2.1 群落的结构 第2课时（教学设计）生物人教版选择性必修2

该高中生物学教学设计聚焦群落的季节性、生态位及土壤中小动物类群丰富度研究，通过复习群落概念、物种组成等旧知，以“群落结构是否永恒不变”设问衔接，构建知识支架引导学生深入新课。 以多则实例（草原动物迁移、非洲肺鱼夏眠）分析群落季节性，结合教材案例与红尾鸲等物种生态位研究培养科学思维，通过土壤小动物丰富度实验及调查方法对比强化探究实践，助力学生提升资料分析与科学探究能力，为教师提供清晰教学流程与实例支撑。

2.1　群落的结构 第2课时 年级 高二年级 授课时间 1课时 课题 第1节　群落的结构 第2课时 教材分析 本节是人教版选择性必修2第2章群落及其演替第1节《群落的结构》，主要包括了群落的概念、群落水平上研究的问题、群落的物种组成、种间关系和群落的空间结构等内容。本节课知识要点与生活联系密切，来源于生活，又是对生活、对自然环境高度的概括，从而形成一些生物学中的核心知识、核心概念、客观规律等。所以在教学中要善于联系生活，从生活中来，到生活中去。 教学目标 1.说出群落水平研究的问题，认同探究视角的重要性，尝试从不同视角提出新问题。 2.分析群落内的物种组成、种间关系和空间结构，说明群落是物种通过复杂的种间关系形成的有机整体。 教学重、难点 1.群落的物种组成与种间关系。 2.群落的特征和生态位。 3.实施土壤中小动物类群的丰富度的研究活动。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【复习导入】同学们，我们上节课重点学习了生物群落这个核心概念。现在我们来快速回顾几个关键点： 1. 群落的本质：是一定区域内所有生物种群的集合，而非简单拼凑。 2.区分标志：群落的物种组成（特别是物种丰富度）是区别不同群落的重要特征。 3.种间关系：群落内生物间存在着复杂的捕食、竞争、互利共生和寄生等关系。 4.群落结构：这些关系与环境共同作用，形成了群落的垂直结构（分层现象）和水平结构（镶嵌分布）。 那么，一个关键问题来了：我们之前学习的这些群落结构，是永恒不变的吗？当环境条件发生改变，这个“大家庭”又会讲述一个怎样的新故事？ 阅读相关内容，思考讨论并回答有关问题。 新知探究 一、群落的季节性和生态位 【回顾与思考】这些结构是一成不变的吗？当环境改变，群落又会发生怎样的变化？ 【群落的季节性】 【资料1】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。 【资料2】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。 【资料3】非洲肺鱼是最有名的夏眠生物。雨水充沛的春季，肺鱼尽享生活的美好，雨季逐渐消退后，沼泽地变成一片干涸，肺鱼就躲在烂泥堆里睡觉，它能在泥洞里不吃不喝地夏眠几个月，等雨季回来再出来结束夏眠。 原因：季节的改变导致阳光、温度、水分改变，从而使不同动物、植物的季节节律不同，从而群落的外貌和结构发生有规律性的变化。 【生态位】 概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的　空间位置，占用资源的情况，以及与 其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。 研究内容： 动物—栖息地、食物、天敌、与其它物种关系。 植物—出现频率、种群密度、植株高度、与其它物种关系。 【分析某种生物的生态位】 指导学生根据教材 P28 “思考·讨论”提供的资料，回答下列问题： 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？ 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：在三个生境中都出现，在生境3出现的概率高于前两处。 由此可见，青脚鹬的觅食生境范围更宽。 2如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？ 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。 意 义：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。 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？ 绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝类等，与绿头鸭类似，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类。 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 觅食生境：低潮盐沼—光滩带、海三棱藨草带、 海堤内鱼塘—芦苇区 食物：草屑、螺类、甲壳类 种间关系：与鹤鹬明显种间竞争、与绿翅鸭、绿头鸭存在种间竞争 特点：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。 形成原因：群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。 意义：有利于不同生物充分利用环境资源。 生态位的应用：在农业中，应该从水平、垂直、时间、营养及物种、数量等多方位进行系统组分的合理组配，以充分利用和拓展系统生态位，提高整个农业生态系统的生产力。实例：鱼类的混合培养；农作物的间作 【分析生态位重叠时的变化】 【资料】红尾鸲（qú）和鹟（wēng）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，它们觅食生境的范围都比共存时的更大。 分析资料得出：生态位重叠本身并不一定伴随着竞争，只有当资源短缺时才会发生竞争。由于竞争对双方都不利，所以自然界的生物形成了很多减少甚至避免竞争的形态和行为适应。 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。 该原理揭示了在一个群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同的。 分析资料理解群落季节性的概念 结合展示图像及老师讲解，理解相关内容。 记录生态位的定义及作用，参与讨论其实际意义。 了解生态位对群落结构和功能的影响，参与讨论其实际应用。 二、研究土壤中小动物类群的丰富度 【过渡】土壤是无数动物的家园，大部分土壤小动物营腐生生活，它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。 如何调查土壤中小动物类群组成和数量呢？ 【研究土壤中小动物类群的丰富度】： 阅读教材30-31页的“研究土壤中小动物类群的丰富度”，明确实验原理、方法步骤和实验结果、结论等内容。 1.实验原理 ①土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。 ②调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、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：一是记名计算法；二是目测估计法。 2.实验步骤 结合课本和PPT图片，了解实验步骤与注意事项。 【思考】：1、土壤与花盆之间要留一定的空隙的原因？ 为了使空气流通 2、70%酒精溶液的作用？ 固定杀死小动物并保存，通常用于制作标本。 如果需保证小动物生活状态 3、应将酒精换成什么？ 湿棉花（保存活体） 4、纱布的作用？ 防止将小动物吸走，从而使其留在试管中。 3.实验结论 （1） 组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的 是物种丰富度不同的。 （2）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 4.注意事项 （1）从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计，如实记录。 （2）尽可能多地收集小动物。 （3）同样营养土壤，多组同学进行统计比较。 （4）识别命名要准确。 【样方法、标记重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别】 1.样方法主要用于研究种群密度，是在种群水平上研究生物，一般针对植物和活动能力不强、体型较小的动物。 2.标记重捕法也用于研究种群密度，一般针对活动能力强、活动范围大、体型较大的动物。 3.抽样检测法针对单独的细胞或微生物。 4.取样器取样法用于调查物种丰富度，是在群落水平上研究物种数目，一般针对土壤中的小动物。 阅读教材，回答相关问题。 根据教师的引导，对种群、群落的调到方法进行归纳。 