物必修3第2单元 第2章 第1节 群落的基本特征与结构.docx
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沪科版生物必修3第2单元第2章第1节群落的基本特征与结构
第二章 群落的稳态与调节
第一节 群落的基本特征与结构
学习目标
核心素养
1.说明群落的基本特征。
2.描述群落的结构。
(重点)
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
1.通过对群落的基本特征与结构的讨论,强化概念的辨析和模型的构建。
2.通过对土壤中动物类群的丰富度的讨论,掌握科学探究的基本方法。
1.群落的基本特征与结构
(1)群落的概念与基本特征
①群落的概念
在一定时间内,生活在一定区域的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体。
②群落的基本特征
ⅰ.物种的多样性:
群落中包含动物、植物和微生物等各种生物。
群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。
ⅱ.物种的相对数量:
群落中各种生物的数量是不同的,我们可以采用种群的密度指标,也可以采用含有某种生物的样方占总样方的百分数这一频度指标来测定物种间的相对数量。
ⅲ.优势种:
群落中决定群落的外貌和结构的物种叫做优势种。
ⅳ.生长型:
根据植物的可见结构分成的不同类群。
群落的外貌往往是由优势种的生长型决定的。
ⅴ.营养结构:
群落中各种生物之间存在着一定的营养关系,这种营养关系决定了群落中物种的相对数量及其变化。
(2)群落的结构
①形成原因
群落结构是群落中相互作用的种群在长期进化中形成的。
②类型
包括群落的外貌与生长型、空间结构和时间节律。
ⅰ.空间结构
a.垂直结构:
群落的垂直分层现象。
b.水平结构:
群落在水平方向的配置状况。
ⅱ.时间节律:
光、温度和湿度等环境因子的时间节律,使群落的组成和结构也随时间序列而发生有规律的变化。
ⅲ.生态位
a.概念:
群落中每个种群与其他种群在时间、空间和营养关系上都存在的相对位置和机能关系。
b.生态位越相似的物种,竞争越激烈,选择压力也越大。
激烈竞争的结果,可能使其中一个物种趋于灭绝,更多的情况是通过自然选择,生态位发生了分化,从而减少或排除了竞争,使它们共存下来。
2.土壤中动物类群丰富度的研究
(1)探究原理
土壤中含有水分和各种矿质元素,是一些动物的良好栖息场所。
(2)活动程序
(3)实验结果分析,得出结论
结构不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的。
一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,群落结构也越复杂。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.一座山上的各种植物、动物、菌类等全部生物。
( )
2.把采集到的土壤动物装入体积分数50%的酒精溶液中固定。
( )
3.群落的物种组成是区分群落的首要特征。
( )
4.动物在水平方向上的分布没有明显的差别。
( )
提示:
1.√
2.× 酒精的体积分数应为75%。
3.√
4.× 因为植物在水平方向上的分布有明显的差别,所以必然导致动物在水平方向上的分布也有明显的差别。
群落的物种多样性与种间关系
[问题探究]
在某自然区域中逐年引入一定数量的三种生物A、B、C,这三种生物之间存在着一定的种间关系,其种群密度随时间的变化如图所示。
根据讨论:
(1)试确定物种A与物种B之间的关系。
提示:
由图可知,物种B以物种A为食,二者是捕食关系。
(2)试确定物种B与物种C之间的关系。
提示:
物种B和C的种群密度变化正好相反,两者最可能是竞争关系。
(3)物种A的种群密度减小会使物种C的种群密度产生怎样的影响?
