2.1群落的结构课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

2.1 群落的结构 种群水平上的研究重点在于种群的数量动态，包括种群密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别比例等，群落水平上研究的问题有哪些？ 范围和边界、物种组成和优势种、生态位、种间关系、群落的空间结构、群落的演替 *研究种群是研究群落的基础； 稻田中生活着多种底栖动物。在稻田中饲养中华绒螯蟹(俗称“河蟹”)，由于河蟹喜食底栖动物和杂草，底栖动物和杂草都会减少。同时，河蟹的爬行能起到松动田泥的作用，因而有利于水稻的生长。 1.河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的? 河蟹捕食底栖动物，它们之间存在捕食关系； 河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物，因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争； 2.提高河蟹的种群密度，稻田中其他动物种群会发生怎样的变化? 河蟹会吃掉更多的底栖动物和杂草，导致底栖动物等的数量减少； 河蟹的爬行活动对田泥有松动作用，可以改善田泥的土壤肥力而有利于水稻的生长，可能会引起以水稻为食物的其他动物的数量增加 问题探讨： 1. 定义： 在相同时间聚集在一定地域中 的集合。 一、（生物）群落： 注意： ①一个群落必须包括该地域全部的生物; ② 群落不是生物的简单集合（随机聚集），而是通过复杂的种间关系，形成一个有机整体； 各种生物种群 2.群落的形成是不同物种协同进化的结果。 1. 研究意义 二、物种组成： 区别不同群落的重要特征 决定群落性质的最重要因素 2. 衡量指标—— 物种丰富度 （1）定义： 一个群落中的____________，称为物种丰富度； 物种数目 （2）我国森林群落特点： 越靠近热带地区，____________内的物种越_________ 单位面积 丰富 *一般情况下，不同群落丰富度不同； 一般情况下，海拔越高，群落的丰富度越低； 2. 衡量指标—— 物种丰富度 （3）优势种： 在群落中，有些物种不仅_____________，它们对群落中其他物种的______________，往往_____________； （4）常见种： 一些物种虽然在群落中比较______，但对其他物种的_____________，它们就_____________。 常见 影响不大 数量很多 影响也很大 占据优势 不占优势 某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等，为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系，研究将草原划分为不同区域进行研究，两年后的结果如表所示： 1.分析资料，一个群落的优势种和物种丰富度是固定不变的吗？ 群落中的组成不是固定不变的：随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势，原来占优势的物种可能逐渐变得有优势； 2.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度？ 轻度放牧 3.这给畜牧业生产有什么启示？ 控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要； 2. 衡量指标—— 物种丰富度 （3）优势种： 在群落中，有些物种不仅_____________，它们对群落中其他物种的______________，往往_____________； （4）常见种： 一些物种虽然在群落中比较______，但对其他物种的_____________，它们就_____________。 常见 影响不大 数量很多 影响也很大 占据优势 不占优势 p.s. · 群落中的物种组成不是固定不变的，随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势，原来占优势的物种可能逐渐变得有优势； ·控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。 三、种间关系： 原始合作（互惠） 互利共生 寄生 种间竞争 捕食 种间关系 （一）原始合作（互惠）： 1. 定义： 都受益 也能独立生活 两种生物共同生活在一起时，双方__________，但是分开后，各自_______________________； 2. 举例： 海葵与寄居蟹 3.数量坐标图和营养关系图： （二）互利共生： 1. 定义： 两种生物长期____________________，__________，__________； 共同生活在一起 相互依存 彼此有利 2. 举例： 豆科植物和根瘤菌 地衣（藻类与真菌共生体） 地衣: 形态结构与功能 地衣 = 藻类 + 真菌 有机物 水分、无机盐 真菌菌丝 藻类 繁殖单位 真菌的子实体 藻类 细胞 真菌菌丝 （二）互利共生： 3.数量坐标图和营养关系图： 二者一般不能独立生存 （三）寄生： 1. 定义： 组织 一种生物从另一种生物(宿主）的_______、______或_______________中_____________并通常对宿主_____________的现象； 2. 举例： 马蛔虫和马 已消化的物质 获取营养 产生危害 寄主受害，寄生者受益，分开对寄生者不利。 体液 *宿主的个体数有可能减少，有可能不变； 一般情况下，宿主的个体数不会变为零； 体表寄生 体内寄生 【思考】寄生与捕食的主要区别是什么？ 捕食中的被捕食者将被杀死或造成身体器官的明显残缺，寄生中的寄主不会出现这些变化。（捕食致伤致残甚至致死，寄生只致病） 3. 