学年高中生物 第四章 种群和群落 第3节 群落的结构学案 新人教版必修3.docx

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学年高中生物第四章种群和群落第3节群落的结构学案新人教版必修3

第3节　群落的结构

学习目标

知识概览（教师用书独具）

1.说出群落水平上研究的问题。

2．辨析群落的种间关系。

（难点）

3．描述群落的空间结构。

（重点）

4．通过探究实验，调查土壤小动物类群丰富度。

[自主预习·探新知]

一、群落水平上研究的问题

1．群落的概念

同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。

2．研究的问题

3．基础：

研究群落的基础是研究种群。

二、群落的物种组成

1．作用：

是区别不同群落的重要特征。

2．衡量指标：

丰富度，即群落中物种数目的多少。

3．规律：

不同群落丰富度不同，越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富，海拔越高，物种丰富度越低。

三、种间关系

1．常见种间关系的类型

（1）捕食：

一种生物以另一种生物作为食物。

（2）竞争

（3）寄生：

一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。

（4）互利共生：

两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。

2．实例（连线）

种间关系

实例

①捕食

Ⅰ.流感病毒与人

②竞争

Ⅱ.根瘤菌与大豆

③寄生

Ⅲ.草与兔

④互利共生

Ⅳ牛与羊

提示：

①－Ⅲ　②—Ⅳ　③—Ⅰ　④—Ⅱ

四、群落的空间结构

1．形成原因：

在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间。

2．类型

类型

现象

决定因素

垂直结构

分层

植物分层：

光照强度、温度等

动物分层：

栖息空间、食物条件

水平结构

镶嵌分布

①地形变化

②土壤湿度和盐碱度的差异

③光照强度的不同等

五、土壤中小动物类群丰富度的研究

1．土壤生物的特点及调查方法

有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。

进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。

2．丰富度的统计方法：

一是记名计算法，二是目测估计法。

3．探究步骤

——

↓

——

↓

——

↓

——

↓

——

[基础自测]

1．判断对错

（1）鄱阳湖中的所有动物、植物及微生物构成群落。

（　　）

（2）一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是豌豆和杂草。

（　　）

（3）洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构。

（　　）

（4）某校园有一片草坪和一片树林，草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象。

（　　）

（5）某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少，此属于种间竞争的实例。

（　　）

（6）调查土壤中小动物类群的丰富度常用标志重捕法。

（　　）

提示：

（1）×　鄱阳湖中的所有生物构成群落。

（2）√　（3）√

（4）×　这两个群落中动物都具有分层现象。

（5）√

（6）×　调查土壤中小动物类群的丰富度常用取样器取样法。

2．如图为甲、乙、丙三种生物的种群数量随时间的变化关系，已知甲和丙之间没有营养关系，则甲和乙、乙和丙的种间关系分别是（　　）

【导学号：

62672162】

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，则乙和丙之间为互利共生关系；乙的种群数量随甲的种群数量的变化而变化，且这种变化不同步，甲的种群数量多且甲表现为“先增先减”，则甲为被捕食者，乙为捕食者，甲和乙之间是捕食关系。

]

3．为了对土壤动物的丰富度进行统计，下图A、B、C、D4种土壤微型节肢动物分离收集装置中最合理的是（　　）

A　[土壤动物有趋暗、趋湿、避高温的特性，因此要让土壤动物从上面漏斗中转移到下面的收集瓶中，漏斗中的环境应有光、干燥、高温。

对比4个选项，A选项中热光源能同时满足有光和高温。

]

（备选习题）

下列研究的问题不属于群落水平的是（　　）

A．青藏高原上藏羚羊每年死亡的个体数

B．我国沿海红树林的范围和边界

C．福建武夷山常绿阔叶林中的优势种

D．一个池塘中含有的种群数量

A　[青藏高原上藏羚羊每年死亡的个体数属于种群水平上研究的问题，A错误；我国沿海红树林的范围和边界，属于群落水平上研究的问题，B正确；福建武夷山常绿阔叶林中的优势种，属于群落水平上研究的问题，C正确；一个池塘中所有的种群构成了一个群落，研究种群的数量属于群落水平上研究的问题，D正确。

