43 群落的结构 学案1人教版必修3剖析.docx
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43群落的结构学案1人教版必修3剖析
第3课时 群落的结构
[目标导读] 1.通过对教材P71问题探讨中池塘群落的分析，能够说出群落水平上研究的问题。
2.结合教材P72～73的资料分析和生活实例，理解群落的种间关系及特征。
3.利用探究实验，进行土壤小动物类群丰富度的研究。
[重难点击] 1.种群的种间关系。
2.土壤小动物类群丰富度的研究。
1．在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群，种群最基本的数量特征是种群密度。
2．种群数量的增长有“J”型和“S”型两种类型。
3．下图为微山湖中鲤鱼种群数量的增长曲线图，请据图回答问题：
（1）该种群的增长速率由缓慢逐渐加快是从哪一点开始的？
a。
环境阻力明显增大是从哪一点开始的？
c。
（2）图中表示种群增长速率最快的点是b。
（3）既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物种群的数量保持在图中哪一点所代表的水平上？
b。
（4）图中表示种群数量最大的点是d。
若在此点鲤鱼的种群密度达到最大值，此点之后，受资源和空间的限制，种内斗争会加剧，捕食者的数量也会增加，最终导致该种群数量趋于稳定。
4．微山湖中还有荷花、水葱、芦苇、草鱼、虾、螃蟹、细菌、放线菌等生物，这些生物共同构成了群落。
课堂导入
下图为呼伦贝尔大草原的图片，草原上生活着各种生物，如草本植物、小灌木、昆虫类、小型鸟类、啮齿类、蛇类、植食性动物类、肉食性动物类，还有进行腐生生活的细菌等等。
这些生物共同构成了生物群落。
生物群落的物种组成如何？
各种生物之间的关系如何？
生物群落有什么样的空间结构呢？
探究点一 群落水平上研究的问题
1．如图，池塘中的水面、水中、水底生活着多种生物，请分析以下问题：
（1）列举该生态系统中的种群。
答案 浮游植物、浮游动物、植食性鱼、肉食性鱼、微生物等各种不同种群。
（2）已知肉食性鱼以一些小型鱼为食，小型鱼以浮游动物和浮游植物以及其他一些水生植物为食，植食性鱼类以浮游植物和水生植物为食，那么当肉食性鱼大量减少时，其他种群的数量如何变化？
答案 池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。
随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少导致数量减少。
（3）由
（2）可知，生活在该池塘的各个种群不是独立存在的，它们相互制约，又相互依存。
它们构成的这个有机体就是群落，其含义为同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
判一判 下列描述是不是群落：
①一片草原上的全部蒲公英（ ）
②一片草原上的全部动植物（ ）
③某菜市场上出售的鸡、鸭、鱼、蘑菇、木耳和蔬菜等所有生物（ ）
④一片果园中的草本植物、小灌木、果树、动物、微生物等所有生物（ ）
答案 ①× ②× ③× ④√
解析 ①是种群；②既不是种群也不是群落；③各生物是孤立的，相互间基本没有联系，没有构成有机整体。
2．结合教材第71页材料完成下图：
小贴士 群落的概念的关键点及内涵如下：
“同一时间”→随着时间的迁移，群落内种群的种类和数量会发生改变。
“一定区域”→群落有一定的分布范围，群落内的各种生物聚集在一起才能发生关系。
“各种生物”→包括这个区域内的各种植物、动物和微生物。
“集合”→不是简单随机聚集，而是通过相互之间的直接或间接关系相互影响、相互制约形成有机整体。
归纳提炼
比较项目
种群
群落
概念
一定区域内，同种生物的所有个体，是繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位
同一时间聚集在一定区域中的各种生物种群的集合。
各种群间有着直接和间接的联系，是各个物种适应环境和彼此相互适应过程的产物
组成单位
生物个体，包括幼
年、成年和老年个体
生物种群，包括植
物、动物和微生物等
研究对象
一定区域同种生
物个体的总和
一定区域的
所有种群
研究范围
种内关系
种间关系
特征
种群密度、出生率和死亡率、迁入
率和迁出率、年龄组成、性别比例等
物种的多样性、群落结构、种间关系、丰富度、优势种、群落演替等
关系
群落以种群为基本单位，是各个种群的集合体，依靠种间关系使各种群在长期自然选择与进化中形成稳定的彼此适应的有机体。
研究种群是研究群落的基础
活学活用
1．判断下列关于种群和生物群落说法的正误。
（1）种群是构成群落的单位（ ）
（2）微山湖中的全部鱼、植物和微生物构成群落（ ）
（3）在一定时间，生活在一定区域内的生物，同种个体形成种群，不同种群形成群落（ ）
