内容正文:
第2章 群落及其演替
群落及其演替
从内部结构看群落
从生物的适应性看群落
从动态变化看群落
第一节:群落的结构
第二节:群落的主要类型
第三节:群落的演替
物种组成
空间结构
季节性
生态位
物种丰富度、种间关系
垂直结构、水平结构
演替的类型
人类活动对演替的影响
初生演替、次生演替
影响演替的方向和速度
退耕还林、还草、还湖
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
生物对环境的适应性特征
始终处于动态变化中
第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
(第一课时)
教学目标
目标
01
02
03
通过分析种间关系的模式图,培养运用逻辑思维解决问题的能力。
(科学思维)
从结构与功能及进化与适应的角度分析群落的空间结构。(生命观念)
通过“土壤中小动物类群丰富度的研究”的实验,掌握科学研究计划的制订与实施能力。(社会责任)
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情景材料一
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。
稻田养殖中华绒螯蟹(视频)
探究一: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、杂草,因此它们的关系还包括种间竞争。
探究二:提高河蟹的种群密度,稻田中其他动物种群会怎样的变化?
情景材料一
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。
稻田养殖中华绒螯蟹(视频)
河蟹的种群密度增大,会使很多生物种群的数量发生变化。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。
探究三:从生命系统的结构层次上来分析,像这样在相同时间聚集在一定地域中各种生物的集合称为什么?
在相同时间聚集在一定地域中 的集合,叫作生物群落,简称群落。
各种生物种群
一、群落
1.概念:
包括全部(植物、动物、微生物)生物
各种生物种群通过相互联系形成一个有机整体
以下描述是否属于生物群落:
1.一个池塘里的全部的鱼 ( )
2.一片草原上的全部动植物( )
3.一片森林里的全部生物 ( )
×
×
√
探究四:在群落水平上,我们要研究哪些问题呢?
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其他特征
最基本特征
数量特征
年龄结构
性别比例
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
影响
直接 影响
研究种群的核心问题
种群的数量特征及其变化规律
种群密度
一、群落
“J”形增长
“S”形增长
波动
下降
数量
变化
生物因素
非生物因素
影响因素
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研究群落的核心问题
种群的相互关系及其发展
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?
群落中各个种群分别占据什么位置?
群落中各个种群之间的相互关系是怎样的?
群落具有怎样的时空结构?
群落的演替情况是怎样的?
视角决定问题
一、群落
题西林壁
苏轼
横看成岭侧成峰,
远近高低各不同。
不识庐山真面目,
只缘身在此山中。
在认识事物或分析一件事情时,要尽可能多角度地观察和思考,这样才能形成比较完整的认知,从而避免人云亦云或一叶障目。
研究种群是研究群落的基础!
研究种群是研究群落的基础。
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二、群落的物种组成
2min自主阅读课本P23页全部内容,注意梳理以下问题——
1.研究群落的物种组成有什么意义?
2.什么是物种丰富度?什么是优势种?
3.关于群落的物种组成,我们应该建立起哪些正确的认知(规律)?
优势种就是群落中比较常见、数量很多的物种吗?
①不同群落不仅物种组成不同,物种丰富度一般也有差别。
②群落中不同物种的数量不同,对其他物种的影响也不同。
③群落中的物种组成不是固定不变的。
碱蓬
糙隐子草
羊草
正常放牧时
放牧强度加大时
过度放牧时
群落中的物种组成不是固定不变的。
二、群落的物种组成
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;原来占优势的物种也可能逐渐失去优势,甚至从群落中消失。
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。
群落的季节性
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.概念:
三、种间关系
种间关系
1.原始合作(互惠)
2.互利共生
3.种间竞争
5.寄生
4.捕食
3min自主阅读课本P24页全部内容,结合例子理解常见的种间关系。
海葵与寄居蟹
豆科植物和根瘤菌
同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗
翠鸟捕鱼
马蛔虫和马
地衣(藻类与真菌共生体)
噬菌体和细菌
蚊子与人
先练练手
请判断下列有关下图所示的三种曲线图的说法,正确的是
A.鹰与鼠的种间关系可用图①表示,其中曲线a表示鹰种群的数量变化
B.T2噬菌体与细菌的种间关系可用图①表示,二者分开对一方有利
C.大豆与根瘤菌的种间关系可用图②表示,二者分开彼此有利
D.大草履虫和双小核草履虫的关系可用图③表示,曲线a代表占优势者
三、种间关系
A
A
B
B
原始合作
A
B
捕食
寄生
三、种间关系
探究五:下列能量(营养)关系图反应的种间关系分别是?