提示:
从曲线可知物种A的种群减少时,B种群数量减少,物种C可获得更多的资源而种群数量增多。
[归纳总结]
群落中生物种间关系分析
关系名称
数量坐标图
能量关系图
特点
举例
捕食
数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化
羊与草;狼与兔;青蛙与昆虫
竞争
数量上呈现出“你死我活”的同步性变化。
两种生物生存能力不同,如图a;生存能力相同,如图b
牛与羊;农作物与杂草;大草履虫与小草履虫
寄生
A寄生生物
B宿主
如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主会生活得更好
蛔虫与人;菟丝子与大豆;噬菌体与被侵染的细菌
互
利
共
生
数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化
大豆与根瘤菌
如图为甲、乙、丙三种生物的种群密度随时间的变化关系,已知甲和丙之间没有能量传递,则甲和乙、乙和丙的种间关系分别是( )
A.竞争、竞争 B.捕食、寄生
C.寄生、竞争D.捕食、互利共生
D [由题图可知,乙和丙表现为“同生共死”的同步变化,则乙与丙之间为互利共生关系;甲和乙表现为“先增加者先减少,后增加者后减少”,故甲和乙之间为捕食关系。
]
题后反思:
在坐标曲线中判断种间关系
(1)两条曲线“同升同降”为互利共生关系。
(2)两条曲线“交替消长”,则可能为竞争关系或捕食关系。
若两条曲线的最高点相同为竞争关系,不相同则为捕食关系。
(3)两条曲线“一升一降”,则为寄生关系或竞争关系。
竞争关系中,会导致一方灭绝,即下降曲线能降到零,而寄生关系中,一般不会淘汰物种。
群落的空间结构
[问题探究]
生长于四川大熊猫自然保护区的冷箭竹是大熊猫最主要的食用竹,此种竹子可成片生长为竹林。
竹笋位于竹林最下层,幼竹位于中层,成年竹子位于最高层。
竹林中不同地段上生长有不同密度的冷箭竹,冷箭竹稀疏的地方生长有较多的其他植物。
从群落的空间结构的角度讨论相关问题:
(1)同一地段的竹笋、幼竹、成年竹属于群落的垂直结构吗?
提示:
冷箭竹的竹笋、幼竹、成年竹属于同一个物种(或种群),不存在群落的垂直结构。
(2)竹林既具有垂直结构,也具有水平结构吗?
说出理由。
提示:
竹林中不同地段上生长有不同密度的冷箭竹,冷箭竹稀疏的地方生长有较多其他生物,因此竹林既具有垂直结构,也具有水平结构。
[归纳总结]
1.群落结构形成原因及意义
(1)形成原因:
与环境中的生态因素有关,群落结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。
(2)意义:
有利于生物群落整体对自然资源的充分利用。
2.群落空间结构的类型
(1)群落的垂直结构:
在垂直方向上大多数群落都具有明显的分层现象。
①森林的垂直结构
②水域生态系统中的垂直结构
(2)群落的水平结构:
在水平方向上表现为“镶嵌分布”。
①含义:
不同地段往往分布着不同种群,同一地段上种群密度也有差别。
②原因:
地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人和动物的影响。
特别提醒:
在高山植物群落中,不同海拔地带的植物呈垂直分布,主要是受温度的制约(如图所示)。
严格意义上高山植物群落的这种分布不属于群落的垂直结构,而更符合水平结构(地形的起伏)。
1.如图a、b、c分别代表的是在—200~3800m的海拔内,山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布情况。
据此判断下列选项中正确的是( )
A.在—200~3800m范围内,不同区域内植物的种类出现了很大的差异,温度是影响分布的主要生态因素
B.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这说明群落具有垂直结构
C.b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象,这说明群落具有垂直结构
D.影响b处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
C [a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这是由于不同高度的山坡上温度不同,不属于群落的垂直结构,而属于群落的水平结构;影响森林生态系统在陆地上分布的主要因素是水,但是森林中植物的垂直分层现象是受光照强度影响形成的;c处藻类植物的分层现象是受光质(波长)影响形成的,属于群落的垂直结构。
]
2.下图为植物群落生长的分层现象,对此现象的分析和解释不正确的是( )
A.分层现象是植物群落与环境条件相互作用的一种形式
B.决定这种现象的环境因素除光照外,还有温度和湿度等
C.种植玉米时,因植物群落分层现象的存在,要合理密植
D.在农业生产上,可以充分利用这一现象,合理搭配种植的品种