（4）群落一般都是由植物和动物两类生物形成的种群构成（ ）
（5）群落是比种群更高层次的系统，主要研究性别比例、种间关系以及群落的空间结构等问题（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）√ （4）× （5）×
解析 种群是指生活在一定区域中的同种生物个体的总和，群落是指生活在一定区域中，相互间具有直接或间接关系的各种生物种群的集合。
群落以种群为基本单位，是各个种群的集合体，依靠种间关系使各种群在长期自然选择与进化中形成稳定的彼此适应的有机体。
群落包括该地域的所有生物，除了植物和动物外，还包括该地域的所有微生物。
性别比例是种群层次上研究的问题。
探究点二 群落的物种组成
1．下表为西伯利亚泰梅尔半岛冻原和福建武夷山的生物种类数据统计情况，分析表中数据思考：
低等植物
高等植物
动物
西伯利亚泰梅
尔半岛冻原
670种
139种
约1000种
福建武夷山
840种
2880种
5000余种（其中脊椎动物为475种）
（1）由上表可看出，不同群落的物种数目有差别。
（2）上述差别我们可以用丰富度来衡量，其概念是群落中物种数目的多少。
（3）由表中信息可推测越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
（4）由表中信息推测地球纬度和物种丰富度的大致关系，请用曲线表示出来。
答案
（5）请推理：
物种丰富度随海拔高度升高而降低。
2．阅读教材P75～76，完善下面土壤中小动物类群丰富度的研究实验原理、实验步骤、实验结论，并思考后面的问题。
（1）实验原理
①土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。
②调查方法：
常用取样器取样的方法进行采集、调查。
③调查对象：
样本中肉眼可见的所有动物。
④调查指标：
样本中小动物的种类和数量。
⑤统计方法：
一是记名计算法，二是目测估计法。
（2）实验步骤
（3）实验结论：
①组成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。
②一般来说，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。
（4）思考并讨论下列问题：
①进行土壤中小动物类群丰富度的研究时，为什么不适于用样方法或标志重捕法进行调查？
答案 a．样方法和标志重捕法主要用于研究种群密度，是在种群水平上研究动物数量特征的，而丰富度是从群落水平上研究动物物种数目的。
b.土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小。
②如果要调查水中小动物类群的丰富度，思考应如何对研究方法进行改进？
答案 主要是取样和采集方式要进行改进。
根据调查水中小动物种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。
取样和采集时要考虑定点、定量等因素。
定点就是要选取有代表性的地点取样；定量就是每次取样的数量（例如一瓶、一网等）要相同。
小贴士 调查方法比较
方法
适用范围
计数方法
样方法
植物和活动能力较弱、
活动范围小的动物
在若干样方中计数全部个体，然后求平均种群密度，来估计种群总体数量
标志重捕法
活动能力较强、活
动范围较大的动物
根据重捕中标记个体数占总捕获数的比例来估计该种群的数量
抽样检测法
生活在液体培养
基中的微小生物
用显微镜观察计数板上待测生物的数量，再以此为根据，估算培养液中待测生物的数量
取样器
取样法
个体微小、不适于用样方
法和标志重捕法的小动物
用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度
归纳提炼
1．从不同营养环境中采集的土壤样本要标明地点、时间，分别统计，如实记录。
2．取样时尽量不要破坏环境，同时注意安全。
3．取样时应随机取样，以免结果偏差较大。
4．同样的营养土壤，多组同学进行统计比较。
5．采集小动物时，常用诱虫器，其原理是土壤中的小动物有避光的特性。
活学活用
2.在探究土壤小动物类群丰富度的实验中通常利用右图分离收集装置，请填写下列空白：
（1）丰富度是指群落中__________的多少。
（2）进行这类丰富度的探究时，常用______________的方法进行采集和调查。
（3）该装置主要利用土壤动物________、________、________的习性采集小动物。
（4）若完成统计和分析后，发现小动物还存活，不能再放入70%的酒精溶液中，为保护生态环境，应________。
问题导析
（1）植物种群密度的调查常用样方法，动物种群密度的调查常用标志重捕法，而土壤中小动物类群丰富度的调查常用取样器取样法。