营养关系图： （四）种间竞争： 1. 定义： 两种 更多种 _______或________生物共同利用______的___________和______而产生的____________的现象； 2. 举例： 同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗 3.结果： 同样 有限资源 空间 相互排斥 ①一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡，即呈现“你死我活”的变化； ②相互抑制，呈现“此消彼长”的变化； 4.数量坐标图和营养关系图： 生存能力不同 生存能力相同 注意: 竞争激烈程度取决于空间， 食物重叠的范围。 （五）捕食： 1. 定义： 一种生物以另一种生物为食的现象。 2. 举例： 翠鸟捕鱼 被捕食者一般数量峰值高；且先增加，先减少。 3. 数量坐标图和营养关系图： 1.红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响? 红尾鸲和鹟的食性比较相似，种间竞争导致两个种群的分布范围缩小，甚至错开。 思考·讨论 分析种间关系对群落的影响 海星与藤壶、贻贝、帽贝和石鳖四种动物存在捕食关系，后四种动物以水中的浮游生物、腐殖质等为食，彼此存在种间竞争关系；自然状态下，这五种生物可以共存，但在人为去除捕食者——海星之后， 藤壶、贻贝、帽贝和石鳖之间主要是种间竞争，且占优势的物种随时间推移而发生变化。由此可见，捕食会影响自然群落中不同物种之间种间竞争的强弱，进而调节物种的种群密度。 2.资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的? 思考·讨论 分析种间关系对群落的影响 思考·讨论 分析种间关系对群落的影响 影响群落的因素有自然因素和人为因素，自然因素有生物因素和非生物因素。除种间关系外，生物因素还有种内竞争等；非生物因素主要有光照、温度、水、无机盐等。 3.除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢? 种内关系和种间关系 生物之间的关系 种内关系 种间关系 种内互助 种内竞争 分工 互助 食物 栖息地 配偶 种间互助 种间竞争 原始合作 互利共生 寄生 竞争 捕食 【练习1】说出以下图形分别对应的种间关系 种间竞争 (体表)寄生 捕食 (体内)寄生 互利共生 原始合作 【练习2】说出以下图形分别对应的种间关系 种间竞争 种间竞争 捕食 互利共生或原始合作 寄生 寄生 【练习3】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.图甲、图乙、图丙分别表示的是互利共生、捕食、种间竞争关系 D.图丙中实验初期,种内互助与竞争并存,后期X的种内竞争加剧 B 四、群落的空间结构： 垂直结构 群落的空间结构 水平结构 在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构。 02 在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象（成层现象）。 1. 现象： 2. 植物分层现象的形成原因： （1）植物的分层与_______________有关：____________________________________________________ （一）垂直结构： 对光的利用 不同植物适于在不同的光照强度下生长 （2）在陆生群落中： ①决定植物地上分层的环境因素：__________________； ②决定植物地下分层的环境因素： __________________。 光照、温度 水分、无机盐 02 3.植物分层现象的意义： 4.动物分层现象的形成原因： （一）垂直结构： 栖息空间和食物条件 这种分层现象________________________________________________。 显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力 02 在水平方向上，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。 1. 现象： 2.决定群落水平结构的因素： （二）水平结构： （1）地形的变化； （2）土壤湿度和盐碱度的差异 （3）光照强度的不同 （4）植物自身生长特点的不同 （5）人与动物的影响 【练习】说明生物群落在垂直方向上具有分层现象的是( ) A. 森林中有乔木层、灌木层、草本层和地被层 B. 森林中的树木的间隙有较多的灌木和草丛 C. 一片竹林中的竹子高矮不一 D. 鹿群中有的鹿高，有的鹿矮 　A 【练习】下列有关群落结构的叙述，错误的是 ( ) A.山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，这体现了群落的垂直结构 B .群落的垂直结构有利于对资源的充分利用 C.淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象，与各种鱼的食性有关 D.不同地段的植被在水平方向上呈镶嵌分布，这体现了群落的水平结构 　A 由于________、_______和________等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生_________的变化。 1. 现象： 五、群落的季节性： 阳光 温度 水分 有规律 夏枯草 荷 有些种类的植物在早春来临时开始萌发，并迅速开花和结实，到了夏季其生活周期结束；另一些种类的植物则在夏季到达生命活动的高峰，从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间结构发生改变 大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物，在冬季都向南方迁移，到雪被较少、食物充足的地区生活。旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠，有些动物在炎热的夏季进入夏眠。 旱獭 仓鼠 高鼻羚羊 一个物种在群落中的_____________，包括所处的___________，___________的情况，以及与___________________等，称为这个物种的生态位。 1. 定义： 六、生态位： 地位或作用 空间位置 占用资源 其他物种的关系 （1）研究动物的生态位 ： （2）研究植物的生态位 ： 通常要研究它在研究区域内的____________、__________、___________等特征，以及它____________________等 栖息地 通常要研究它的__________、________、________以及________________________等； 食物 天敌 与其他物种的关系 出现频率 种群密度 植株高度 与其他物种的关系 2.研究对象： 群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这_____________________________ ___________，是群落中_______________ __________________________的结果。 有利于不同生物充分利用 环境资源 物种之间及 生物与环境间协同进化 3.研究生态位的意义: （1）若两个物种的生态位完全分开，就不会有种间竞争，但可能会有未被利用的资源； （2）一般来说，生态位重叠越大，意味着物种间可能存在的竞争就越强。 4. 生态位与种间关系: 可以合理地设计人工生态系统，利用不同生物之间生态位的差异，充分利用环境资源，从而获得更大的价值。 与社会的联系 对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件(种间关系)。我国劳动人民将生态位不同的四种鱼混养，既降低了竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源。 四大家鱼的混养利用的是它们在池塘中占据着不同的生态位。 品种 栖息水层 食性 青鱼 水体的中下层 以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食 草鱼 水体的中下层或水草多的地方 主要以水草为食 鳙鱼 水体的中上层 主要为浮游动物为食,也食用部分浮游植物 鲢鱼 水体上层 主要以浮游植物为食 思考·讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位 物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他 绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5 绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1 鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0 青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1 1. 这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同？哪一种鸟觅食生境的范围更宽？ ①绿翅鸭和鹤鹬选择觅食生境的策略基本相同，两者均选择生境1和生境3，并以生境1为主，不选择生境2； 青脚鹬的觅食生境范围更宽。 ②绿头鸭主要选择生境1； ③青脚鹬在3个生境中都出现，在生境3出现的概率高于前两处。 物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他 绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5 绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1 鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0 青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1 绿翅鸭和鹤鹬选择的觅食生境基本相同，但是食物种类有较大差异，占用的资源以及与其他物种的关系也不一样。 2.如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？ 不一定。 思考·讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位 绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系，因为它们都捕食螺类，绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。 3.任选一种鸟，分析它的食性。从觅食的角度，与它有竞争关系的鸟类有哪些？ 以绿翅鸭为例，绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝类等， 与绿头鸭也是，二者存在明显的种间竞争关系； 思考·讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位 物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他 绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5 绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1 鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0 青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1 4.