2.1群落的结构第2课时课件-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 群落及其演替 人教版选择性必修2 第二课时 研究群落的核心问题 群落 群落的范围和边界如何？ 群落中有多少种群？哪些种群占优势？ 群落中不同种群之间的关系是怎样的？ 群落中各个种群分别占据什么位置？ 群落具有怎样的空间结构？ 群落的演替情况是怎样的？ 边缘效应 丰富度 优势种 种间关系 生态位 空间结构和群落演替 三、群落的空间结构 三、群落的空间结构 1.植物分层现象的主要原因? 2.在陆生群落中决定植物地上分层、地下分层现象的因素分别是? 3.动物具有垂直分层现象的主要原因? 4.影响群落水平方向分布的因素有哪些? 学生活动2：阅读课本内容，思考以下问题： 三、群落的空间结构——垂直结构 1.垂直结构：群落在垂直方向上具有明显的分层现象 乔木层 灌木层 草本层 植物的分层与对光的利用有关，不同植物适于在不同的光照强度下生长。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。 ① 在陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素除了光照，还有温度等条件； ② 决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。 森林群落 乔木层 灌木层 草本层 植物群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有分层现象。虽然森林中大多数鸟类可同时利用几个不同的层次，但每一种鸟都有一个经常活动的层次。 黄 鹂 啄木鸟 画 眉 1.垂直结构：群落在垂直方向上具有明显的分层现象 三、群落的空间结构——垂直结构 1.垂直结构：群落在垂直方向上具有明显的分层现象 ——湖泊群落 三、群落的空间结构——垂直结构 1.垂直结构：群落在垂直方向上具有明显的分层现象 ——湖泊群落 表层 浅层 深层 浮水植物 挺水植物 沉水植物 凤眼蓝、浮萍 芦苇、莲、茭白 水车前、小眼子菜 竹叶眼子菜、黑藻 三、群落的空间结构——垂直结构 1.垂直结构：群落在垂直方向上具有明显的分层现象 主要以浮游植物为食 上层 中层 中下层 下层 表层 浮游动植物 鲢鱼 鳙鱼 草鱼 青鱼 以浮游动物和一些浮游植物为食 栖息在中下层，有时跃出水面取食岸边水草 以螺蛳、蚌、蚬、蛤等底栖动物为食物 ——湖泊群落 三、群落的空间结构——垂直结构 2.应用 桉树—菠萝立体种植 桉树深根性树种 菠萝浅根性植物 深浅搭配 合理利用了不同层次土壤内的水和无机盐 桉树阳生性植物 菠萝半阴生植物 高矮搭配 充分利用了不同层次的光能 桉树—菠萝立体种植，不仅可以充分利用光照、温度、分水、土壤，提高单位面积桉树和菠萝的产量，同时还具有保土蓄水、调节气候等生态功能。 垂直结构： 三、群落的空间结构——垂直结构 三、群落的空间结构——垂直结构 【辨析1】荷叶有的挺水有的浮水,错落有致；竹林中竹子高低错落有致，是群落在垂直结构上的分层现象吗? 一片竹林中的全部竹子是一个种群，体现的是同种生物高度的不一致。种群不具有垂直结构。 不是 三、群落的空间结构——垂直结构 12 草本层 灌木层 乔木层 b 阔叶林 针叶林 高寒草甸 苔原 绿藻 褐藻 红藻 a c 【辨析2】 a处不同高度的山坡上分布着不同的植物群落，属于群落的垂直结构吗？ 不属于，这是不同的生物群落，而不是群落垂直结构，属于群落垂直地带性分布 b、c是群落的垂直结构，a是植被的垂直地带性分布。 三、对点训练 1:下列有关生物群落结构的叙述，错误的是( ) A.生物群落的结构包括垂直结构和水平结构等 B.动物在群落中的垂直分布依赖于植物 C.森林中的桦树有高有矮属于群落的垂直结构 D:群落结构是指群落中不同生活类型的生物在空间配置上的格局 C 三、群落的空间结构——水平结构 1.水平结构：在水平方向上，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群的 密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。 三、群落的空间结构——水平结构 ①地形的变化 (主要因素，原因是不同高度的温度不同) 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 2. 决定群落水平结构的因素 【辨析3】 草原生态系统有无垂直结构？ 有，草原生态系统空间垂直结构通常分为三层:草本层、地面层和根层。 四、群落的季节性 由于 阳光、 温度和 水分 等随季节而变化，群落的外貌 和结构 也会随之发生有规律的变化。 1.群落季节性的原因 四、群落的季节性 有些种类的植物在早春来临时开始萌发(迎春花)，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(荷)，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。 植物的季节性对群落的影响 迎春花 美人蕉 2.群落季节性的实例 四、群落的季节性 动物的季节性对群落的影响 动物的季节性对群落的影响 2.群落季节性的实例 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，有些动物如箭猪在炎热的夏季进入夏眠。 五、生态位 1.概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括该物种所处的空间位置，占用资 源的情况，以及与其他物种的关系等。 