（2）在热光源的作用下，土壤中的小动物自动穿过土样筛网的网孔进入收集瓶，说明它们具有避光、避高温、趋湿的习性。
答案
（1）物种数目
（2）取样器取样 （3）避光 趋湿 避高温 （4）放回原地
探究点三 种间关系
不同的生物种群聚集在同一空间，他们之间形成了相互依存、相互制约的复杂的种间关系。
阅读教材，结合提供的材料完成下面的分析。
1．下图为生态学家高斯选用在亲缘关系和生活习性上很接近的两个不同物种的草履虫——双小核草履虫和大草履虫，分别单独培养和混合培养两种草履虫，都以一种杆菌为饲料。
一段时间后种群数量结果如下图所示：
（1）观察单独培养的结果曲线可看出：
单独培养时二者均能正常增殖。
（2）观察混合培养结果曲线图思考：
①两种草履虫具有相似的生活习性，当它们被放在同一个容器中培养时，起初阶段（第4天以前）两种草履虫的种群数量均增加，其原因是起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多。
②随后（第4～16天期间）二者的数量变化特点是大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势，其原因是：
随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物争夺的结果。
③最后（第16天后）只有双小核草履虫存活，其原因是：
随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明实验结果出现的原因是由于争夺食物。
（3）上述混合培养实验中两种草履虫之间的关系属于竞争。
①由两种草履虫竞争结果可看出：
混合培养时，双小核草履虫的生存能力强，像这种生存能力差别比较大的两种生物竞争关系种群数量随时间变化模式图如何绘制？
答案
议一议 我们可将曲线特点形象概括为什么呢？
答案 “你死我活”的“差异性变化”。
②但若是生存能力相当的两种生物竞争关系种群数量随时间变化模式图又该如何绘制？
答案
议一议 我们可将曲线特点形象概括为什么呢？
答案 “此消彼长”的“相互抑制”的动态变化。
（4）在上述草履虫培养实验中，双小核草履虫和杆菌之间又属于什么种间关系？
捕食。
2．阅读教材信息，观察下图猞猁与雪兔的种群数量变化曲线
（1）猞猁与雪兔的关系是捕食关系，前者为捕食者，后者为被捕食者。
（2）读取方框所圈出的①②③④⑤⑥⑦⑧等8个时间段，从整体上可以看出，每次波动都是雪兔先增加达到波峰，猞猁后增加达到波峰；雪兔先减少降到波谷，猞猁后减少降到波谷。
并且雪兔的个体数量要比猞猁的个体数量多。
类比上述变化，请同学们在下面的坐标系中绘出物种B捕食物种A的种群数量随时间的变化模式图：
答案
议一议 上述曲线的变化特点可概括为什么呢？
答案 “先增加者先减少，后增加者后减少”的非同步性变化，且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者。
小贴士 生物之间的竞争与捕食关系的能量模型图可表示如下：
3．下面为菟丝子缠绕在豆科植物茎上的示意图。
（1）菟丝子生长在大豆上属于寄生关系。
菟丝子是异养型植物，体内没有叶绿体，主要靠寄生在豆科植物的茎叶上吸取营养物质为生。
（2）依据图示推理，寄生种群得利，宿主种群受害；宿主不可能全部死亡。
（3）请同学们在下面的坐标系中绘出物种A寄生在物种B上的种群数量随时间的变化模式图。
答案
议一议 上述曲线的变化特点可概括为什么呢？
答案 寄生者逐步增加，寄主逐步减少。
4．阅读下面的材料并回答问题。
在豆科植物幼苗期，根毛分泌的有机物会吸引根瘤菌聚集在周围大量繁殖。
根瘤菌在分泌的纤维素酶作用下，溶解根毛细胞壁，侵入幼根产生根瘤。
在根瘤内，根瘤菌从豆科植物根的皮层细胞中吸取碳水化合物、矿质盐类及水分，以进行生长和繁殖。
同时它们又把空气中游离的氮通过固氮作用固定并转变为植物所能利用的含氮化合物，供植物生活所需。
（1）像上述材料中所描述的豆科植物和根瘤菌那样，两个种群生活在一起，相互依赖，彼此有利的种间关系，称作互利共生。
（2）一种生物A的数量变化如图所示，请在图中画出其共生生物B的数量变化曲线。
答案
议一议 上述曲线特点我们可形象地概括为什么呢？
答案 “同生共死”的同步性变化。
小贴士 生物之间的寄生与共生关系的能量模型图可表示如下：
归纳提炼
1．种内斗争与竞争的区别
种内斗争是种内关系，发生在同种生物个体之间；竞争则是种间关系，发生在不同种生物个体之间。
例如，在农田中，相邻的同种作物之间对阳光、水分和养料的争夺，这就属于种内斗争而不是竞争。
2．种内斗争与捕食的区别
种内斗争是种内关系，发生在同种生物个体之间；捕食则是种间关系，发生在不同种生物个体之间。
例如：
大鱼吃小鱼
均有利于种群的生存和繁衍
3．用图示表示生存斗争、种内斗争和种间斗争的逻辑关系
4．寄生与共生关系的异同点：