A
B
A
B
C
A、B代表存在种间关系的两种生物;C代表环境资源;箭头表示能量流向。
A
B
B
A
互利共生
中间竞争
注
意
区
分
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时间
数量
0
0
时间
数量
时间
数量
0
捕食
种间竞争
互利共生或原始合作
0
时间
数量
种间竞争
三、种间关系
探究六:下列曲线(数量关系)图反应的种间关系分别是?
★呈现出“同生共死”的同步变化
竞争力不同
竞争力相当
★呈现出“此消彼长”的不同步变化
★呈现出“你死我活”的同步变化
——互利共生或原始合作
——捕食
——种间竞争(竞争力相当)
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三、种间关系
寄生的数量关系图和营养关系图
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体内寄生
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体表寄生
A
B
营养关系图
营养关系图
B
A
噬菌体和细菌
蚊子和人
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三、种间关系
互利共生实例细看
②豆科植物和根瘤菌
①地衣(藻类与真菌共生体)
藻类
光合作用
给真菌提供有机物
真菌
吸收水和无机盐
供给藻类
豆科植物为根瘤菌提供 ;
根瘤菌为豆科植物提供 。
有机养料
含N养料
《诗经•小雅•小宛》写道:“螟蛉有子,蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子,因此捕捉“螟蛉” 当作“义子”来养育。南北朝时期,医学家陶弘景发现,蜾蠃把螟蛉衔回窝中,用尾上的毒针刺入螟蛉体内,并在其身上产卵。所以, 他认为螟蛉不是“义子”,而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系?
三、种间关系
情景判断
捕食
螟蛉
蜾蠃
拟寄生的特点为总是导致寄主死亡,这与寄生有本质区别,属于捕食关系。
资料1: 红尾鸲和鹟都捕食飞虫,也常常从树叶及树冠末梢上啄食昆虫。在两种鸟共同生活的地区,红尾鸲喜欢在疏林和缓坡处活动,而鹟更喜欢选择密林和陡坡。如果只有一种鸟存在,那么无论红尾鸲还是鹟,它们觅食的范围都比共存时更大。
三、种间关系
分析种间关系对群落的影响
思考.讨论
3min结合《学导》自学(答案先不整理)
“收割理论”:捕食者往往捕食个体 的物种,这样就能避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占 的局面,为 腾出空间。
结论:捕食者的存在有利于增加物种多样性。
红尾鸲和鹟的例子对大国博弈的启示:大国外交不能追求霸权,要在坚守底线的前提下,适当让利才能换来更多和平与共赢。
四、群落的空间结构
2min自主阅读课本P25—26全部内容,判断下面三句话的对错——
1.小王家的玉米地,玉米长得有高有低,体现了群落的垂直结构。2.小李家麦地里的麦苗长得整整齐齐,该群落没有空间结构。
3.如右图所示,在高山的不同海拔上分布不同的植物群落,这体现了群落的垂直结构。
高山草甸
针叶林
落叶阔叶林
常绿阔叶林
热带雨林
海拔
高
低
高山
在群落中,各个 分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构。
生物种群
四、群落的空间结构
1.概念:
2.类型:
群落的空间结构包括__________和_________。
垂直结构
水平结构
四、群落的空间结构
垂直结构
乔木层
灌木层
草本层
(1)植物分层现象的原因:
植物的分层与___________有关:不同植物适于在不同的光照强度下生长。
对光的利用
①决定植物地上分层的环境因素: 。
光照、温度等
②决定植物地下分层的环境因素: 。
水分、无机盐等
陆生植物群落
探究七:水生植物群落有分层现象吗?如果有的话,主要与哪些环境因素有关?
