2.1群落的结构课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第2章　群落及其演替 第1节　群落的结构 学 习 目 标 1.概述与建构群落的概念;通过调查活动说出群落水平研究的问题,说明研究的视角不同,探究的问题也不同。 2.通过实例分析群落的物种组成及种间关系,阐明群落是物种间通过不断变化的复杂关系形成的有机整体。 3.举例说明群落的空间结构、群落的季节性及其影响因素,说出生态位的概念,认同生物的生态位是生物进化和适应的结果,会随各种因素的变化而变化,说出生态位分化的意义。 4.运用取样调查的方法研究土壤中小动物类群的丰富度。 群落的物种组成及研究 土壤中小动物类群的丰富度 1.群落的概念及群落水平上研究的问题 相同时间 物 种间 种 空 间 群落以种群为基本单位,是各个种群的集合体,依靠种间关系使各种群在长期自然选择与进化中形成稳定的彼此适应的有机体。研究种群是研究群落的基础。 特别提醒 2.群落的物种组成 (1)作用:群落的__________是区别不同群落的重要特征。  (2)衡量指标:物种丰富度,即一个群落中的__________。  (3)优势种:在群落中数量________,对群落中其他物种的影响也________,往往占据优势。  (4)物种组成的特点:群落中的物种组成__________固定不变的。随着__________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__________。  物种组成 物种数目 很多 很大 不是 时间和环境 消失 3.研究土壤中小动物类群的丰富度 (1)研究方法 ①土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。 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____________________。  ⑤统计方法:一是__________;二是__________。  取样器取样 种类和相对数量 记名计算法 目测估计法 (2)实验步骤 表层落叶 诱虫器 镊子 吸虫器 表格 丰富度 (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__________也存在差异。  ②一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越__________,群落结构也越__________。  物种丰富度 丰富 复杂 情境探究 内蒙古锡林郭勒盟草原是放牧草原,羊草和针茅是优势植被,一定强度的放牧会加速羊草草地(羊草为优势种)向针茅草地转变;亚洲小车蝗是该草原的优势种蝗虫,其大量繁殖会严重破坏草原生态和畜牧业生产,威胁我国北方生态屏障。草原被破坏后,土壤中的小动物的种类也发生了变化。 1.内蒙古锡林郭勒盟草原上的所有生物构成一个群落。研究群落的时候为什么要研究群落的范围和边界? 提示 群落都分布在特定地段或特定的生境上,不同群落的生境和分布范围不同,有些群落有明显的边界。群落都具有一定的分布范围和边界特征。 2.羊草是锡林郭勒盟草原的优势种,一个群落的优势种是固定不变的吗?一个群落中数量多的物种是否就是优势种? 3.内蒙古锡林郭勒盟草原上的群落出现动态变化的根本原因是_______。  提示 不是,随着时间和环境的变化,原来占优势的物种可能失去优势。优势种不仅数量很多,而且对群落中其他的物种影响很大,有些物种虽然数量多,但对其他物种的影响不大,就不是优势种。 提示 生物与环境的不断变化及相互作用 4.为研究土壤中小动物种类的改变,研究人员设计了下图所示的诱虫器。 (1)设计此诱虫器利用了土壤小动物具有___________________的习性。  (2)土壤和花盆壁之间留有空隙是为了_______________。试管中的酒精用于_____________________。  (3)也可使用简易采集法对小动物进行采集。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_________________将其取出来,体型较小的小动物则可用__________采集。  趋暗、趋湿、避高温 使空气流通 杀死和保存小动物 包着纱布的镊子 吸虫器 (4)下列为两种吸虫器,如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择哪种?如果将采集的小动物用于实验室培养应选择哪种? (5)统计小动物丰富度的方法通常有记名计算法和目测估计法,其中记名计算法一般适用于_____________________________的物种。  如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择吸虫器A;如果将采集的小动物用于实验室培养应选择吸虫器B。 个体较大、种群数量有限 方法归纳 调查方法的比较 方法 适用范围 计数方法 样方法 植物和活动能力较弱、活动范围较小的动物和卵 随机选取若干个样方,计算每个样方的种群密度,再求所有样方种群密度的平均值即为种群密度的估计值 标记重 捕法 活动能力较强、活动范围较大的动物 在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕中标记个体数占总捕获数的比例来估算种群密度 抽样检 测法 生活在液体培养基中的微生物 将含待测生物的培养液滴在计数板上,用显微镜观察计数板上待测生物的数量,再以此为根据,估算培养液中待测生物的数量 取样器 取样法 具有较强活动能力、身体微小的土壤小动物 用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样,通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度 主题二 种间关系 种间关系 概念 实例 __________ 两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自能独立生活 ______________ __________ 两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利 ______________ __________ 两种或更多种生物共同利用___________ __________而产生的__________的现象  同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗 捕食 ___________________________________ 翠鸟捕食鱼 __________ 一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象 ______________ 原始合作 海葵与寄居蟹 互利共生 根瘤菌与大豆 种间竞争 同样的有限 资源和空间 相互排斥 一种生物以另一种生物为食的现象 寄生 马蛔虫与马 情境探究 1.