2024-2025学年高中生物第三章生物群落的演替第2节生物群落的构成学案苏教版必修3

PAGE10-其次节生物群落的构成学习目标核心素养1.描述群落具有垂直结构和水平结构等特征，并可随时间而变更。2．分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点。3．探讨土壤中动物类群的丰富度。1.通过比较，结合曲线图等模型理解群落的概念，不同的种间关系。2．通过实例，理解群落的水平结构和垂直结构。3．通过试验和调查，了解土壤动物物种丰富度的统计方法，理解生物群落的构成。1．生物群落(1)概念：在同一时间内占据肯定空间的相互之间有干脆或间接联系的各种生物种群的集合。(2)群落多样性的基础及表现①表现：群落由一些动物、植物和微生物种群组成。②群落多样性的基础：一个群落中物种的数目和每个种群的个体数量。(3)物种丰富度①概念：一个群落或生态系统中物种数目的多少。②计算公式：D＝eq\f(S,lnA)(S：物种数目；A：样地面积；D：物种丰富度指数)，多用于群落的野外调查。2．生物群落中的种间关系(1)互利共生：两个种群生活在一起，相互依靠、相互得益的关系，如根瘤菌与豆科植物。(2)竞争：生活在同一区域的两种或两种以上生物争夺同一资源而产生相互阻碍的现象。竞争的资源可能是食物、水分、空间，也可能是阳光、无机盐等。(3)捕食：一种生物取食另一种生物的种间关系。捕食者和被捕食者的种群个体数量变动往往存在着相互制约的反馈关系，调整着捕食者和被捕食者的种群数量。(4)寄生：一种生物(寄生者)以另一种生物(寄主)的体液、组织或已消化的物质为养分，并对寄主造成危害的现象。3．群落结构(1)形成缘由：群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用渐渐形成。(2)类型①垂直结构：主要指群落的分层现象。a．植物由高到低依次分为乔木层、灌木层、草本层等层次。b．动物的分层与不同层次供应的食物和栖息环境有关。②水平结构a．概念：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。b．特点：种群呈现局部范围内的片状分布，如植物群落水平结构的主要特征是具有镶嵌性。(3)生态位①概念：指自然生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系。②意义：生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。a．削减或解除了物种间的相互竞争而共存下来。b．提高了生物利用环境资源的实力。(1)池塘中全部的鱼、植物和微生物构成群落。 (×)提示：群落包括该环境中的全部动物、植物和微生物，即不只是全部的鱼，还包括其他动物。(2)环境条件分布不匀称是形成群落水平结构的缘由之一。 (√)(3)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。 (×)提示：草坪中的动物也有分层现象。(4)群落强调各种生物种群的集合，其中包括各种动物、植物和微生物。 (√)(5)谚语“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是共生。 (×)提示：反映的是竞争关系。生物群落及群落中的种间关系[问题探究]1．集市上的白菜、萝卜等植物，鸡、兔等动物以及蘑菇、木耳等微生物能构成一个群落吗？为什么？提示：不能，因为它们之间没有干脆或间接的依存关系。2．你了解地衣吗？知道根瘤菌与豆科植物的关系吗？寄生和腐生有哪些区分呢？提示：地衣是真菌和藻类植物的共生体；互利共生；寄生是从活的生物体内获得养分物质，腐生是从死的生物体获得养分物质。[讲解归纳]1．物种丰富度(1)概念：物种丰富度是指一个群落或生态系统中物种数目的多少。(2)特点：①生物群落的生态环境越优越，组成群落的物种越丰富。②丰富度随纬度的增加而削减。③丰富度随海拔高度的增加而削减。④丰富度随水深度的增加而削减。(3)生态学上有多种测定物种丰富度的方法。例如，常用物种丰富度指数来表示某一地域中的物种丰富度，计算公式如下：D＝S/lnA(S表示物种数目，A表示样地面积，D表示物种丰富度指数)。2．群落的种间关系类型曲线图例箭头图例种间关系特点捕食“先增加者先削减”的非同步性变更，且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者竞争c代表共同的生活条件，结局一般有二：一是a取代b，二是a、b两种群个体间形成平衡，相互抑制寄生寄生种群a得利，寄主种群b受害；寄主b不行能全部死亡互利共生“同生共死”的同步性变更特殊提示：几种种间关系曲线的推断1互利共生曲线——同步性变更。2捕食曲线——不同步性变更的此消彼长不会导致某种生物灭亡。3竞争曲线——看最终结果，若一种数量增加，另一种下降甚至为零，或者是题干中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争关系，竞争激烈程度取决于空间、食物重叠的范围。4同种生物之间不会出现种间关系。1．下列关于物种“丰富度”的说法，正确的是()A．一个池塘中鲫鱼的种群密度大于鲤鱼的种群密度，则此池塘中鲫鱼的物种丰富度高于鲤鱼B．甲池塘中鲫鱼的种群数目多于乙池塘，则甲池塘中鲫鱼的物种丰富度高于乙池塘C．一片森林中的物种数目多于一片草原，则该森林的物种丰富度高于该草原D．不同的群落，物种丰富度是定值C[物种丰富度指的是群落中物种数目的多少，与种群数量、种群密度无关，A、B错误，C正确。