五、生态位 1.概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括该物种所处的空间位置，占用资 源的情况，以及与其他物种的关系等。 ➪植物的生态位包括： 栖息地 食物 天敌 与其他物种的关系 在某区域内出现的频率 种群密度 植株高度 与其他物种的关系 ➩ 动物的生态位包括： 2.生态位研究情况 【思考 讨论 】分析当地自然群落中某种生物的生态位 学生活动：阅读课本26页思考讨论部分内容，试着解决以下问题： 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？ 2.如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？ 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？ 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。 绿翅鸭 绿头鸭 鹤鹬 青脚鹬 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？ 绿翅鸭和鹤鹬： 两者选择觅食生境的策略基本相同，均选择生境1和生境3，并以生境1为主，不选择生境2； 绿头鸭： 主要选择生境1； 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。 青脚鹬的觅食生境范围更宽。 【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 （2）如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？ 【思考 讨论 】分析当地自然群落中某种生物的生态位 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，所以二者的生态位不完全一样。 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 （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？ 【思考 讨论 】分析当地自然群落中某种生物的生态位 以绿翅鸭为例,绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝壳沙砾等, 绿头鸭也是，二者存在明显的种间竞争关系； 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壳沙砾。 【思考 讨论 】分析当地自然群落中某种生物的生态位 （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。 描述鸟类的生态位，通常需要考虑它们的觅食生境、栖息地、食物以及与其他物种的种间关系等。 以青脚鹬为例，它们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；主要以草屑、螺类、甲壳类为食；青脚鹬与鹤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。 3.生态位重叠： 生态位高度重叠 生态位分化 例：用含细菌和酵母菌的培养液培养草履虫，实验结果如右图： 大草履虫和双小核草履虫混合培养时，两者均以培养液上层的细菌为食，最终只剩下双小核草履虫。 大草履虫和绿草履虫混合培养时，大草履虫以培养液上层的细菌为食，而绿草履虫以培养液下层的酵母菌为食，两者可以共存。 五、生态位 当两个或更多的物种共同利用某些资源时，即出现了生态位重叠，如果资源供应不足，就会产生种间竞争，如果竞争激烈，种群对资源的利用就会发生改变，可能出现（a）生态位移动或（b）一个物种绝灭。 3.生态位重叠： 所以在一个群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同的里 五、生态位 在长期相互竞争作用中，两个生态位接近的物种若要共存，必须在空间、食物、活动时间、生理或习性上有分化。 4.生态位分化： 生态位重叠部分(c)越大，种间竞争越激烈。 生态位分化： ①分布区域和活动范围错开 ②活动的时间错开 ③食物种类错开(食性不同) 五、生态位 【思维训练】溯因推理 某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄，短吻鳄会捕食鲈鱼，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之后，鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量竟然比原来还下降了追溯原因，有人提出了以下可能: A.气候变化造成鲈鱼的食物短缺: 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?作出推测后，应该怎样进一步判别? √ 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 (1)土壤动物具有 的习性。 (2)调查方法:常用 的方法进行采集调查 (3)调查对象:样本中肉眼可见的所有动物。 (4)调查指标:样本中小动物的种类和相对数量。 (5)统计方法: 【实验原理】 ①记名计算法 直接计数， 适用于个体较大,种群数量有限的群落。 趋暗、趋湿、避高温 取样器取样 ②目测估计法 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；等级的划分和表示方法有非常多、多、较多、较少、少、很少等。 