相同的是两者都是两种生物共同生活在一起。
不同的是共生的两种生物，相互依赖，彼此有利；而寄生的两种生物，对寄生者来说当然是有利的，但对寄主来说则是有害的。
活学活用
3．下图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养（或饲养）两种生物的实验结果，下列相关的叙述错误的是（ ）
A．豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示
B．噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示
C．甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系
D．图丙中实验初期，X的种内互助与竞争并存，后期X的种内斗争加剧
问题导析
（1）甲为互利共生关系，可用来表示豆科植物与根瘤菌的数量变化。
（2）乙为捕食关系，而噬菌体与细菌之间是寄生关系。
（3）丙为竞争关系，在该关系中处于劣势被淘汰的种群为_Y_，这与X的种内互助有关，实验后期X种群种内斗争渐趋激烈的原因是X种群密度增加。
答案 B
解析 由曲线中两种生物的种群数量变化情况可判断：
甲为互利共生关系，可用来表示豆科植物与根瘤菌的数量变化；乙为捕食关系，而噬菌体与细菌之间是寄生关系，所以两者的种群数量变化关系不能用图乙表示；丙为竞争关系，X种群在竞争中处于优势且将另一种群淘汰，这与其种内互助有关，实验后期X种群密度增加，种内斗争渐趋激烈。
探究点四 群落的空间结构
群落的空间结构包括垂直结构与水平结构，它们之间各有特点。
观察下图，阅读教材P74～75并回答相关问题：
1．由图1分析可以看出：
（1）在群落中，不同的生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
（2）图示指的是群落的垂直结构，判断依据是在垂直方向上具有分层现象，决定这种现象的环境因素是光照，除此之外，还有温度和湿度等。
（3）影响植物分层的环境因素主要是光照强度。
（4）动物也有分层现象吗？
若有，影响动物分层的环境因素是什么？
答案 有。
动物的分层现象取决于植物垂直结构所创造的栖息空间和食物条件。
（5）在农业生产上如何充分利用这一现象？
答案 在农业生产上可以利用此原理合理搭配种植的品种，进行套种、立体养殖。
2．由图2分析可以看出：
除了图示的结构外，群落在空间上还具有水平结构，其影响因素有光照强度、地形、湿度等因素，主要表现特征是镶嵌分布。
归纳提炼
1．群落的垂直结构与水平结构都与环境中的生态因素有关，垂直结构和水平结构的具体表现都是在长期的自然选择基础上形成的对环境的适应性。
2．生物在垂直方向及水平方向上的位置关系，有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。
3．垂直结构为群落的空间结构，种群内部无垂直结构，如一片玉米地中植株高矮不齐，不能称之为垂直结构。
活学活用
4．请判断关于群落的空间结构描述的正误。
（1）竹林中竹子高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象（ ）
（2）动物在群落中垂直分布与植物的分层现象密切相关（ ）
（3）淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关（ ）
（4）不同地段生物种类有差别，在水平方向上呈镶嵌分布（ ）
（5）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（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）√ （4）√ （5）×
解析 垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。
同种生物的不同分布不能构成垂直结构或水平结构，也不因同种生物的一致分布而影响垂直或水平结构的存在。
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。
1．下列各项中，依次属于种群和群落的是（ ）
A．生活于某池塘中的全部草鱼与全部生物
B．一片森林中的全部蛇与全部鸟
C．一片森林中的全部赤链蛇与这片森林中的全部植物
D．一座高山上的全部马尾松与全部油松
答案 A
解析 种群是指生活在一定区域中的同种生物个体的总和，群落是指生活在一定区域中，相互间具有直接或间接关系的各种生物的总和，B、D两项与上述概念不符。
C项森林中的全部赤链蛇属于一个种群，但森林中的全部植物不能代表全部生物，不能构成群落。
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（ ）