]

[合作探究·攻重难]

种间关系

[思考交流]

1．某种植物病毒V是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。

稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。

（1）青蛙与稻飞虱、水稻与病毒，水稻与稻飞虱分别为何种种间关系？

提示：

捕食、寄生、寄生。

（2）稻飞虱和植物病毒V是不是寄生关系？

说明理由。

提示：

不是。

稻飞虱是植物病毒V的传播媒介，植物病毒V对稻飞虱没有危害。

2．下图中的①～④为四组生物的种间关系图（纵轴为个体数，横轴为时间）。

A是地衣中的藻类和真菌；B是大、小草履虫；C是兔与狐；D是细菌和噬菌体。

①　　　　　②　　　　③　　　　④

（1）判断四组生物关系对应曲线：

A．__________　B．__________　C．__________　D．__________

（2）图中④与②相比，结果________（填“相同”或“不同”）。

理由：

____________________________________________________

___________________________________________________________。

提示：

（1）③　②　①　④　

（2）不同　④（寄生关系）不像②（竞争关系）那样，不可能使宿主全部死亡，寄生生物依赖于寄主生活

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

　某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如下图所示。

若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼（丙），一段时间后，该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。

下列关于该水池中上述三个种群间的关系及变化的叙述，正确的是（　　）

A．甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群

B．甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群

C．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群

D．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群

[技巧点拨]　由图信息可知，引入丙后，食物链由藻类（甲）→浮游动物（乙）变为藻类（甲）→浮游动物（乙）→鱼（丙），最终仅剩下甲种群。

[解析]　从曲线可以看出，甲、乙应该为捕食关系，甲为藻类，乙为浮游动物，而丙为后期向水池投放的大量专食浮游动物的某种鱼。

建立的食物链应该是藻类→浮游动物→鱼，丙与乙存在捕食关系；投放大量的某种鱼的初期，乙和丙因争夺生存空间而存在竞争关系。

短时间内浮游动物会急剧减少，而由于食物缺乏等生存斗争加剧，鱼随之也会大量减少。

所以甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群肯定是藻类，即甲种群。

[答案]　C

（1）成年的浮游动物在缺少食物的情况下以本种的幼体动物为食，这属于捕食吗？

说明理由。

提示：

否。

因为捕食发生在两个不同物种之间，而浮游动物的成体和幼体是同一物种，故属于种内斗争。

（2）两个竞争关系的物种，竞争的结果一定是一方生存一方被淘汰吗？

提示：

不一定。

竞争的结果可能有三种：

①常表现为相互抑制；②一方占优势，一方占劣势；③一方占优势，另一方灭亡。

易错提醒：

坐标图中捕食者和被捕食者的判断方法

（1）看曲线上升和下降的先后关系：

一般先上升或先下降的曲线代表被捕食者，另一条曲线代表捕食者。

（2）看曲线峰值的高低：

一般曲线峰值高的是被捕食者，曲线峰值低的是捕食者。

（3）看个体的数量多少：

一般被捕食者的个体比捕食者的小，所以被捕食者的数量相对较多。

[活学活用]

1．下图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况，曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。

下列对此图的分析，错误的是（　　）

【导学号：

62672163】

A．海洋中的鱼类具有垂直分层现象

B．此图表明鱼类对食物的竞争状况

C．此图表明海洋中鱼类的捕食状况

D．此图表明海洋中鱼类的共生关系

D　[由曲线图可知，丙主要分布在浅水层，乙主要分布于中部，而甲主要分布于水底，在垂直方向上，具有明显的分层现象。

由食物分布可知，甲、乙、丙三种鱼的食性存在较多重叠，因此三者之间存在不同程度的竞争。

由以上可知，三种鱼类之间不存在共生关系。

]

