第2章 第1节 第1课时 群落的物种组成、种间关系及研究土壤中小动物类群的丰富度-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

第1节　群落的结构 　【学习目标】 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等,说明群落是一个有机整体。 3.通过分析当地自然群落中某种生物的生态位,说出生态位的概念及生态位分化的意义。 4.尝试运用取样调查的方法研究土壤小动物类群的丰富度。 第1课时　群落的物种组成、种间关系及研究土壤中小动物类群的丰富度 聚焦·学案一　群落的物种组成与种间关系 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)理清群落水平上研究的问题 1.群落的概念 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,叫作生物群落,简称群落。 2.群落研究的问题 (二)分析群落的物种组成的作用和特点 作用 是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素 衡量 指标 物种丰富度,即一个群落中的物种数目。不同群落的物种组成不同,物种的数目也有差别。在我国,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富 优势种 不仅数量很多,对群落中其他物种的影响也很大,往往占据优势 特点 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;原来占优势的物种也可能逐渐失去优势,甚至从群落中消失 (三)深化理解群落中的种间关系 1.连线区分种间关系的类型、特点和实例 2.种间关系的易混概念辨析 原始 合作与 互利 共生 共同点:共同在一起时对双方都有利 区别:原始合作的双方分开后均能独立生活,而互利共生的双方分开后会出现两方或其中一方不能正常生活的现象 种内 竞争与 种间 竞争 共同点:都是对有限的空间和资源进行争夺 区别:种内竞争存在于同一种群的不同个体之间,如同一农田中的不同棉花植株;种间竞争存在于同一群落的不同物种之间,如同一农田中的棉花与杂草 捕食与 种间 竞争 捕食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 (不包括一种生物以非生物为食,也不包括一种生物以同种生物的幼体为食) 种间竞争是生物为了争夺食物、空间等资源而发生的相互排斥的现象 寄生与 捕食 寄生是寄生者从宿主身上获取养分,宿主的结构仍然是完整的,如蚜虫从植物的叶片上吸取汁液 捕食是一种生物以另一种生物为食,发生捕食关系后,被捕食者的结构已经不完整,如羊吃草后,草已不完整 寄生与 腐生 寄生是从活的生物体获得营养物质 腐生是从死的生物体获得营养物质 寄生与 互利共生 寄生:对寄生者有利,对宿主有害 互利共生:两者相互依存,彼此有利 |情|境|探|究|思|考| 　　崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区,每年有数万只水鸟于10月至次年2月在崇明东滩越冬。某研究团队以4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的概率和主要的食物种类等,结果如下表所示。生境1为低潮盐沼—光滩带,宽度为2 000 m左右;生境2为海三棱藨草带,宽度为400 m左右;生境3为海堤内鱼塘—芦苇区,芦苇在植物群落中占优势。请回答下列问题: 物种 观察数量/只 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 2 120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5 绿头鸭 1 513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1 鹤鹬 1 678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0 青脚鹬 1 500 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1 (1)生境1中所有动物种群和植物种群能否构成一个生物群落?