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学案42群落的结构和演替

第九单元生物与环境

学案42群落的结构和演替

考纲要求

群落的结构特征(Ⅰ)。

群落的演替(Ⅰ)。

3.土壤中的动物类群丰富度的研究。

复习要求:

1.进行群落中各种生物之间的相互关系探究

2.了解群落中的分层现象及影响因素

3.明确群落演替的类型及过程

4.进行人类活动对群落演替影响的探究

基础自查

一.群落的结构

1.概念:

2.物种组成

丰富度:

(2)特点:

(3)探究实验:

3.种间关系

(1)捕食:

(2)竞争

①概念:

②结果:

(3)寄生:

(4)互利共生:

想一想 雌螳螂在交配后将雄螳螂吃掉,是捕食吗?

4.空间结构

(1)垂直结构:

(2)水平结构:

二、群落的演替

1.概念:

2.类型

(1)初生演替

①概念:

②过程:

(2)次生演替

①概念:

②过程:

人类活动对群落演替的影响:

想一想 弃耕农田在时间允许的情况下一定能形成树林吗?

 

课堂深化探究

一.群落及其种间关系辨析

1.群落与种群的比较

种群

群落

区别

概念

内涵

概念

外延

特征

联系

2.种间关系的比较

关系名称

数量坐标图

能量关系图

特点

举例

互利共生

捕  食

特别提醒 

1.

(1)两种生物之间可能有多种种间关系。

(2)上述种间关系都有利于种群的进化。

(3)关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定:

a.从最高点判断,捕食者数量少,被捕食者数量多;b.从变化趋势看,先到波峰的为被捕食者,后达到波峰的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。

2.方法技巧 对种间关系的相关曲线确定

(1)互利共生曲线——同步变化(同生共死)。

(2)捕食曲线——不同步变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝)。

(3)竞争曲线——看最终结果,一种数量增加,另一种数量下降甚至降为0;只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物,则必为竞争,竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。

(4)两种生物甲和乙以同一植物为食,但取食的部位不同并不构成竞争关系——如09全国理综:

以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食;例09年江苏卷中人吃玉米籽粒,而牛吃秸秆。

二.群落的结构及演替

1.群落的空间结构类型

(1)垂直结构

植物群落的垂直结构表现了群落垂直方向上的分层性。

植物的分层现象主要与有关,群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如下图所示)。

群落中植物的垂直结构又为动物创造了,因此,动物分层现象。

(2)水平结构

2.群落的演替

(1)初生演替和次生演替的比较

类型

初生演替

次生演替

起点

基质与环境条件

时间

速度

影响因素

实例

(2)群落演替的原因

(3)群落演替的结果

演替方向

能量

结构

稳定性

特别提醒:

 

对群落演替的分析

(1)演替的原因:

①植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动;②群落内部环境变化;③种内和种间关系的改变;④外界环境条件的变化;⑤人类的活动。

(2)演替的特征

①方向:

有一定的方向性。

②能量:

总生产量增加,净生产量逐渐降低,群落有机物总量增加。

③结构:

营养结构更加复杂,物种多样性增加,稳定性增加。

④生活史:

生物个体增大,生活周期变长,生态位变窄。

⑤物质循环:

由开放转为封闭,交换速度变慢。

三.土壤中小动物类群丰富度的研究

1.实验原理

(1)

(2)。

(3)丰富度:

①记名计算法

②目测估计法

2.实验流程

确定问题

制定计划

实施计划

得出结论:

3.实验注意事项

(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。

(2)尽可能多地收集小动物。

收集小动物时,根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。

(3)从同样营养土壤中采集的样本,多组同学进行统计比较。

(4)识别命名要准确,并进行分类。

(5)远离危险地带,不要破坏当地环境。

对应训练

1.下图①~④为A地衣中的藻类和真菌、B大小两种草履虫、C狐与兔、D细菌与噬菌体四组生物的种间关系示意图(纵轴表示个体数,横轴表示时间)。

请据图回答问题。

(1)判断A~D四组生物的对应曲线:

A.________;B.________;C.________;D.________。

(2)造成②中出现的现象是由于________________________________________________________________________。

(3)④与②相比,结果不同是因为________________________________________________________________________。

