高中生物群落的结构和演替教案高三生物.docx

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高中生物群落的结构和演替教案高三生物

第2讲　群落的结构和演替

群落的结构特征（Ⅰ）　群落的演替（Ⅰ）　实验：

土壤中小动物类群丰富度的研究

知识点一　群落的概念及特征

1．概念

同一时间内聚集在一定区域中①________的集合。

强调该区域中②________生物，包括全部植物、动物、③________

2．物种组成

（1）丰富度：

群落中④________数目的多少

（2）特点：

不同群落的⑤________不同

（3）探究实验：

土壤中小动物类群丰富度的研究

3．种间关系

（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⑥________，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，⑦________

　想一想：

群落有哪些基本特征？

知识点二　群落的空间结构

1．概念

指群落中⑧________分别占据不同的空间

2．垂直结构

大多数群落具有明显的⑨________现象

影响植物分层的主要因素是________，山上山下和南北地区植被不同的主要影响因素是⑪________，植被东西分布不同的主要影响因素是⑫____

影响森林中动物分层的主要因素是⑬________和⑭________

3．水平结构

在水平方向上，由于⑮________、地形、⑯________和盐碱度、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段分布着不同的⑰________，同一地段上种群密度也有差别，常呈⑱________分布

知识点三　群落的演替

1．概念

随着时间的推移，一个群落被⑲________代替的过程

2．类型

（1）⑳________：

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。

例如：

发生在裸岩上的演替

（2）________：

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________的地方发生的演替。

例如：

火灾过后的草原

3．人类活动对群落演替的影响：

使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行

　议一议：

在群落演替过程中，新的物种定居后，原来的物种是否还能存在？

连一连

①捕食　　　a．T2噬菌体与大肠杆菌

②竞争b．狼和兔

③寄生c．根瘤菌与大豆

④互利共生d．草原上的羊和牛

判一判

1．池塘中全部的鱼、植物和微生物构成群落（　　）。

2．不同群落中物种丰富度不同，一般说来，越靠近热带地区，物种丰富度越高（　　）。

3．同一物种之间的大鱼吃小鱼不叫捕食，而是种内斗争，捕食必须是不同物种之间的关系（　　）。

4．如果时间允许，弃耕的农田总能形成森林（　　）。

5．动物群落的演替与光照条件无关（　　）。

6．西北干旱地区的典型草原最终能演替成森林（　　）。

7．冰川泥地和弃耕农田的演替都是次生演替（　　）。

自我校对：

①各种生物种群　②全部　③微生物　④物种　⑤丰富度　⑥体表　⑦彼此有利　⑧各个生物种群　⑨分层　⑩阳光　⑪温度　⑫水　⑬食物

⑭栖息空间　⑮光照强度　⑯土壤湿度　⑰种群　⑱镶嵌　⑲另一个群落　⑳初生演替　次生演替　繁殖体

想一想：

群落的基本特征有：

①物种的丰富度，②优势种，③种间关系，④空间结构等。

议一议：

能。

在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代而不是“取而代之”。

连一连：

①－b　②－d　③－a　④－c

判一判：

1.×　2.√　3.√　4.×　5.×　6.×　7.×

提示　1.群落包括该环境中的全部动物、植物和微生物，不只是全部鱼，还包括其他动物。

4.森林形成必须有适宜的气候条件。

5.光影响动物的形态结构和生活习性。

7.冰川泥地演替属于初生演替。

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，稳定的统一整体

2.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

互　利　共　生

相互依存，彼此有利。

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，噬

菌体与

被侵染

的细菌

续表

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，则如图b。

ab起点相同，为同一营养级

牛与

羊；农

作物

与杂

草

捕　　食

一种生物以另一种生物为食，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。

ab起点不相同，两种生物数量（能量）存在差异，分别位于不同的营养级

狼与

兔；青

蛙与

昆虫

　提醒　

（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。

★　高考对本考点考查着重于群落的内涵、外延。

群落的种间关系及实例，群落的物种组成与优势种等，题型以选择题为主。

【典例1】

如图表示甲、乙、丙三个种群

生物对同种食物不同大小个体的捕食比例，下列说法正确的是（　　）。

A．据曲线的变化趋势可知，乙以甲为食、丙以乙为食

B．甲与乙、乙与丙之间存在竞争关系，甲与丙之间不存在竞争关系

C．某地区仅有该种类食物存在时，乙种群最可能保持数量的基本稳定

D．图示捕食状况是长期自然选择的结果，故不再发生变化

破题关键

解析　根据坐标图中横、纵坐标轴的含义可知，图示不能说明甲、乙、丙之间是否存在捕食关系，A项错。

据图可知，甲与乙、乙与丙具有相同的食物来源，故甲与乙、乙与丙之间存在竞争关系；甲与丙没有相同的食物来源，但可能会在生存空间或其他生活资源方面存在竞争，B项错。

取食范围越广，生物适应环境的能力就越强，数量就越稳定，C项正确。

图示捕食状况是三个种群在长期自然选择中适应环境的结果，但生物生存的环境不断变化，生物本身的遗传特性也不断改变，故捕食特点也会不断变化，D项错。

答案　C

【训练1】

（2012·河南三市调研）下列图是科学家研究种间关系的实验结果，请据图回答问题。

（1）图1中在4～10d时，混合培养时双小核草履虫数量低于单独培养时的原因是________________________________________________________________________，