为什么? 提示:不能。生物群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,除动植物外,还应该包括微生物等。 (2)区别以上三个生境的生物群落的重要特征是群落的物种组成。 (3)该调查结果能反映各个生物群落的物种丰富度吗?为什么? 提示:不能。物种丰富度是指一个群落中的物种数目,而该调查结果仅包括4种鸟类。 (4)保护区内水杉的数量很多,据此能判断水杉在该群落是优势种吗?为什么? 提示:不能。优势种不仅数量很多,还对群落中其他物种的影响较大。 (5)选择觅食生境最相近的两种水鸟是绿翅鸭和鹤鹬。从食物种类的角度分析,与绿头鸭存在种间竞争关系的水鸟有绿翅鸭、鹤鹬、青脚鹬。 (四)建模比较种间关系的不同特点 关系 数量坐标图 营养关系图 特点 原始 合作 无明确 营养关系 两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活 互利 共生 相互依存、彼此有利。数量上常表现“同生共死”的特征,如果彼此分开,则对双方都不利,一方或者两方不能正常生活 寄生 寄生种群A得利,宿主种群B受害;宿主B一般不会全部死亡 种间 竞争 两种生物生存能力不同,数量上呈现出“你死我活”的图1;两种生物生存能力相同,能够相互抑制并维持数量平衡,如图2 捕食 “先增加者先减少”的非同步周期性变化,且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者 　　[典例]　在自然界,有时两个种群的数量变化呈现周期性波动。下图为种群A、B数量相对值的变化曲线,相关说法错误的是 (　　) A.该图表示的种间关系可能是捕食,捕食者与被捕食者之间会相互制约 B.种群B数量增加时种群A数量总是减少,则该生态系统有负反馈调节 C.若引进种群A的天敌,可能导致种群A和B之间的数量变化不符合上述曲线 D.种群B一般不会将种群A全部捕食 [解析]　据图可知,该图表示的种间关系可能是捕食,捕食者与被捕食者之间会相互制约,其中种群A是被捕食者,种群B是捕食者,A正确;结合图示可以看出,种群B数量增加到一定程度时种群A数量才开始减少,这是生态系统具有负反馈调节的表现,在该调节模式下,种群B一般不能将种群A全部捕食,B错误,D正确;若引进种群A的天敌,天敌可能同时捕食种群A和种群B,从而可能导致种群A和B之间的数量变化不符合上述曲线,C正确。 [答案]　B [思维建模] “三看法”判定坐标曲线中捕食者与被捕食者 　　从最高点判断,捕食者数量一般较少,被捕食者数量一般较多;从变化趋势看,先达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,如下图: [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)决定群落性质最重要的因素是该群落的物种组成,群落中的物种组成往往是固定不变的。 (×) (2)热带雨林中一般不发生生物的种间竞争。 (×) (3)松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放化学物质吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂为食,松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作。 (√) (4)海龟巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养物质,说明二者存在寄生关系。 (√) 2.潮间带常见的浜螺可捕食多种藻类,尤其喜食小型绿藻(如浒苔)。浜螺的捕食作用提高了潮间带的藻类多样性,且在中等浜螺密度条件下,藻类的多样性最高。下列分析合理的是 (　　) A.潮间带所有的藻类和浜螺构成了一个生物群落 B.物种丰富度随浜螺捕食压力的增大而逐渐增加 C.群落物种丰富度不受浜螺对藻类捕食强度的影响 D.