任选一种鸟，从觅食生境、种间关系等多个方面综合描述这种鸟类的生态位。 青脚鹬的觅食生境包括低潮盐沼——光滩带、 海三棱藨草带及海堤内鱼塘芦苇区；以草屑、螺类、甲壳类为食；青脚鹬与鶴鹬存在明显的种间竞争，因为它们都以草屑和螺类为主要食物，青脚鹬与绿翅鸭、绿头鸭也存在种间竞争，因为它们都捕食螺类，青脚鹬和绿头鸭还捕食甲壳类。 思考·讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位 物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他 绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5 绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1 鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0 青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1 思维训练 · 溯因推理 某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄，短吻鳄会捕捉鲈鱼，而鲈鱼又是人们喜爱的美味。当地居民为了提高鲈鱼的产量而大量捕杀短吻鳄。在短吻鳄被捕杀几乎绝迹后，鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量比原来竟然还下降了。追溯原因，有人提出了以下可能： A.气候变化造成鲈鱼食物短缺； B.短吻鳄捕食的另一种鱼以鲈鱼为食； C.捕杀短吻鳄前鲈鱼的种群已经衰退； D.人类主要捕捞鲈鱼幼龄鱼造成种群衰退。 以上四种解释都有道理吗？你认为哪种是最可能的原因？作出推断后，应该怎样进一步判别？ 提出的四种解释都有一定道理。 B说法是最可能的原因。 作出推测后，应深入调查，从而作出进一步的判别。 【练习】下图为某一区域MN两个种群的资源利用曲线，下列相关叙述错误的是( ) A. 该曲线表明MN之间存在种间竞争关系 B. b越大表明生物适应环境的能力越弱 C. MN两个种群之间相互影响，协同进化 D. d越大，MN种群增长的环境阻力越大 B 1.研究物种丰富度： 不用样方法的原因： （一） 研究方法： 七、研究土壤中小动物的丰富度： 取样器取样法 土壤中的小动物身体微小，但活动能力较强 在一定面积（或体积）的样地中，直接数出各个种群的个体数目 个体较大，种群数量有限的物种 2.研究物种相对数量： ①记名计算法： · 定义： · 使用范围： 七、研究土壤中小动物的丰富度： 按预先确定的多度等级来估计单位面积（体积）中的种群数量； 非常多 2.研究物种相对数量： ②目测估计法： · 定义： · 等级的划分和表示方法有:_________、_____、______、_______、_____、_______等等 多 较多 较少 少 很少 （二）实验步骤 1. 准备 ①制作取样器 选择直径为5cm的硬质金属饮料罐，在距离顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。 ②记录调查地点的地形和环境情况，提出安全注意事项 2. 取样 选择取样地点，将表层土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。 注意：塑料袋上应标明取样的地点和时间等 3. 采集小动物 ①诱虫器采集法 在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通，土壤与花盆之间要留一定的空隙。然后，将花盆放在诱虫器上，打开电灯。 **利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性 3. 采集小动物 ②简易采集法 将取到的土壤样品放在瓷盆内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，同时用放大镜观察，发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的则可以用吸虫器采集； 采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放入试管中； 1.如果要采集大量跳虫用于实验室培养，最好选择吸虫器___，理由是___________________________________ __________________________________； 2.如果要采集大量甲螨作为标本来保存，最好选择吸虫器___，理由是___________________________________ ___________________________________ ； B 该吸虫器的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活 D 该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂 5. 统计和分析 ①观察 用肉眼观察；借助放大镜、体视显微镜观察（最好）； 普通光学显微镜（4倍物镜和5倍目镜） ②分类 借助有关图鉴查清小动物的名称，并进行分类； 无法知道小动物名称的，可记为“待鉴定××”，并记录特征。 4. 观察和分类 根据前面介绍的丰富度的统计方法，设计数据统计表，分析所记录数据，完成一份研究报告。 $$