16d后大草履虫数量下降变为0的原因是________________________________________________________________________。

（2）图2中两种草履虫混合培养的最终结果是________________________________________________________________________。

研究发现，混合培养时，大草履虫多生活于培养试管的中、上部，而袋状草履虫生活于底部，其分布体现了群落的________结构。

（3）图中影响草履虫各种群数量变化的直接因素是________________________________________________________________________。

解析　

（1）由图1可以看出，单独培养时，大草履虫和双小核草履虫的数量在一定范围内不断增长，并最终达到稳定；混合培养时，大草履虫的数量开始时上升，一段时间后开始下降并最终变为零，而双小核草履虫的数量先上升最后达到稳定，但没有单独培养时上升得快，说明两种草履虫之间为竞争关系，具体表现为对食物和空间等的竞争，竞争的结果是大草履虫被淘汰。

（2）由图2可以看出，大草履虫和袋状草履虫混合培养，二者的数量都能达到最大值并保持稳定，说明两种群可以共存；两种草履虫在试管中的分布体现了群落的垂直结构。

（3）出生率和死亡率、迁入率和迁出率是影响种群数量变化的直接因素，但本实验在人工培养条件下进行，没有迁入和迁出现象发生。

答案　

（1）混合培养时，两种草履虫生活习性相似，导致对食物和空间等的竞争　随着两种草履虫数量的增加，竞争加剧，大草履虫在竞争中处于劣势，最终因无法获取食物而死亡　

（2）两种群共存　垂直　（3）出生率和死亡率

群落的结构及演替

一、群落的结构

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现象。

植物的分层现象主要与光照强度有关，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多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有类似的分层现象。

（2）水平结构

在水平方向上由于光照强度、地形、盐碱度和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。

2．群落结构形成的原因及意义

（1）原因：

群落结构与环境中生态因素有关，群落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：

生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。

二、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

从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方

原有植被虽已不存在，但土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方

基质与环境条件

无有机质和生命胚种

有大量有机质和生命胚种

时间

经历的时间长

经历时间短

续表

速度

缓慢

较快

影响因素

自然因素

人类活动较为关键

实例

裸岩、沙丘、冰丘泥和湖底的演替

弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替

2.群落演替的原因

（1）生物与环境共同进化的必然结果。

（2）自然因素的影响。

如火山爆发、森林火灾等。

（3）人类活动的影响。

如毁林开荒、围湖造田以及对自然资源的过度开发、环境污染等。

3．群落演替的方向

（1）自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。

（2）最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。

如在干旱的荒漠地区很难形成森林。

①群落的演替是优势取代而不是完全地取而代之。

②群落演替存在顶极群落。

顶极群落主要由平均温度和年降雨量所决定的，如在高温高湿的气候条件下，顶极群落是热带雨林；在低温高湿的气候条件下，顶极群落是北方针叶林；在中温中湿的条件下，顶极群落是温带草原；在低温低湿条件下，顶极群落是苔原；在极端缺水的条件下，顶极群落是沙漠（演替所达到的最终平衡状态叫顶极群落）。

★　群落的结构、群落演替的概念、群落演替的两种类型和人类活动对群落演替的影响都是高考中常考的内容。

对这部分内容的考查主要以选择题的形式出现。

试题一般注重基础知识的考查，难度不大。

【典例2】

（2012·海南单科，17）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

解析　本题考查的是群落演替的相关知识。

人类的活动可影响群落演替的方向，并能影响演替的速度。

森林群落垂直结构比灌木群落要复杂，生活在其中的动物分层也比灌木阶段复杂（多了栖居在乔木层的动物）。

初生演替指的是在一个从来没有被植物覆盖的地方，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。

森林阶段垂直结构层次明显，各种植物对太阳光的利用比灌木阶段要高。

答案　B

【训练2】

（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

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

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

解析　不同垂直带的植被类型差异是气候不同引起的结果，所以A选项错误；各个群落的空间结构特征都是包括垂直结构和水平结构，所以B选项错误；蝶类由于食物的原因分布是与植被类型有关的，所以C选项错误。