区别不同潮间带生物群落的重要特征是物种组成 解析:选D　生物群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,潮间带所有的藻类和浜螺只是部分生物,不能构成一个生物群落,A错误;由题干可知,在中等浜螺密度条件下,藻类的多样性最高,物种丰富度并不是随浜螺捕食压力增大而逐渐增加,B、C错误;群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,D正确。 3.我国拥有悠久的农业文明史,古籍中描述了很多体现劳动人民伟大智慧的农作行为。下列对相关描述所体现的生物与环境关系的分析,错误的是 (　　) A.“凡种谷,雨后为佳”描述了要在下雨后种谷,体现了非生物因素对生物的影响 B.“螟蛉有子,蜾蠃负之”中螟蛉与蜾蠃的种间关系是捕食 C.“油菜花开陌野黄,清香扑鼻蜂蝶舞”中蜂、蝶与油菜的种间关系是寄生 D.“区中草生,茇之”描述要及时清除田里的杂草,体现种间竞争对生物影响 解析:选C　“凡种谷,雨后为佳”描述了要在下雨后种谷,说明种子的萌发需要水分,体现了非生物因素对生物的影响,A正确;螟蛉是一种绿色小虫,蜾蠃是一种寄生蜂,蜾蠃常捕捉螟蛉存放在窝里,在它们身体里产卵,卵孵化后蜾蠃幼虫就以螟蛉为食物,因此蜾蠃虽然是一种寄生蜂,但其以螟蛉为食,两者之间存在的种间关系是捕食,B正确;油菜花可以通过花的颜色和香味吸引蜂、蝶,而蜂、蝶在采集花蜜的过程中,会帮助油菜花传播花粉,从而促进油菜的繁殖和种子的形成,这种关系对于油菜和蜂、蝶双方都是有利的,因此属于原始合作,C错误;“区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,其目的是通过减弱种间竞争提高产量,体现了种间竞争对生物的影响,D正确。 4.[多选]红蚁常在植被高2~3厘米的向阳山坡筑巢,植被过高会使巢穴温度过低而影响幼虫发育。大灰蓝蝶产卵于红蚁穴附近百里香的花蕾中,幼虫以百里香花为食并在两周后落地,这些幼虫分泌蜜露吸引、诱骗红蚁把它们运至蚁巢;然后,这些幼虫以红蚁卵和幼虫为食至化蛹成蝶。若没有红蚁的收养,大灰蓝蝶的幼虫无法发育为成虫。为保护大灰蓝蝶,人们专门设立了保护区。下列叙述正确的是 (　　) A.可以用样方法调查大灰蓝蝶卵的密度 B.三种生物之间的关系有捕食、竞争和互利共生 C.大灰蓝蝶是影响红蚁种群数量变化的密度制约因素 D.为有效保护百里香和大灰蓝蝶,应禁止动物啃食植被 解析:选AC　调查大灰蓝蝶卵的密度可以用样方法,A正确。大灰蓝蝶产卵于红蚁穴附近百里香的花蕾中,幼虫以百里香花为食,说明大灰蓝蝶与百里香是捕食关系;大灰蓝蝶与红蚁之间存在捕食关系,题目中没有显示互利共生和竞争,B错误。大灰蓝蝶作为红蚁的捕食者,是影响红蚁种群数量变化的密度制约因素,C正确。为有效保护百里香和大灰蓝蝶,应适当禁止动物啃食百里香,而不是禁止动物啃食所有植被,D错误。 聚焦·学案二　研究土壤中小动物类群的丰富度 　　　　　　　　　　　　　　　　 [基本知能] 1.实验原理 (1)许多土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,有较强的活动能力,而且身体微小,不宜采用样方法进行调查。 (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小动物。 (4)调查指标:样本中小动物的物种数目和相对数量。 (5)统计方法:一是记名计算法;二是目测估计法。 2.实验步骤 3.实验结论 (1)组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的。 (2)一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越丰富,群落结构也越复杂。 [探究问题] 1.根据小动物的不同特性选择不同的诱虫器,若土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。根据这个习性,应该选择下图诱虫器A。 2.用诱虫器(如下图)采集小动物时,土壤和花盆壁之间要留一定的空隙的原因是使空气流通。 3.