不同群落的丰富度是不同的，D错误。]2．下图中甲、乙、丙分别表示在有限空间内培育(或饲养)两种生物的试验结果，下列相关叙述错误的是()甲乙丙A．豆科植物与根瘤菌的种群数量变更关系如图甲所示B．噬菌体与细菌的种群数量变更关系如图乙所示C．甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系D．丙试验初期，种内互助与种间斗争并存，后期X的种内斗争加剧B[由图可知，甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系的曲线。豆科植物与根瘤菌是互利共生关系；噬菌体与细菌为寄生关系，而不是捕食关系。]群落的结构[问题探究]某竹林中的箭竹凹凸错落有致，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。竹林中的全部箭竹为同一物种，由于生长的阶段不同而凹凸不同，所属范畴为种群，而非群落。[讲解归纳]1．群落的结构分析(1)垂直结构①B处的结构分析如下②C处的结构分析：由于不同光质的波长不同，所含有的能量不同，穿透力不同，导致了不同藻类的垂直分布。(2)水平结构①群落的水平结构特征主要表现为镶嵌分布。镶嵌分布表明植物种类在水平方向上的不匀称配置，它使群落在外形上表现出困难的斑块性。②群落镶嵌分布形成的缘由主要是群落内部环境因子的不匀称性。2．群落结构的形成及意义(1)形成：生物群落的垂直结构与水平结构的详细表现都是在长期自然选择的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。特殊提示：垂直结构与水平结构垂直结构的分层现象是由生物体本身的活动空间的高度造成的；水平结构的分段是由环境的光、热、水及地形等条件对生物的选择造成的。垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布的差异。3．生态位(1)概念：生态位是指自然生态系统中，一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系。(2)理解生态位应留意的问题①生态位不仅指生物种群详细的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明这一物种在群落中的养分地位和所起的作用，所需的物理和生物条件，如温度、湿度、pH等。所以生态位远比栖息地困难。物种在生物群落或生态系统中都会占据肯定的生态位。②群落中生态位相像的物种要通过竞争相互争夺生态位。一般来说，生态位相互重叠的物种之间竞争尤为激烈。激烈竞争的结果，可能是其中一个物种趋于绝灭，但是这种现象是较少发生的，只有在外力(如人力)介入或新物种侵入的状况下才可能发生。更可能的结果是通过自然选择，生态位发生了分化，从而削减或解除了物种间的竞争，使它们共存下来，如图。ABA：两个生态位有重叠的物种，重叠部分(c)B：经过自然选择生态位分化，重叠部分(c)缩小或消逝，两物种相安无事(3)生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。群落结构的形成是自然选择的结果。生态位的分化是群落垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的实力。1．下图为植物群落生长的分层现象，对此说明不正确的是()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．确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．在农业生产中，可以充分利用这一现象，合理搭配种植的品种C[植物分层现象是植物与环境相互作用的结果，这样可以充分利用光照等环境资源，A项正确；影响植物分层的因素除光照外，还有温度、湿度等其他因素，B项正确；合理密植能充分利用土地，有效利用光能，同时也可以增加对二氧化碳的汲取，增加光合作用，不是依据植物的分层现象，C项错误；依据植物分层现象可以进行间作套种，获得单位面积的最大产量，D项正确。]物分层现象可以进行间作套种，获得单位面积的最大产量，D项正确。]2．生物种群在群落中的生活方式和它们在时间和空间上占有的地位称为生态位。下列叙述错误的是()A．生态位属于种群的空间特征B．不同种群的生态位不会完全相同C．生态位重叠越多的物种竞争也就越激烈D．生态位的形成是长期自然选择的结果A[依据题意可知：生物种群在群落中的生活方式和它们在时间和空间上占有的地位称为生态位。如：一个动物的生态位是指它在生物环境中的地位，指它与食物和天敌的关系，不属于种群的空间特征，A错误；一个种群的生态位，是按其食物和生境来确定的，任何两个种群一般不能处于同一生态位，B正确；生物群落中，多个物种取食相同食物的现象就是生态位重叠的一种表现，生态位重叠越多的物种竞争也就越激烈，C正确；生态位的形成是长期自然选择的结果，D正确。]统计大型土壤动物的物种丰富度试验原理(1)土壤不仅为植物供应水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。(2)很多土壤动物有较强的活动实力，而且身体微小，因此不适于用样方法和标记重捕法进行调查，常用取样器取样法进行采集、调查。(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。