学年高中生物第3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.docx

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学年高中生物第3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

第二节　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，并可随时间而改变。

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．研究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．通过实验和调查，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：

在同一时间内占据一定空间的相互之间有直接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＝

（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，相互依赖、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妨碍的现象。

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，调节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营养，并对寄主造成危害的现象。

3．群落结构

（1）形成原因：

群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用逐渐形成。

（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提供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．减少或排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能力。

（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）环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一。

（√）

（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，因为它们之间没有直接或间接的依存关系。

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别呢？

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营养物质，腐生是从死的生物体获得营养物质。

[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减少。

③丰富度随海拔高度的增加而减少。

④丰富度随水深度的增加而减少。

（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

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不可能全部死亡

互利

共生

“同生共死”的同步性变化

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养（或饲养）两种生物的实验结果，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．丙实验初期，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。

[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

植物

决

定

动物

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分布特点：

镶嵌分布。

②实例分析：

上图中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。

③影响因素：

地形、光照强度、土壤湿度、土壤盐碱度、人与动物活动等。

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具体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。

特别提醒：

影响不同群落结构的主要因素

1南北水平群落结构差异——温度。

2东西水平群落结构差异——水分。

3高山群落结构差异——温度。

4水域垂直群落结构差异——光照、温度、含氧量。

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）理解生态位应注意的问题

①生态位不仅指生物种群具体的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明这一物种在群落中的营养地位和所起的作用，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复杂。

物种在生物群落或生态系统中都会占据一定的生态位。

②群落中生态位相似的物种要通过竞争相互争夺生态位。

一般来说，生态位互相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情况下才可能发生。

更可能的结果是通过自然选择，生态位发生了分化，从而减少或排除了物种间的竞争，使它们共存下来，如图。

　　　　　　A　　　　　B

A：

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）

缩小或消失，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能力。

1．下图为植物群落生长的分层现象，对此解释不正确的是（　　）

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吸收，增强光合作用，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，获取单位面积的最大产量，D项正确。

]

2．下列关于群落结构的叙述中，正确的是（　　）

A．在垂直方向上，所有群落都有明显的分层现象

B．动物在群落中的垂直分布与植物的分层无关

C．光照强度、动物等不会影响群落的水平结构

D．地形的变化、土壤湿度的差异等因素导致不同的群落水平结构不同

D　[在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象，A错误；动物在群落中的垂直分布与植物的分层有关，植物可以为动物提供食物和栖息空间，B错误；光照强度会影响群落的水平结构，C错误；地形的变化、土壤湿度的差异等因素会导致不同的群落水平结构不同，D正确。

]

统计大型土壤动物

的物种丰富度

实验原理

（1）土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。

（2）许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法和标志重捕法进行调查，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。

特别提醒：

统计大型土壤动物的物种丰富度的实验注意事项

1从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。

2尽可能多地采集小动物。

3对同样营养的土壤，要分多组进行统计比较。

4识别、命名要准确。

5注意安全，远离危险地带，不要破坏当地环境。

1．下列关于“统计土壤动物的物种丰富度”实验的相关叙述中，错误的是

（　　）

A．许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，适于用样方法或标志重捕法进行调查

B．该实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　[有较强的活动能力的土壤动物，不适于用样方法；身体微小的动物，也不适于用标志重捕法。

进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。

]

2．土壤动物是指一生或一生中某个阶段在土壤中生活，并对土壤产生一定影响的动物。

研究土壤中小动物类群丰富度时（　　）

A．对身体微小的动物用样方法进行调查，对活动能力强的则用标志重捕法

B．对于个体较大、种群数量有限的群落，可直接数出样地中各种群的个体数目

C．采集所取土壤样本中的小动物时，可利用其趋光、趋热的特性对其进行诱捕

D．对于肉眼难以识别的小动物，因无法知道其名称，可以将其放生而不做记录

B　[对有较强活动能力、身体微小的土壤动物常用取样器取样的方法进行采集，A错误；对于个体较大、种群个体数量有限的群落可直接数出样地中各种群的个体数目，B正确；采集所取土壤样本中的小动物时，可利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集，C错误；对于不知道名称、肉眼难以识别的小动物不能忽略不计，而应如实记录，这样实验结果才可靠，D错误。

]

1．2017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现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现了许多奇异的生物，包括海葵、海蟹、管虫、蠕虫、硫细菌、嗜热古细菌等许多生物。

“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；种群是一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和的光，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　[根据题干信息“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和的光，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，相互依赖，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．决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　[决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．下列关于土壤动物丰富度的统计的叙述，不正确的是（　　）

A．同一地域内不同时间段的大型土壤动物的丰富度是不同的

B．不同地域内同一时间段大型土壤动物的丰富度是不同的

C．同一地域内不同时间段的大型土壤动物的丰富度是相同的

D．一般在林下或落叶及腐殖质较为丰富的地方大型土壤动物较多

C　[同一地域内不同时间段的环境条件会发生变化，所以大型土壤动物的丰富度也会发生改变。

]

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。

①　　　　　②　　　　　③

（1）判断A～C3组生物对应的示意图。

A：

________，B：

________，C：

________。

（2）造成图②现象的原因：

______________________________。

（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的变化曲线代表的是________（填“种群”或“群落”，后同）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。

[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能力相当的两种生物，属于竞争关系，对应图②；狐与兔属于捕食关系，兔的波动变化在前，狐的波动变化在后，对应图①。

（2）造成图②现象的原因是二者争夺相同的资源，且生存能力相当。

（3）若b死亡，图①表示捕食关系，对a（捕食者）不利；图②表示竞争关系，对a有

利；图③表示互利共生关系，对a不利。

（4）若狐死亡，短时间内，将有利于兔的增长，但受食物、空间限制，种内斗争会加剧，又会导致免的数量下降。

（5）种群水平上研究的是种内关系，而群落水平上研究的是种间关系。

[答案]　

（1）③　②　①　

（2）二者争夺同一资源，且生存能力相当　（3）②　（4）先增加后减少，然后趋于稳定　（5）种群　群落

[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能力。

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。

[教材课上思考答案]

[边做边学]统计大型土壤动物的物种丰富度

1．影响大型土壤动物的物种丰富度的生态因子有水分、温度、光照和土壤中腐殖质的含量。

大多数大型土壤动物如蚯蚓、蜈蚣、马陆等喜欢生活在阴暗、潮湿且腐殖质丰富的环境中，而有些大型土壤动物如蚂蚁和蜘蛛则喜欢生活在相对干燥的环境中。

2．略。

[积极思维]分析两种草履虫之间的竞争现象

单独培养时影响两种草履虫种群个体数量发生变化的原因主要是种内斗争加剧；混合培养时影响两种草履虫种群个体数量发生变化的原因主要是两种草履虫之间发生竞争。

不论是单独培养还是混合培养，影响种群个体数量发生变化的非生物因素都是生存空间、食物等。

[边做边学]调查池塘生物群落的构成

生物与环境共同进化，相互选择，相互适应。

这种适应体现在时间上是生物与环境的共同进化，体现在空间上是具有一定的空间结构。

[教材课后习题答案]

[评价指南]

一、单项选择题

1．B　2.A　3.C　4.D　5.A

二、技能增进题

捕食者和被捕食者的种群数量之间呈现一定程度的周期性波动现象，且在数量上具有“被捕食者先增加先减少，捕食者后增加后减少”的不同步变化。