结合种间关系的概念及下列材料,判断下列有关生物的种间关系。 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菜青虫以十字花科植物的幼叶为食　 ③鸣禽在繁殖季节可以通过鸣叫、占区行为警告其他同种生物,以保证其繁殖所需空间　 ④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　⑤蚂蚁喜欢吃蚜虫分泌的蜜露,并把蜜露带回蚁穴喂养幼蚁。同时,蚂蚁精心保护蚜虫,驱赶并杀死蚜虫的天敌,越冬时还会把蚜虫的卵带回蚁穴加以保护　 ⑥蝉吮吸树的汁液 请分别写出上述材料中体现的种内或种间关系: ①__________;②__________;③__________;④__________;⑤__________;⑥__________。  互利共生 捕食 种内竞争 种间竞争 原始合作 寄生 2.在捕食曲线(如图)中, _______为捕食者, _______为被捕食者。依据是___________________________________________________________。  b a 捕食曲线中先增加先减少者为被捕食者,后增加后减少者为捕食者,即“捕食者曲线滞后于被捕食者曲线” 3.捕食者在猎杀猎物时,场面比较血腥,这往往会让人认为捕食者很残忍。有的地方曾经为了保护某些食草动物而人为消灭捕食者,但结果却事与愿违。请从物种之间的相互作用及协同进化的角度,分析群落中存在捕食者的生态意义。 捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,因此,捕食者的存在有利于保持群落内物种的丰富度,并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。同时,捕食者主要将被捕食者中年老、病弱或年幼的个体淘汰掉,可促进被捕食者种群的发展;捕食者与被捕食者还表现出协同进化。 4.如图表示a、b两种生物之间的种间竞争关系,其中_______在竞争中处于优势,原因是_____________________________________ 。  a 在开始时由于空间和食物较充足,a和b的数量均增加,但达到一定数量后,a在竞争中处于优势,数量继续增加,而b处于劣势,数量逐渐减少 方法归纳 1.易混关系的概念辨析 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,双方之间不存在营养关系,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,双方间存在营养关系 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,属于种内关系,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,属于种间关系,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 种间竞争是生物因争夺食物、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中获得营养物质 腐生是从死的生物体中获得营养物质 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 2.种间关系的曲线判断 (1)“同升同降”→互利共生或原始合作,如图甲。 (2)一升一降→种间竞争或寄生 ①一方灭绝→种间竞争,如图丙。 ②两方皆在→寄生,如图乙。 说明:在竞争力不同的两种生物之间,一方可能会因竞争力弱而灭绝,而在寄生关系中,一般不会淘汰物种。 (3)交替升降→种间竞争或捕食 ①一方最高时另一方最低→种间竞争,如图丁。 ②升降紧相随→捕食,如图戊。 (4)坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定 ①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。 ②从变化趋势看,先达到峰值的为被捕食者,后达到峰值的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。 主题三 群落的空间结构、 季节性及生态位 一、群落的空间结构 1.垂直结构 (1)特点:在__________方向上,大多数群落都具有明显的__________现象。 (2)植物的分层 ①决定因素:与植物对__________的利用有关。  ②其他因素:a.决定植物地上分层的环境因素还有__________等条件;b.决定植物地下分层的环境因素有__________、__________等。  ③意义:显著提高了群落利用__________等环境资源的能力。  (3)动物的分层:群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的__________和__________。  垂直 分层 光 温度 水分 无机盐 阳光 栖息空间 食物条件 2.水平结构 (1)特点:常呈__________分布。  (2)决定因素:__________、土壤湿度和__________的差异、__________的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等。  镶嵌 地形的变化 盐碱度 光照强度 二、群落的季节性和生态位 1.群落的季节性 由于__________________等随季节而变化,群落的__________也会随之发生有规律的变化。  阳光、温度和水分 外貌和结构 2.生态位 (1)概念:一个物种在群落中的__________,包括所处的__________,占用__________的情况,以及与__________的关系等,称为这个物种的生态位。 (2)研究范围 ①动物:__________、__________、天敌以及与其他物种的关系等。  ②植物:在研究区域内的__________、种群密度、__________等特征,以及与其他物种的关系等。  (3)意义:群落中每种生物都占据着__________的生态位,这有利于不同生物充分利用__________,是群落中物种之间及生物与环境间__________的结果。  地位和作用 空间位置 资源 其他物种 栖息地 食物 出现频率 植株高度 相对稳定 环境资源 协同进化 情境探究 如下图,a、b、c分别代表的是在-200~3 800 m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。 