C [植物群落的分层现象是群落垂直结构的表现,是群落与环境条件相互作用的一种形式,受多种生态因素的影响,故A和B正确。
农业生产上可以根据分层现象的存在,合理间种,搭配种植适当的品种,故D正确。
种植玉米时,合理密植是为了减弱种内斗争,保证充足的光照和CO2的供应,故C错误。
]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.生物群落是在一定时间内,生活在一定区域内的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体。
2.群落的结构包括群落的外貌与生长型,空间结构和时间节律。
3.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
4.生态位越相似的物种,竞争越激烈,选择压力也越大。
1.下列有关群落物种组成的说法错误的是( )
A.群落的物种组成是区别不同群落的重要特征
B.群落中物种丰富度是指群落中个体数目多少
C.不同群落的物种组成可用物种丰富度衡量
D.一般来说,不同群落的物种丰富度是不同的
B [群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,群落物种组成可用物种丰富度衡量,物种丰富度是指群落中物种数目的多少,不同群落物种丰富度不同,不同群落的优势种也不同。
]
2.下列有关种间或种内关系的表述,正确的是( )
A.寄生生物一定是动物,寄主可能是动物也可能是植物
B.竞争的结果必然导致一种生物的灭亡,另一种生物生长得更好
C.互利共生的两种生物一旦分开,两种生物都不能独立生活
D.食物短缺时鲈鱼以幼小的鲈鱼为食,不属于捕食,属于种内斗争
D [病毒以及一些微生物也可以进行寄生生活;竞争的结果可能是一种生物的灭亡,也可能是一种生物处于劣势,另一种生物处于优势;互利共生的生物分开后至少有一种生物不能独立生活,比如根瘤菌和豆科植物分开,根瘤菌无法独立生活;大鲈鱼吃小鲈鱼属于种内斗争。
]
3.关于池塘生态系统的群落结构,以下叙述不正确的是( )
A.在垂直方向,鱼类具有明显的分层现象
B.鱼类在群落中的垂直分布主要依赖于植物
C.池塘中的动物群落没有水平结构
D.在水平方向上,生物种类分布有差异
C [池塘生态系统中由于植物的垂直分层而导致以不同植物为食的鱼类也出现分层,如四大家鱼中以浮游植物或浮游动物为食的鲢鱼、鳙鱼分布在水的上层,以沉水植物为食的草鱼分布在水的中层,而肉食性的青鱼则分布在水的下层;池塘植物群落也有水平结构,从岸边到中心分布着不同类群的植物,必然导致池塘中的动物群落有水平结构。
]
4.在探究土壤中小动物类群丰富度的实验中,某生物小组设计的采集小动物的装置如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.该装置利用了土壤动物的趋光性
B.灯罩的功能是防止昆虫逃跑
C.金属筛网可阻止小动物向下移动
D.广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液
D [该装置利用了土壤动物的趋暗、避高温、趋湿的生活习性,A错误;灯罩可保证更多的光线和热量集中到土壤样品上,B错误;一些小动物正是通过金属筛网向下移动进入广口瓶中的,C错误;体积分数为70%的酒精溶液可将收集到的小动物及时固定,防止腐烂,D正确。
]
5.下图所示为3组生物:
A.根瘤菌与豆科植物;B.农作物与杂草;C.狐与兔的种间关系示意图(纵轴表示个体数,横轴表示时间)。
请据图回答:
① ② ③
(1)判断A~C3组生物对应的曲线:
A________,B________,C________。
(2)造成图②现象是由于___________________________。
(3)若3种种间关系中的b死亡,对a有利的是____________。
(4)若狐死亡,则兔的发展趋势是________________。
(5)a或b的变化曲线是在________水平上的研究;a和b之间关系的变化则是在________水平上的研究。
(填“种群”或“群落”)
[解析]
(1)根瘤菌与豆科植物具共生关系,两者互惠互利,数量曲线波动近似平行,对应曲线③;农作物与杂草,是生存能力相同的两种生物,具竞争关系,对应曲线②;狐与兔具捕食关系,兔的波动变化在前,狐的波动变化在后,表现为消长关系,对应曲线①。
(2)造成②现象的原因是二者争夺相同资源且生存能力相同。
(3)3种种间关系中的b死亡,①为捕食关系对a(捕食者)不利;②为竞争关系对a有利;③为共生关系对a不利。
(4)狐死亡,有利于兔的繁殖,但受食物、空间限制,兔的种内斗争会加剧,导致兔数量先上升后下降。
(5)种群水平上研究种内关系,而群落水平上研究种间关系。
[答案]
(1)③ ② ①
(2)二者争夺阳光、空气、水、肥等资源且生存能力相同
(3)② (4)先增加后减少,然后趋于稳定 (5)种群 群落
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