2．在实验室里，将相等数目的甲、乙两种单细胞生物用相同的培养液分别放在两个容器中单独培养，得到如图1所示结果；将这两种生物放在一个容器中混合培养，得到如图2所示结果。

下列叙述正确的是（　　）

图1　　　　　　　　　　　　图2

A．若增加或减少容器中培养液的量，图1中的曲线不会发生变化

B．从图1可以看出这两种生物单独培养时种群的增长都不受自身种群密度的限制

C．若把这两种生物放在自然界的同一环境下，可能不会出现图2所示结果

D．从图2可以推出两种生物混合培养时竞争强度的变化是由强到弱

C　[增加或减少容器中培养液的量，相当于资源和空间增加或减少，图1曲线中存活个体数会发生变化，A错误；图1中当种群密度增加时种内斗争加剧，种群增长率下降，因此两种生物单独培养时种群的增长均受自身种群密度的限制，B错误；自然界的环境下，甲、乙两种生物受天敌、食物、气候等多种因素影响，可能不会出现实验条件下物种在竞争中灭亡的情况，C正确；图2中两种生物混合培养时竞争强度由弱到强再到弱，D错误。

]

群落的结构分析

[思考交流]

1．某竹林中的箭竹高低错落有致，有同学认为该现象表明群落在垂直结构上有分层现象，该同学的推论是否正确？

提示：

不正确。

竹林中的所有箭竹为同一物种，由于生长的阶段不同而高低不同，所属范畴为种群而非群落。

2．请判断分析“森林群落中只存在垂直结构，而草原群落中只存在水平结构”是否正确？

提示：

不正确。

垂直结构和水平结构都是指不同种群在空间上分布差异。

森林群落也有水平结构，如在森林中，林下阴暗的地点有一些植物种类形成小型组合，而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合。

草原群落中同样也存在垂直结构，也常明显的分为地下层、草底层和草本层。

群落空间结构的分析

地球上，在海平面－200m～3800m范围内，不同区域内植物的种类出现了很大的差异，同时动物的分布也有较大的差异，充分体现了群落的垂直结构和水平结构。

（1）垂直结构

①B处的结构分析如下

②C处的结构分析

由于不同光质其波长不同所含有的能量不同，导致穿透力不同，其中紫光的穿透力最强，而红光的穿透力最弱，导致了不同藻类的垂直分布。

影响动物分布的同样是栖息场所和食物的影响。

（2）水平结构

A处，地形是影响植物分布的主要因素，原因是不同高度的温度不同。

除上述影响水平结构的因素外还有：

光照强度、土壤湿度、土壤盐碱度、人与动物的影响等。

（3）群落结构的形成及意义

①形成：

生物群落垂直结构与水平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：

有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。

[活学活用]

1．下列有关群落结构的叙述，错误的是（　　）

A．山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，体现了群落的垂直结构

B．群落的垂直结构有利于对资源的充分利用

C．淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象，与各种鱼的食性有关

D．不同地段的植被在水平方向上呈镶嵌分布，体现了群落的水平结构

A　[不同海拔地带分布着不同的植物，各种植物在山坡上呈镶嵌分布，体现的是群落的水平结构，A错误。

群落的垂直结构有利于对资源的充分利用，B正确。

不同种类淡水鱼由于食性不同，占据不同的水层，捕食不同食物，C正确。

不同地段的植被在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度差异、光照强度不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，而常呈镶嵌分布，体现了群落的水平结构，D正确。

]

2．如图为植物群落生长的分层现象，对此现象解释不合理的是（　　）

【导学号：

62672164】

A．分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式

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，所以要合理密植

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联系的一种形式，受多种生态因素的影响。

农业生产上可以根据分层现象的存在，合理套种，搭配种植适当的品种。

C选项的逻辑关系不对，合理密植从生态因素角度看是减轻种内斗争，保证充足的光照和CO2供应。

]