如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择A。如果将采集的小动物用于实验室培养应选择B。吸虫器中纱布的作用是防止吸气时将土壤小动物吸走。 [释解重难] 1.土壤小动物物种相对数量的统计方法 记名 计算法 在一定面积(体积)的样地中,直接数出各个种群的个体数目,一般用于个体较大、种群数量有限的物种 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:非常多、多、较多、较少、少、很少等 2.实验注意事项 (1)取样时应注意随机取样。 (2)利用诱虫器采集小动物时,注意样土要和花盆壁留有一定的空隙使空气流通,保证样土中的小动物正常活动。 (3)小动物类群因取样地段不同,差异可能较大。从不同营养环境中采集的土壤样本要分开统计,并尽可能多地收集小动物。 (4)取样时尽量不要破坏环境,并应事先取得有关部门的同意,操作时注意安全。 (5)在装样土的塑料袋上要标明取样的地点和时间等。 (6)本实验调查的对象是样本内肉眼可见(可借助放大镜、体视显微镜)的所有动物,调查的指标是动物的种类和数量。 [迁移训练] 1.土壤中生活着大量的动物和微生物,某研究小组为了调查不同土壤类型中小动物类群的丰富度,分别采集了森林土壤、农田土壤和城市绿地土壤样本。下列相关叙述正确的是 (　　) A.上述三类土壤样本中小动物类群的丰富度不会存在显著差异 B.调查不同土层土壤小动物的丰富度时,各土层应分别取样并统计结果 C.采集的森林、农田和城市绿地土壤中有些小动物难以用肉眼观察,可借助电子显微镜观察 D.统计森林土壤中体型较小、数量众多的一种物种采用记名计算法 解析:选B　由于不同类型的土壤环境(如光照、湿度、养分含量等)差异较大,这些环境因素会影响土壤中小动物的生存和分布,因此不同土壤样本中小动物类群的丰富度可能存在显著差异,A错误;在进行土壤小动物类群丰富度研究时,为了全面了解土壤中小动物的分布和丰富度情况,应对不同土层分别取样并统计结果,这样可以更准确地反映土壤中小动物在不同土层的分布和丰富度变化,B正确;有些小动物难以用肉眼识别,可借助放大镜、体视显微镜进行观察,C错误;常用的统计土壤小动物物种相对数量的方法有记名计算法和目测估计法,其中记名计算法一般适用于个体较大、种群数量有限的物种,D错误。 2.下列关于研究土壤中小动物类群的丰富度实验的叙述,正确的是 (　　) A.该实验可统计群落中物种数目,还可统计物种在群落中的相对数量 B.土壤小动物活动能力弱,故常用取样器取样法调查其类群的丰富度 C.利用土壤小动物趋湿、趋光的生活习性可采用诱虫器对其进行采集 D.白天和晚上在同一地点取样调查,土壤中小动物类群的丰富度相同 解析:选A　研究土壤中小动物类群的丰富度时,实验不仅可统计群落中的物种数目,还可通过目测估计法或记名计算法评估各物种的相对数量,A正确;土壤中许多小动物的活动能力较强,而且身体微小,常用取样器取样法调查土壤中小动物类群的丰富度,B错误;使用诱虫器采集小动物时利用了土壤小动物趋暗、趋湿、避高温的特性,C错误;白天和晚上小动物的活动规律可能不同,取样结果可能因时间差异导致捕获种类或数量不同,因此丰富度不一定相同,D错误。 3.[多选]土壤动物是土壤中和落叶下生存着的各种动物的总称。下图为采集土壤小动物的装置,下列有关“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验的叙述,正确的是 (　　) A.若装置a中金属网的孔径过小,则试管中的动物会减少 B.装置a中,进入试管的动物都具有一定的趋光性 C.装置a、b中的两支试管中均可装入适量的体积分数为70%的酒精溶液 D.对土壤样品中体型较大的动物,可用b装置进行采集 解析:选AC　装置a为诱虫器,金属网的孔径过小,大的昆虫无法通过,则试管中的动物会减少,A正确;装置a主要是利用土壤动物趋暗(避光)、趋湿、避高温的习性进行采集,进入试管的动物都具有一定的趋暗性,B错误;装置a为诱虫器,装置b为吸虫器,两支试管中均可装入适量的体积分数为70%的酒精溶液,C正确;对土壤样品中体型较大的动物,可用包着纱布的镊子采集,体型较小的可用吸虫器进行采集,D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.