(4)若四种种间关系中的b死亡,对a有利的曲线是________。

(5)若狐死亡,则兔的发展趋势是________________________________________________________________________。

2.如图A、B、C分别代表的是在-200~3800m的海拔高度内,山坡A、森林B、海洋C三个不同的自然区域内植物的分布状况。

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

3.如图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化,下列叙述正确的是(  )。

A.甲表示的是裸岩上的初生演替

B.乙可表示弃耕农田上进行的演替

C.甲中①和②处的物种组成完全相同

D.若条件适宜,乙群落可演替成森林

4.跳虫、甲螨和线虫是土壤中的主要动物类群,对动植物的分解起重要作用。

请回答下列问题。

(1)由于跳虫和甲螨活动能力________,身体________,不适合用手直接捕捉,常采用吸虫器等进行采集。

(2)先要采集大量的跳虫用于实验室培养,最好选择下图中的吸虫器________,理由是__________________。

若要采集大量的甲螨作为标本保存,最好选择吸虫器________,理由是____________________。

(3)现在一培养罐内同时培养跳虫、甲螨和线虫三个种群,若他们均仅以罐内已有的酵母菌为食,则跳虫与甲螨之间的关系是________,线虫与酵母菌之间的关系是________。

若跳虫种群所含能量增长nkJ,则跳虫消耗的酵母菌所储存的能量至少为________kJ。

5.(2012·嘉兴月考)某生物兴趣小组准备调查校园附近农田土壤中小动物类群的丰富度,与此相关的叙述中,不正确的是(  )。

A.许多土壤动物不适于用标志重捕法进行调查

B.丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法

C.利用小动物的趋光趋热性,可用带灯罩的热光源装置收集土样中的小动物

D.无法知道名称、肉眼难以识别的小动物不能忽略不计

6.下图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置,下列有关叙述不正确的是(  )。

A.A装置的花盆壁C和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通

B.B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集

C.A装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集

D.用B装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中

7.下图为植物群落生长的分层现象,对此现象解释不正确的是(  )

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

实验探究

某地曾是著名的鱼米之乡,植物生长茂盛,土壤动物种类繁多。

后来,由于上游地区一农药厂的污染废水排入河流,造成该地农田土壤环境持续恶化,原本常见的泥鳅、田螺等几近销声匿迹。

为了调查污染废水对农田土壤动物类群的影响,在受污染河流一侧不同距离进行调查,调查结果见表37—1。

表37—1距污染河流不同距离土壤动物类群和个体

离污染河流的距离(km)

0.1

0.5

1.0

2.0

4.0

动物类群数(类)

20

23

37

50

58

动物个体总数(个)

365

665

750

1983

2490

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)土壤动物调查一般不能采用标志重捕法,理由是。

(2)遭受污染的农田土壤仍存在一定数量的土壤动物,是因为农田生态系统具有,而不同类群的土壤动物具有。

过度污染的农田会丧失生产能力,原因是。

(3)从表37—1调查结果可得出以下结论:

①;②标记)

限时训练

题组一 群落及种间关系

1.如图,纵轴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(  )

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

2.下列有关生物丰富度的说法正确的是(  )

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.一般来说,某个区域生物丰富度越高,该区域的生态系统抵抗力稳定性越高

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

3.下表显示一个岛上的国家公园中狼和驼鹿种群变化情况(无猎捕现象),下列结论中最适合这两个种群变化情况的是(  )

年份

狼种群数量

驼鹿种群数量

1970

10

90

1972

12

115

1974

20

145

1976

25

105

1978

18

95

1980

18

98

A.狼的数量随驼鹿数量的增加而增加

B.狼和驼鹿的数量变化相互没有关系

C.驼鹿数量随狼数量的增加而增加

D.两个种群的数量同时增加或减少

题组二群落演替:

4.(2011·安徽卷,6)某岛屿由海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。

下列叙述不正确的是(  )

A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现

B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替

C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行

D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程

5.下图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化,下列叙述正确的是(多选)(  )

A.甲可表示火灾后森林进行的演替

B.甲的演替速度比乙快、历时短

C.甲中①②处的物种组成相同

D.若气候条件适宜,甲乙均可演替成森林

6.关于演替的说法错误的是(  )