易错提醒：

认识群落结构的两个误区

（1）不能误认为同种生物内的个体因外界环境的影响而产生的高度差异属于垂直结构。

（2）不能误认为恶劣环境中的生物类群的进化程度就低，生物的进化程度与环境之间没有必然的联系。

[当堂达标·固双基]

1．下列生物群体属于生物群落的是（　　）

A．一片森林中的各种乔木、灌木和草本植物

B．一个池塘中的各种水生植物和水生动物

C．一片草地上的各种杂草等植物和兔、鼠、昆虫等动物以及各种蘑菇等大型真菌

D．一座山上的各种植物、动物、菌类等全部生物

D　[生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合。

A、B项都没有包含所有生物，C项没有包含细菌等生物，D项包含了全部生物。

]

2．下列有关生物丰富度的说法正确的是（　　）

【导学号：

62672165】

A．丰富度是指单位面积或空间内生物个体数目的多少

B．越靠近热带地区，生物的丰富度一定越高

C．不同季节，土壤中小动物的丰富度一般不同

D．在探究土壤中小动物丰富度的过程中，要对取样土壤中的各种生物个体逐个计数

C　[生物丰富度是指生物种类的多少，而不是个体数量的多少。

]

3．下列关于生物群落的叙述，错误的是（　　）

A．群落中植物的垂直分层现象与光照强度有关

B．群落中动物的水平分布一般都是均匀的

C．群落中动物的垂直分层现象与植物有关

D．群落中植物的水平分布现象与地形有关

B　[群落中植物的垂直分层现象与光照强度有关，A正确；群落中动物的分布受栖息条件和食物来源等影响，所以动物的水平分布不一定均匀，B错误；群落中动物的垂直分层现象与植物有关，C正确；群落中植物的水平分布受地形等因素的影响，D正确。

]

4．为了降低一种真菌对果树的毒害，园艺家引入一种形态结构、生理特征和原真菌相似，但毒性较低的真菌，从而使果树增产，园艺家利用的原理是（　　）

【导学号：

62672166】

A．寄生　　　　　　B．竞争

C．捕食D．共生

B　[本题考查群落中各种生物之间的关系。

为了降低一种真菌对果树的毒害，引入另一种真菌从而使果树增产，新种的真菌与原来的真菌争夺资源和空间，可以得出这两种真菌之间是竞争关系。

]

5．在某栎林中，植物和动物的分布如下表：

上层

中层

下层

植物

乔木

灌木

草本

动物

林鸽

长尾山雀

鹪鹩、昆虫

（1）上表体现了生物群落的__________。

（2）此栎林中，上层、中层、下层的植物种类不同，这种分布的差异主要与哪种环境因素有关？

___________________________________________________________。

（3）栎林中动物的分布取决于植物的分布，这是因为植物能为动物的生存提供____________________，而且动物的这种分布有利于缓解不同物种之间的__________。

[解析]　

（1）根据题中信息，植物和动物都表现出分层现象，这体现了群落的垂直结构。

（2）栎林中植物的分层主要由光照决定。

（3）由于植物可以为动物提供食物条件和栖息空间，故植物的分层决定了动物的分层，同时动物的这种分层现象可以缓解不同物种之间的竞争。

[答案]　

（1）垂直结构　

（2）光照

（3）食物条件和栖息空间　竞争

（备选习题）

下列研究的问题不属于群落水平的是（　　）

A．梧桐山的鸢每年新增的个体数

B．深圳红树林的范围和边界大小

C．鼎湖山常绿阔叶林中的优势种

D．根瘤菌和豆科植物之间的关系

A　[A项为出生率，属于种群特征，不是群落水平上研究的问题。

]

[核心语句归纳]

1．群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。

2．群落中物种数目的多少称为丰富度。

3．生物的种间关系有捕食、竞争、寄生和互利共生等。

4．群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。

5．影响植物分层现象的主要因素是阳光，影响动物分层现象的主要因素是栖息空间和食物条件。

6．丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法。