在红树林自然保护区内常见一种叫牛背鹭的鸟栖息在水牛背上,水牛靠牛背鹭赶走身上的蝇虫,又为牛背鹭担任警卫任务,牛背鹭和水牛的种间关系是原始合作,判断的依据是牛背鹭和水牛生活在一起双方都受益,但二者分开后也能独立生活。 2.多样性指数是衡量物种丰富度与均匀度的综合指标,其中比较常用的是辛普森多样性指数,辛普森多样性指数=1-随机选取两个个体属于同一物种的概率。假设群落A、B都由2个物种组成,其中群落A为1%物种甲、99%物种乙,群落B为40%物种甲、60%物种乙,则两个群落多样性指数更高的是B,该群落多样性指数高的原因是群落B的均匀度更高。 3.研究土壤中小动物类群的丰富度时,对土壤小动物的调查不宜采用样方法和标记重捕法的原因是土壤小动物活动能力强,身体微小。 三、综合检测反馈 1.下列有关群落的说法正确的是 (　　) A.一块草地上所有动物、植物和细菌构成一个群落 B.群落中一个种群的数量明显减少说明该群落的物种丰富度下降 C.同一群落中两个以“J”形曲线增长的种群间种间竞争激烈 D.棉蚜与棉之间存在寄生关系 解析:选D　一块草地上所有动物、植物和微生物构成一个群落,A错误;物种丰富度是物种数目的多少,群落中一个种群的数量明显减少不能说明该群落的物种丰富度下降,B错误;以“J”形曲线增长的种群,生存资源、空间充裕,几乎没有竞争,C错误;棉蚜吸取棉的液汁,二者属于寄生关系,D正确。 2.科研人员研究了凤眼莲盖度(入侵程度)对金鱼藻、黑藻单种及混种生长的影响,结果如下图,下列叙述正确的是 (　　) A.无凤眼莲入侵时,黑藻和金鱼藻之间不存在竞争关系 B.凤眼莲盖度为25%时,金鱼藻和黑藻间的竞争强度增加 C.凤眼莲盖度为75%时,混种情况下金鱼藻的生长占优势 D.凤眼莲的盖度不同,金鱼藻和黑藻的种间关系可能不同 解析:选D　当无凤眼莲入侵时,即凤眼莲盖度为0%时,金鱼藻和黑藻单种模式的生物量比混种模式生物量大,说明金鱼藻和黑藻之间存在竞争关系,A错误;当凤眼莲盖度为25%时,金鱼藻和黑藻混种模式的生物量都大于单种模式的生物量,说明随着凤眼莲入侵胁迫变化,金鱼藻和黑藻的竞争关系削弱,转变为促进作用,二者能共同抵御不良环境,B错误;当凤眼莲盖度为75%时,金鱼藻和黑藻混种模式生物量比单种模式的生物量小,并且金鱼藻明显减少,说明金鱼藻和黑藻的种间竞争加剧,金鱼藻的生长占劣势,C错误;由以上分析可知,凤眼莲的盖度不同,金鱼藻和黑藻的种间关系可能不同,D正确。 3.武夷山自然保护区保存有我国东南部现存面积较大、较完整的中亚热带天然常绿阔叶林。研究者对保护区郁闭甜槠林(受人为影响较小)与干扰甜槠林(适度择伐乔木)的物种多样性及群落优势度进行调查比较,部分实验数据如表。 层次 郁闭林 干扰林 物种多样 性指数 群落 优势度 物种多样 性指数 群落 优势度 乔木层 11.445 0 0.073 3 14.709 1 0.061 4 灌木层 4.004 1 0.265 1 12.077 6 0.086 0 草本层 1.662 9 0.294 4 5.427 4 0.103 9 藤本植物 5.554 0 0.142 4 8.974 5 0.071 8 注:群落内物种数量分布越不均匀,优势种的地位越突出,群落优势度越大。 (1)区别武夷山保护区与其他群落的重要特征是　　　　。为全面了解群落的结构,可采用　　　　法统计甜槠等各个种群在群落中的相对数量,该方法一般用于　　　　　　　　　　的物种。  (2)郁闭林的物种多样性　　　　(填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林的物种多样性,群落优势度　　　　(填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林,分析原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)物种组成　记名计算　个体较大、种群数量有限　(2)低于　高于　干扰林适度择伐乔木(甜槠等),降低乔木优势种的地位,有助于林下植物(灌木、草本、藤本植物等)的生长,物种多样性提高,群落优势度减小 学科网（北京）股份有限公司 $