A.演替是群落根本性质发生变化的现象

B.只有群落的结构受到干扰或破坏,才会出现群落的演替

C.演替过程只要不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰,其总的趋势是会导致物种多样性的增加

D.不论是成型的群落还是正在发展形成过程中的群落,演替现象一直存在,它贯穿于整个

7.(2011·江苏卷)我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区,不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果见下表。

下列有关叙述,正确的是(  )。

垂直带

海拔

<1000

1000~2000

2000~2500

2500~

3000

3000~

3500

>3500

植被

类型

热带季

雨林

常绿阔叶林

常绿落叶混

交林

针阔混

交林

针叶林

高寒灌

丛草甸

蝶类种数

349

452

201

136

125

100

A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果

B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征

C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关

D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关

题组三 土壤动物丰富度研究

8.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,正确的有(多选)(  )

招潮蟹类

厚蟹类

沙蚕类

泥螺类

蛤类

物种数

个体总数

物种

个体

总数

物种

个体

总数

物种

个体

总数

物种

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.裸露泥滩的大型底栖动物物种丰富度高于米草群落

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

9.下列关于实验“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法中,不正确的是(  )

A.为了调查不同时间土壤中小动物丰富度,可分别在白天和晚上取同一地块的土样

B.许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度

C.利用小动物的避光避热性,收集样土中的小动物可采用带灯罩的热光源

D.对于无法知道名称的小动物,不可忽略,应记录下它们的特征

题组四 综合题

10.下表是某地区森林群落演替过程中相关量统计,试根据表中数据回答问题:

调查时间

调查项目

1953年

1973年

1984年

1996年

叶面积指数

2.48

6.61

11.28

17.76

光能利用率(%)

20.3

42.3

88.9

95.9

总初级生产量[t/(hm2·a-1)]

17.43

55.50

116.61

150.81

净初级生产量[t/(hm2·a-1)]

1.50

14.52

23.88

26.00

(1)该地区生物群落的演替类型属于__________________________________________,

从数据分析,在演替过程中群落物种丰富度变化趋势是________________。

(2)统计表明随着群落演替的进行,生态系统光能利用率变化与叶面积指数的关系是________________________________________________________________________。

(3)请绘制生产者呼吸量与叶面积指数之间的关系坐标曲线图。

(4)下图是1953~1996年间该生态系统生物量(有机物量)统计图,据图你可以得出的生物量演变规律是______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)在对该地区某时间群落结构进行调查时,可以采用________法对植物丰富度进行调查,同时注意调查不同物种______________情况,以获得群落的垂直结构。

高考真题体验

1.(2012大纲)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[来源:

]

C.豌豆和其根中的根瘤菌D.细菌和其细胞内的噬菌体

2(2012大纲)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木层的水平结构

3(2012福建)科技人员选取某地同一自然条件下三种不同类型的茶园,进行物种丰富度的调查,结果如图。

据图判断正确的是()

A.纯茶园物种变化幅度最小,不易产生暴发性虫害

B.杉茶间作园各物种的种群密度在10月份时最大

C.梨茶间作园的营养结构在6月份时最为复杂

D.人类生产活动不会改变茶园的群落结构“

4(2012海南)关于群落演替的叙述,错误的是

A.人类活动可以影响演替的方向和速度

B.森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单

C.初生演替可发生在从来没有植被分布的地带

D.森林阶段对太阳光的利用比灌木阶段更充分“

5.(2012新课标卷)某草原上生活着鹿、兔、狼和狐等生物,雄鹿有角、雌鹿无角,通常情况下这种鹿的雌雄个体分群活动(生殖季节除外)。

有人提出“鹿角效应”假说解释这种同性聚群现象,即一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者,降低被捕食的风险,回答下列问题:

(1)该草原上的雌鹿群和雄鹿群属于(填“不同”或“同一”)种群

(2)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成了一个(填“种群”、“群落”或“生态系统”)。

(3)为探究“鹿角效应”假说是否成立,某同学用狗(能将抛入流水池中的漂浮物叼回来)、项圈和棍棒做了如下3组实验,甲组同时向流水池中抛出2个相同项圈,乙组同时抛出两个相同棍棒,丙组则同时抛出一个项圈和一个棍棒,记录每次抛出后狗叼回第一个漂浮物的时间。