特殊提示：进行土壤动物的物种丰富度的探讨时，不适于用标记重捕法的缘由：标记重捕法主要用于探讨种群密度，是在种群水平上探讨动物数量特征的，而物种丰富度是从群落水平上探讨物种数目的，且土壤动物有较强的活动实力，而且身体微小。1．下列关于“统计土壤动物的物种丰富度”试验的相关叙述中，错误的是()A．很多土壤动物有较强的活动实力，而且身体微小，适于用样方法或标记重捕法进行调查B．该试验调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度C．样土塑料袋上应标明取样的地点和时间D．可设计数据收集和统计表，分析所收集的数据A[有较强的活动实力的土壤动物，不适于用样方法；身体微小的动物，也不适于用标记重捕法。进行这类探讨时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。]2．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别收集装置中最合理的是()ABCDA[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意有光和高温两个条件。][课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.群落中物种数目的多少称为丰富度。2.常见的种间关系有捕食、寄生、竞争和互利共生等。3.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，森林、草原、湖泊等生态系统都存在垂直结构和水平结构。4.群落结构的形成是自然选择的结果。5.生态位的分化是群落空间结构的基础，提高了生物利用环境资源的实力。6.高山植物的垂直分布主要与温度有关。7.水生动物的分层与阳光、温度、食物和含氧量等有关。1．2024年4月，中国“蛟龙”号载人潜水器在西北印度洋卡尔斯脊热区发觉27处“海底黑烟囱”(海底富含硫化物的高温热液活动区，其热液喷出时形似“黑烟”)。曾经认为是生命禁区的地方也发觉了很多奇异的生物，包括海葵、海蟹、管虫、蠕虫、硫细菌、嗜热古细菌等很多生物。“海底黑烟囱”中的全部生物构成()A．生物圈 B．生态系统C．群落 D．种群C[在一个区域内的全部生物构成一个群落，C正确；生物圈是最大的生态系统，A错误；生态系统还包括非生物的物质和能量，B错误；种群是肯定区域内的同种生物，D错误。]2．松球鱼身体表面会产生一种特殊的黏液，而发光细菌乐于生活在这种黏液上并发出柔软的光，引诱其他生物靠近，有利于松球鱼捕获猎物。松球鱼和发光细菌之间的关系是()A．竞争 B．寄生C．捕食 D．互利共生D[依据题干信息“松球鱼身体表面会产生一种特殊的黏液，而发光细菌乐于生活在这种黏液上并发出柔软的光，引诱其他生物靠近，有利于松球鱼捕获猎物”可知，松球鱼和发光细菌共同生活在一起，相互依靠，彼此有利，属于互利共生。]3．下列有关植物群落垂直分层现象的描述，错误的是()A．确定这种现象的环境因素主要是光照强度B．该现象的形成是生物群落与环境相互作用的结果C．种植高粱时要合理密植，便是因为群落存在垂直分层现象D．在农业生产上，玉米和大豆间行种植便是利用了这一原理C[确定植物垂直分层的环境因素主要是光照强度，A正确；该现象的形成是生物群落与环境相互作用的结果，B正确；种植的高粱是同一种生物，属于种群，而垂直分层属于群落的空间结构，C错误；在农业生产上，玉米和大豆间行种植便是利用了群落垂直分层现象原理，D正确。]4．如图是“土壤中小动物类群丰富度的探讨”试验中常用的两种装置，下列有关叙述不正确的是()ABA．A装置主要是利用土壤动物趋光、趋湿、避高温的习性采集B．B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集C．A装置的花盆壁C和放在其中的土壤之间要留肯定空隙，目的是便于空气流通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A[A装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性来进行采集的，A错误；B装置更为简易，通常用于对体型较小的土壤动物进行采集，B正确；A装置的花盆壁C和放在其中的土壤之间要留有肯定空隙，目的是便于空气流通，以保证土壤小动物的有氧呼吸，C正确；用B装置采集到的土壤动物，可以放入体积分数为70%的酒精溶液中保存，便于计数和视察，D正确。]5．如图所示为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，请据图回答问题。①②③(1)推断A～C3组生物对应的示意图。A：________，B：________，C：________。(2)造成图②现象的缘由：_____________________________________________________。(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的变更曲线代表的是________(填“种群”或“群落”，后同)水平上的探讨；a和b之间关系的变更则是在________水平上的探讨。[解析](1)根瘤菌与豆科植物属于互利共生关系，二者互惠互利，数量曲线波动近似平行，对应图③；农作物与杂草是生存实力相当的两种生物，属于竞争关系，对应图②；狐与兔属于捕食关系，兔的波动变更在前，狐的波动变更在后，对应图①。(2)造成图②现象的缘由是二者