A．田鼠和杂草
B．豌豆和杂草
C．豌豆和其根中的根瘤菌
D．细菌和其细胞内的噬菌体
答案 B
解析 田鼠与杂草之间是捕食关系；豌豆和杂草的生长都需要光、无机盐、水分及二氧化碳等，因此二者间存在竞争关系；豌豆与其根中的根瘤菌之间为共生关系；细菌与其细胞内的噬菌体之间为寄生关系。
3．科研人员对江苏某地沿海滩涂米草群落和裸露泥滩的大型底栖（土壤）动物丰富度进行了对比研究。
在相同取样条件下，利用一种常用底泥采样器（50cm×50cm×30cm）采得各动物类群的物种数和个体总数如下表。
下列有关本研究的叙述，正确的是（ ）
招潮蟹类
厚蟹类
沙蚕类
泥螺类
蛤类
物种
数
个体
总数
物种
数
个体
总数
物种
数
个体
总数
物种
数
个体
总数
物种
数
个体
总数
裸露
泥滩
5
18
1
14
2
12
1
10
2
14
米草
群落
3
12
2
9
0
0
1
10
0
0
A.米草泥滩的大型底栖动物物种丰富度高于裸露群落
B．米草群落的大型底栖动物种群密度高于裸露泥滩
C．改用另一规格的常用底泥采样器会影响对比研究的结论
D．改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数
答案 D
解析 由表格信息可知，裸露泥滩的大型底栖动物的物种数及个体总数均大于米草群落，即米草群落比裸露泥滩的种群密度低；由于取样的随机性和代表性强，因而改用另一规格的取样器不会影响对比研究结论；不同种类底栖动物生活习性不同，即改变取样时间会影响采集到的物种数及个体总数。
4．下列关于森林群落垂直结构的叙述，错误的是（ ）
A．群落中的植物具有垂直分层现象
B．群落中的动物具有垂直分层现象
C．动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关
D．乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构
答案 D
解析 乔木层的疏密程度通过影响阳光透过的程度，进而影响生活在乔木下的草本层的水平结构，选项D错误。
群落中不同植物因需要的光照强度不同而出现垂直分层现象；受食物、栖息场所等影响，群落中的动物也有垂直分层现象，即植物的垂直分层决定了动物的垂直分层，选项A、B、C正确。
5．如图所示为4组生物：
A.根瘤菌与豆科植物；B.大小两种草履虫；C.狐与兔；D.细菌与噬菌体的种间关系示意图（纵轴表示个体数，横轴表示时间），请据图回答下列问题：
（1）判断A～D4组生物对应的曲线：
A.____________；B.____________；C.________；D.________。
（2）造成图中②现象的原因是由于________________________________________。
（3）图中④与②所示关系结果不同是因为____________________________________
________________________________________________________________________。
（4）若4种种间关系中的b死亡，对a有利的是________，为什么？
_________________。
（5）若狐死亡，则兔的发展趋势是____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）③ ② ① ④
（2）环境条件的限制，使竞争中处于劣势的物种被淘汰
（3）寄生一般不会使寄主全部死亡
（4）②④ 曲线①中，b先于a增加或减少，则b为兔，兔死亡，对a（狐）不利；曲线②中，一种草履虫死亡，对另一种草履虫有利；曲线③中，b（根瘤菌）死亡，对a（豆科植物）不利；曲线④中，b（噬菌体）死亡，对a（细菌）有利
（5）先增加（失去天敌），后减少（受食物制约而使种内斗争加剧），最后趋于稳定
解析 据图分析，一般来说互利共生是两种生物的数量变化一致；捕食是两种生物交替消长；竞争是两种生物中获胜者增多，失败者减少或被淘汰；寄生可能使宿主数量减少但一般不会使宿主全部死亡。
基础过关
知识点一 群落水平上研究的问题
1．下列有关种群和群落的叙述，正确的是（ ）
A．种群“S”型增长曲线表示种群数量和食物的关系
B．繁殖季节里，成年鲈鱼吞食幼小鲈鱼的行为属于捕食
C．捕食和竞争等关系对维持群落的相对稳定具有重要作用
D．样方法和标志重捕法分别是调查群落中植物和动物丰富度的常用方法
答案 C
解析 种群的“S”型增长曲线是表示种群在一个资源有限的环境中的数量增长方式。
捕食一般指发生在不同物种之间的食物关系，成年鲈鱼吃幼小鲈鱼，属于种内斗争。
样方法、标志重捕法是调查种群密度的方法，而丰富度是物种数量的多少。
知识点二
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