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 采集小动物 观察和分类 统计和分析 准备 取样 ①制作取样器 【实验步骤】 ④标明取样的时间和地点，深度等 ②记录调查地点的地形和环境的主要情况 ③去表层落叶,取一定土壤样品 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 采集小动物 观察和分类 统计和分析 准备 取样 ①土壤和花盆壁之间为什么要留一定的空隙？ 为了使空气流通。 杀死和保存小动物。 ②酒精起什么作用？ 【实验步骤】 土壤和花盆壁之间为什么要留一定的空隙？ (1)常规方法：诱虫器采集(土壤小动物避光(趋暗)、避热和趋湿 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 采集小动物 观察和分类 统计和分析 准备 取样 ①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将其取出来，体型较小的小动物则可用吸虫器采集。 (2)简易方法：镊子或吸虫器采集 【实验步骤】 为什么不用样方法和标记重捕法？ 主要用于研究种群密度,而丰富度是从群落水平上研究动物的物种数目。许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小。 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 采集小动物 观察和分类 统计和分析 准备 取样 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） 借助动物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。 【实验步骤】 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 采集小动物 观察和分类 统计和分析 准备 取样 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。 【实验步骤】 【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度 总结:调查种群密度和群落丰富度的方法 （1）样方法： 植物;活动范围小、活动能力弱的动物，如昆虫卵、蚜虫 （2）标记重捕法： 活动范围大、活动能力强的动物 （3）黑光灯诱捕法： （4）抽样检测法： 单细胞的微生物 有趋光性的昆虫 调查土壤小动物群落丰富度的方法： 取样器取样法 统计丰富度的方法: 目测估计法和记名计算法 六、对点训练 1.生态位是指一个物种在群落中的地位或作用。生态位宽度是指被一个生物所利用的各种不同资源的总和。下列叙述错误的是（ ） A．同一生态系统的同一营养级的不同种群的生态位不完全相同 B．各物种生态位的分化有利于群落稳定性与多样性的维持 C．生态位宽度大的种群遇到外来物种入侵时，一般不易被淘汰 D．如果两个物种的生态位是完全分开的，这两个物种可能是捕食关系 D 六、对点训练 2.(2023·江苏连云港高二期末)土壤动物对环境变化反应敏感，它们的物种组成和种群密度会随着环境的变化而变化。下列关于测定土壤动物物种丰富度的叙述，错误的是（ ） A.可通过取样调查的方法来测定土壤动物的物种丰富度 B.采集到的大型或中型动物可放入体积分数为70%的酒精中保存 C.土壤中的水分、有机物和重金属的含量等因素都会影响物种丰富度 D.用吸虫器采集土壤动物时，增加灯泡功率，会使测定的物种丰富度值 偏高 D 六、对点训练 3.(2023·河北邢台第二中学校高二期末)生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验中使用的材料以及实验方法在很大程度上决定着实验的成败。下列有关生物学实验及研究的叙述，正确的有（ ） ①调查某种鱼的种群密度及土壤小动物丰富度用标记重捕法 ②调查种群密度时，若田鼠被捕捉过一次后更难捕捉，则估算出的种群密度比实际高 ③土壤中某种小动物个体总数下降则该地物种丰富度随之下降 ④种群数量的变化可利用数学模型描述、解释和预测 ⑤黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里昆虫的物种数目 ⑥调查土壤中小动物丰富度时，采集的方法有记名计算法和目测估计法 ⑦用血细胞计数板计数酵母菌数量的实验中，先往计数室滴加培养液再盖上盖玻片 A.零项 B.一项 C.二项 D.三项 √ √ C 七、课后习题训练答案 1.长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔叶混交林、针叶林、岳桦林和高山冻原。针阔叶混交林中的乔木层有红松、红皮云杉、白桦等多种植物，在林冠层生活着小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄 鹏等鸟类。判断下列表述是否正确。 (1)针阔叶混交林中的红松和红皮云杉存在种间竞争的关系。( ) (2)从山麓到山顶依次出现不同的森林类型，是群落的垂直结构。( ) (3)小杜鹃主要生活在林冠层，这是小杜鹃的生态位。( ) × × √ 七、课后习题训练答案 A.物种丰富度趋于增加 B.群落对光能的利用能力提高 C.物种丰富度呈现"S"形增长 D.群落的垂直结构和水平结构发 生了变化 C 2.某弃耕农田中的植物种类40年间的变化情况见下表。下列有关该地群落变化的叙述，错误的是( ) $$