若丙组平均时间(填“大于”、“等于”或“小于”)其他两组,则实验结果支持该假说。

测试时要求甲、乙、丙3组抛出项圈或棍棒的距离(填“相同”或“不同”),本实验中项圈或棍棒相当于该草原上的。

6.(2012上海)下图代表一定区域中不同物种的分布状况,其中物种多样性最高的是

7.(2012广东)有关土壤动物研究的叙述,正确的是

A.土壤动物群落不存在分层现象

B.土壤动物种间关系主要是互利共生

C.土壤盐碱度不同,土壤动物群落结构有差异

D.随机扫取表层土取样,可以调查土壤小动物类群丰富度

8.(2011·上海单科,19)某类捕食者消耗的猎物数与猎物种群密度的关系如图曲线①,能反映这类捕食者消耗的猎物比例与猎物种群密度关系的曲线是(  )。

A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ

9.(2011·大纲全国卷,4)某校园有一片草坪和一片树林,下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述,正确的是(  )

A.草坪和树林中的动物都具有分层现象

B.草坪和树林中的动物都没有分层现象

C.只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象

D.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

10.(2011·全国卷)某校园有一片草坪和一片树林,下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述,正确的是(  )。

A.草坪和树林中的动物都具有分层现象

B.草坪和树林中的动物都没有分层现象

C.只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象

D.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

11.(2011·海南单科,24)关于群落演替的叙述,错误的是(  )。

A.围湖造田活动对群落演替有影响

B.演替过程中群落的物种组成不断变化

C.次生演替的速度比初生演替的速度快

D.弃耕农田上发生的群落演替是初生演替

12.(2011·安徽卷)某岛屿有海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。

下列叙述不正确的是(  )。

A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现

B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替

C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行

D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程

学案42群落的结构和演替

答案与解析

基础自查

一.群落的结构

1.同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合

各种种群之和=群落,或种群群落

2.物种组成

(1)群落中物种数目的多少。

(2)不同群落丰富度

(3)土壤中小动物类群丰富度的研究。

3.

(1)捕食:

一种生物以另一种生物作为食物。

(2)竞争

①概念:

两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。

②结果:

相互抑制或一方占优势,另一方处劣势甚至灭亡。

(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,彼此有利不同。

不是捕食,捕食必须发生在不同物种生物个体之间,而雌雄螳螂属同一物种。

4.空间结构

(1)垂直结构:

在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象。

(2)水平结构:

受各种因素的影响,不同地段分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别,常呈镶嵌分布。

二、群落的演替

1.概念:

随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。

2.类型

(1)初生演替

①概念:

在一个从来没有被 植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替。

②森林

(2)次生演替

①概念:

在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。

②过程:

3.人类活动对群落演替的影响:

人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。

不一定,还受气候等环境条件的影响。

课堂深化探究

一.群落及其种间关系辨析

1.群落与种群的比较

种群

群落

区别

概念

内涵

一定自然区域内同种生物个体的总和

一定自然区域内各种生物种群的总和

概念

外延

种内关系的研究范围,种群内个体间可进行天然基因交流并拥有一个共同基因库

种间关系的研究范围,由不同种群构成,群落中各物种间因存在“生殖隔离”而无法进行天然基因交流

特征

最重要的特征是种群密度,年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等都影响种群密度

物种丰富度、种间关系、优势种、群落结构(垂直结构和水平结构)、演替(初生演替和次生演替)

联系

群落是占有一定空间的多个生物种群的集合体,这些不同生物种群彼此相互作用,保证群落内的每一个生物种群都比单独存在时更加稳定,群落结构的形成是长期进化的结果,是一个相对稳定的统一整体

2.种间关系的比较

关系名称

数量坐标图

能量关系图

特点

举例

互利共生

相互依存,彼此有利。

如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。

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

地衣;大豆与根瘤菌 

寄生

对寄主有害,对寄生生物有利。

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

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;生存能力相当,如图b。

一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈

牛与羊;农作物与杂草;大草履虫与双小核

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