课堂小结 板书设计 2.1 群落的结构 一、群落的季节性和生态位 二、研究土壤中小动物类群的丰富度 课后作业 1．“鹬知天将雨则鸣，故知天文者冠鹬。”作为一种中小型涉禽，长趾滨鹬除繁殖期外，常成群或混群活动于湿地、沼泽、稻田与海滩等地，以甲壳动物、昆虫和植物等为食。加强对湿地生态系统的科学管理能提高长趾滨鹬种群数量。下列叙述正确的是（　D　） A．长趾滨鹬种群数量增加说明该湿地群落的物种丰富度增加 B．在长趾滨鹬相对集中的区域，采用标记重捕法以估算其数量 C．预测长趾滨鹬种群密度变化趋势需要主要分析该种群的性别比例 D．长趾滨鹬种群数量呈“S”形曲线增长是受资源和空间等因素限制而出现的结果 2．某兽药可有效治疗畜禽的呼吸道疾病，但其在粪便中的残留会显著影响一些粪甲虫的存活和后代孵化。科研人员利用设置陷阱的方法对某草原的粪甲虫进行数量调查，结果如表（单位：只/陷阱）。蜉金龟科和金龟科粪甲虫以粪便为食，隐翅虫科则主要捕食粪便中滋生的某些小型无脊椎动物。下列说法错误的是（ C   ） 粪甲虫种类 药物使用前 药物使用后 平均数量 个体占比 平均数量 个体占比 蜉金龟科 121.7 62.3% 29.9 44.4% 金龟科 73.7 37.7% 0.8 1.2% 隐翅虫科 0 0 36.6 54.4% A．设置陷阱进行调查的原理和取样器取样法的原理相似 B．使用药物会导致该草原中动物粪便的清除速度下降 C．药物改变了粪甲虫的种间关系导致优势类群改变 D．粪甲虫的种间关系和药物均能影响它们的生态位 3．生态位主要指在自然系统中一个物种在时间、空间上的位置及其与相关物种之间的功能关系。在生态系统中，若同时考虑温度、湿度和食物颗粒大小，则生物生态位就是三维的（如图）。下列说法错误的是（C    ） A．图示生物适合生存在湿度10%-15%、温度20℃-30℃、食物颗粒大小在的环境 B．动物生态位通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等 C．种群之间生态位重叠越大，种间竞争越剧烈，最终必将导致某一物种灭亡 D．稳定群落中，各物种占据各自生态位利于物种间尽可能避免直接的竞争 4．为探究降雨对水华的动态影响，有研究团队对某区域短期内先后三场降雨（①短时大雨，②长时小雨，③长时中雨）开展全程监测，发现水表层叶绿素a浓度的变化分别是：①急剧下降，随后又迅速恢复；②波动下降；③降雨过程中和降雨结束后，浓度均维持在较低水平。下列说法错误的是（  C  ） A．水华是蓝细菌、绿藻等大量繁殖引起的，降水可能改变这些生物的生长环境从而抑制水华 B．环境的变化对生物生命活动的影响可能具有累积效应，前期降雨会对后期实验结果有干扰 C．在先后三次监测中，如果均发现某一种藻类占比最大，则可判断其为浮游植物中的优势种 D．降雨能够改变浮游植物群落的组成，从而影响群落的空间结构，这种变化可能具有季节性 5．（一）阳澄湖大闸蟹是一种主要以植物为食的杂食性甲壳类动物，因其体大膘肥，口感鲜甜，深受人们的喜爱。请回答： (1)阳澄湖生物群落的外貌及结构会随季节变化呈现出规律性改变，这体现了群落的 。养殖大闸蟹的水域中通常不放养食性与其相似的青鱼，理由是 。 (2)若饲养条件不变，减少阳澄湖水域蟹苗投放量会导致大闸蟹种群的K值 （填“增大”“不变”或“减小”），原因是 。 （二）研究生态位有助于人们认识群落中物种间及物种内的竞争关系，从而达到调节种群密度，使资源利用达到最优的目的。请回答下列问题： (3)在自然界中，两个物种的生态位持久性重叠的事件是很罕见的。在同一地理区域内，生态位重叠较多的物种之间，常常通过多种方式减少生态位的重叠，从而使群落形成了一定的空间结构，包括 和 ，如绿啄木鸟和椋鸟虽然都在地面取食，但前者吃蚂蚁，后者吃各种昆虫的幼虫，这是通过 减少了生态位的重叠；森莺和柳莺虽然都吃有翅目昆虫，但前者生活在乔木层，后者生活在灌木层，这是通过 减少了生态位的重叠。 【答案】(1) 季节性 青鱼和大闸蟹的生态位重叠较大，在食物和空间有限的情况下，不利于大闸蟹种群数量增加（或青鱼与大闸蟹为竞争关系，会竞争食物和空间等资源） (2) 不变 K值是由环境资源量决定的，与蟹苗投放量无关 (3) 垂直结构 水平结构 食物不同 栖息场所不同 教学反思 通过讲解生态位重叠与种间竞争的关系，帮助学生理解物种之间的相互作用及其对群落结构的影响。最后，通过研究土壤中小动物类群丰富度的实验设计，培养学生的科学探究能力和数据分析能力。本节课的设计旨在培养学生的科学思维能力和探究实践能力，增强他们的环保意识。 / 学科网（北京）股份有限公司 $