答案　D

规避2个易错点

易错点1　种间关系，错综复杂，稍不慎则易错失分

　点　拨　

（1）“大鱼吃小鱼”不一定是捕食。

大鱼吃小鱼均有利于种群的生存和繁衍。

（2）寄生和共生都是两种生物生活在一起，主要区别看对一方有利对另一方有害（寄生）还是对双方都有利（共生）。

（3）要正确区别竞争和捕食的关系：

①竞争是不同种生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争，并不以直接获得食物为目的。

②捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，用以维持自身的生存。

反例：

一种生物以非生物为食，如牛饮水不是捕食。

（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；09年江苏卷中人吃玉米籽粒，而牛吃秸秆等。

易错点2　几种种间关系曲线容易混淆

　点　拨　

（1）互利共生曲线——同步性变化（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。

纠错演练

1．（2012·潍坊模拟）以下关于群落及其演替的说法，正确的是（　　）。

A．群落演替的结果是一定能形成森林

B．群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化

C．大鱼吃同种小鱼是群落中的捕食关系

D．群落演替过程中其结构越来越复杂

解析　群落演替的结果是由该群落所处的环境条件决定的，故A错误。

在群落的演替过程中，生物的种类和数量在不断变化，其结构越来越复杂，种群的基因频率也在变化，故B错误、D正确。

捕食属于种间关系，大鱼吃同种小鱼为种内斗争，故C错误。

答案　D

2．（经典题）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________________________________________________________________________。

解析　本题主要考查的是对种间关系有关知识的理解掌握和运用的情况。

根据图形分析，一般来说互利共生是两种生物的数量变化一致；捕食是两种生物一种增多（减少），另一种亦随着增多（减少）；竞争是两种生物一种数量增多，另一种生物大量减少或死亡；寄生可能使宿主数量减少但不可能使宿主全部死亡。

答案　

（1）③　②　①　④

（2）食物竞争，使一种（大）草履虫死亡（饿死）

（3）寄生关系不可能使宿主全部死亡

（4）②和④　（5）狐死亡，兔先增加（失去天敌）后减少（受草制约），最后趋于稳定

土壤中小动物类群丰富度的研究

1．实验原理

（1）土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小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或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：

①记名计算法：

指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。

②目测估计法：

按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。

等级的划分和表示方法有：

“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。

2．实验流程

提出问题

制订计划

得出结论：

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。

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

3．基本技术要求

（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。

知识归纳

★★　本考点在高考中命题角度着重于土壤中小动物类群丰富度的调查方法、计数方法及小动物的收集方法等，题型以非选择题为主。

【典例】

（2012·福建理综，3）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，结果如下图。

据图判断正确的是（　　）。

A．纯茶园物种数变化幅度最小，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

解析　此题综合考查考生的读图、析图能力。

由图可知，三种茶园中纯茶园物种数最少，营养结构最简单，抵抗力稳定性最差，易产生暴发性虫害，A错误；题图只表明10月份杉茶间作园物种数最多，但无法得知各物种的种群密度大小，B错误；图中显示梨茶间作园在6月份时物种数最多，此时营养结构最复杂，C正确；人类的生产活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，D错误。

答案　C

【训练】

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

解析　由图可知，A装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集，其中的花盆壁C和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于小动物的采集，而不是空气流通；B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集，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，也可以放到试管中。

答案　A

群落的特征和结构

1.（2012·全国，3）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

解析　本题考查种间关系等知识。

农田生态系统中，豌豆和杂草都是生产者，因争夺阳光、水和矿质元素等共同资源而形成竞争关系，选项B符合题意。

田鼠和杂草属于捕食关系，豌豆和其根中的根瘤菌属于互利共生关系，细菌和其细胞内的噬菌体属于寄生关系，故选项A、C、D均不符合题意。

答案　B

2．（2012·全国，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

解析　本题主要考查群落结构的相关知识。

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。

答案　D

3．（2012·广东理综，4）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

解析　本题主要考查生物群落结构的相关知识。

由于土壤动物的生活习性不同，所以不同深度的土层分布的动物种类有所不同，体现了土壤动物群落结构的分层现象，A错误；土壤动物的种间关系主要体现为捕食和竞争关系，B错误；土壤的盐碱度不同，生活的土壤动物种类也不同，体现了土壤动物群落的水平结构，C正确；调查土壤动物类群丰富度应该用取样器取样法采集不同土层的动物类群，D错误。

答案　C

群落演替

4.（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

解析　弃耕农田上发生的群落演替是次生演替，演替过程中，优势种在不断变化，故群落的物种组成不断变化；次生演替的速度较初生演替的快；包括围湖造田在内的人类活动均影响群落的演替过程。

答案　D

5．（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

解析　考查群落的结构演替以及人类活动对群落演替的影响。

B选项不正确：

发生于火山、冰川泥以及沙丘的演替是初生演替。

此演替已到了森林阶段一定经过很长时间。

人类的活动会使演替不同于自然演替的方向和速度进行。

不同地段上的差异属于水平结构，空间上的垂直分布属于垂直结构。

答案　B

（时间：

45分钟