四、群落的空间结构
水生植物群落
挺水层植物菰(茭白)
浮水层植物凤眼莲
沉水层植物水车前
挺水层
浮水层
沉水层
除光照外,植物的垂直分布也与光的波长(光质) 有关。
(2)水生植物分层的原因:
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(3)植物群落具有垂直结构的意义:
垂直结构
水生动物也有分层现象,这主要与食物、溶解氧和温度等因素有关。
四、群落的空间结构
乔木层
黄鹂(吃高大乔木的种子)
灌木层
啄木鸟(营巢)
草本层
画眉(吃地面上的苔鲜和昆虫)
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的 和
;群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。
栖息空间
食物条件
动物群落的分层现象
在水平方向上, 变化、土壤 __ 、 强度、生物自身 不同,以及 的影响等。不同地段往往分布着不同的______,同一地段上种群密度也有差别,它们常呈______分布。
地形
湿度和盐碱度
光照
生长特点
人与动物
四、群落的空间结构
水平结构
镶嵌
种群
四、群落的空间结构
温度
低
高
高山草甸
针叶林
落叶阔叶林
常绿阔叶林
热带雨林
海拔
高
低
高山
1.下列关于物种丰富度的叙述,不正确的是( )
A.群落中生物个体数目的多少称为丰富度
B.不同群落生物的丰富度是不同的
C.从赤道到北极,群落的丰富度逐渐减少
D.丰富度越大的群落,其结构越复杂
趁热打铁
2.如图表示狼袭击麝牛群时的成功率与麝牛群大小间的关系,下列叙述能正确说明图中所表示的含义的是( )
A.狼与麝牛间构成捕食和竞争关系
B.狼与麝牛间构成互利共生关系
C.种内互助有利于物种的生存和繁衍
D.麝牛的种内斗争随种群增大而减弱
趁热打铁
3.关于群落的结构,以下理解不正确的是( )
A.竹林中箭竹高低错落有致,其在垂直结构上有分层现象
B.动物在群落中的垂直分布与植物的分层现象密切相关
C.淡水鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关
D.不同地段生物种类有差别,在水平方向上呈镶嵌分布
趁热打铁
4.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
趁热打铁
(1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这是群落的垂直结构吗?c处各种藻类植物的分布是不是群落的垂直结构?请分别说明理由。
如图a、b、c分别代表的是在-200~3800m的海拔内,山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。
三
群落的空间结构
(2)有人说:“b处桦树高低错落有致,只存在垂直结构,而野草丛比较矮小,只存在水平结构”,你认为这种说法对吗?为什么?
如图a、b、c分别代表的是在-200~3800m的海拔内,山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。
三
群落的空间结构
且听下回分解……
荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这种现象属不属于群落的垂直结构?成年竹和竹笋属不属于群落的垂直结构?
不属于,种群不具有垂直结构。
易错提醒
【同步训练】下列有关生物之间关系的判断正确的是( )
①白蚁消化道内的鞭毛虫分泌的纤维素酶能将纤维素分解,其分解产物可被白蚁利用;同时鞭毛虫也能从白蚁体内获得所需的养料
②白尾鹿遇到危险逃跑时,尾巴高举露出臀部白斑以告警同伴
③菜青虫以十字花科植物的幼叶为食
④鸣禽在繁殖季节可以通过鸣叫、占区行为告警其他同种生物,以保证其繁殖所需空间
⑤榕树的气生根能沿着附近其他树木生长,最终往往会把其他树木缠死
A
选项 种内竞争 互利共生 寄生 种间竞争 捕食
A ④ ① - ⑤ ③
B ① ④ - ⑤ ③
C - ② ① ④⑤ ③
D ④ ② ① ⑤ ③
解析 分析题中信息可知,①白蚁和鞭毛虫相互依存,彼此有利,它们之间属于互利共生的关系;②白尾鹿遇到危险逃跑时,尾巴高举露出臀部白斑以告警同伴,属于种群内的互助行为;③菜青虫与十字花科植物之间属于捕食关系;④鸣禽在繁殖季节通过鸣叫、占区行为告警其他同种生物,以保证其繁殖所需空间,属于种内竞争;⑤榕树与其他树木之间呈现“你死我活”的差异性变化,属于种间竞争。
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种间关系比较表
关系类型 物种 关系一般特征 实例
A B
互利共生
寄生
种间竞争
捕食
原始合作
(“+”表示有利,“-”表示有害)
++
彼此有利相互依存
地衣、根瘤
+-
一方有利一方受害
彼此抑制
--
种群A得利种群B有害
+-
蛔虫和人
水稻和稗草
羊与草、狼与羊
小结:
++
彼此有利,可独立生存
海葵与寄居蟹
思考·讨论
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:
放牧强度 物种丰富度相对值 优势种
无放牧区 14.11 羊草
轻度放牧区 16.50 羊草、糙隐子草
中度放牧区 15.63 糙隐子草
重度放牧区 13.90 碱蓬
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?
2.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度?
3.这给畜牧业生产有什么启示?
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;
轻度放牧
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;
Lavf57.62.100
Lavf58.51.100
$