1.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,影响它们分布的主要生态因素是__________。这属于群落的垂直结构吗?__________。  2.b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象,影响它们分布的主要生态因素不同。b处森林中植物的垂直分层现象主要是受__________影响形成的,c处海洋中植物的分层现象主要是受__________影响形成的。这是群落的垂直结构吗? __________。  3.b处动物在群落中也有垂直分层现象,这种分布与植物的分层有何关系? 温度 不属于 光照强度 光质(波长) 是 提示 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。 4.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? 5.同一群落春夏季节同秋冬季节相比,群落结构__________。原因是____________________________________________________________。  提示 不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物如桦树的高低不同属于种群层次,不能构成垂直结构。而矮小的野草丛也存在垂直结构和水平结构。 不相同 温度、水分、阳光等会随季节而发生变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化 6.如果b处森林中有两种鸟的觅食生境相同,则它们的生态位是否完全相同?生态位重叠是否必然导致种间竞争? 7.从生态位的视角分析,c处海洋中绿藻、褐藻和红藻分层分布的意义是________________________________________。  提示 两种鸟的觅食生境相同,生态位也可能不同,因为两种鸟的栖息地、食性等可能不同。在资源足够丰富的情况下,生态位重叠并不会导致种间竞争;在资源匮乏的情况下,生态位重叠会导致激烈的种间竞争。 提示 绿藻、褐藻和红藻分层分布,使每种生物分别占据着相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用空间和环境资源 方法归纳 1.群落空间结构形成的原因及意义 (1)原因:群落空间结构的形成与环境中的生态因素有关,群落空间结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。 (2)意义:生物在垂直方向及水平方向上的分布,有利于生物群落整体充分利用自然资源。 2.生态位的内容及研究意义 (1)生态位的内容:包括生物所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。生态位越宽,物种的适应性越强,可利用的资源越多,物种的竞争力越强。 (2)生态位重叠: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,可能出现生态位移动(a)或一个物种绝灭(b)。 (3)人们根据动物或植物生态位的不同进行混养或间作,既降低了种间竞争的激烈程度,又充分利用了空间和资源。 综合情境探究 生物的种间关系 情境探究 资料1　水稻是我国重要的粮食作物,利用水稻自身合成的具有生理活性的化合物抑制邻近杂草生长的现象称为水稻的化感作用。化感水稻的抑草能力主要与其根系能够合成、分泌更高浓度的化感物质有关。实验表明化感物质和土壤中粘球菌对稗草(一种杂草)的抑制率分别为34.64%和8.26%,而两者共同作用对稗草的抑制率则为64.82%。进一步检测土壤中粘球菌的数量,结果表明化感水稻抑草能力的强弱与土壤粘球菌的数量呈现出明显的正相关,研究还发现化感水稻根际土壤中粘球菌数量丰富,并显著高于非化感水稻根际土壤中的粘球菌数量。 资料2　《诗经·小雅·小宛》中写道:“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。 资料3　荔枝椿象吸食荔枝树嫩芽中的汁液,会造成荔枝减产。平腹小蜂可把卵产在椿象的卵内,幼虫取食椿象的卵液,长大后的小蜂钻出卵壳,再次找到椿象重复上述过程。 1.资料1中涉及的种间关系有________________________,种间关系是在__________水平上进行的。  2.根据资料1分析,化感水稻和土壤中粘球菌共同作用对稗草的抑制率提高,可能的原因是___________________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________________________________ 。  3.资料2中的蜾蠃和螟蛉、资料3中的平腹小蜂和荔枝椿象之间的种间关系是__________。  4.荔枝椿象吸食荔枝树嫩芽中的汁液,荔枝椿象和荔枝树之间的种间关系是__________。  5.一个群落中的物种通过复杂的种间关系,形成了一个有机整体。这是___________________________________________的结果。  种间竞争、原始合作 群落 化感水稻通过合成化感物质促进水稻根际土壤中粘球菌的生长增殖,土壤粘球菌能促进化感水稻产生更多的化感物质,提高了对稗草(农田杂草)的生长抑制作用 捕食 寄生 不同物种之间及生物和环境间协同进化 在线练习 1.生物群落中各物种之间的关系主要有3类:①营养关系,一个物种以另一个物种的活体、残体或产物为食;②成境关系,一个物种(主要是植物)的生命活动使另一个物种的居住条件发生改变,植物在这方面起主要作用;③助布关系,一个物种(主要是动物)参与另一个物种的分布,动物在这方面起主要作用。下列相关叙述正确的是(　　) A.不同动物与植物之间只有营养关系和助布关系 B.植物为不同生物提供栖息空间是成境关系的体现 C.捕食者食性广泛或单一对群落物种丰富度无影响 D.群落是动植物之间通过复杂的种间关系形成的有机整体 B 解析　不同动物与植物之间不只有营养关系和助布关系,还有成境关系,如植物能为动物提供栖息空间,即植物能使动物的生存环境发生改变,A项错误,B项正确;捕食者食性广泛或单一会影响群落的物种丰富度,若捕食者食性广泛则会对多种植物的分布起促进作用,因而会使群落的物种丰富度增加,C项错误;群落是某一自然区域内所有生物通过复杂的种间关系而形成的有机整体,D项错误。 2.下列关于物种丰富度的叙述,不正确的是(　　) A.群落中生物数目的多少称为丰富度 B.不同群落的物种丰富度是不同的 C.从赤道到北极,群落的物种丰富度逐渐减小 D.物种丰富度越大的群落,其种间关系越复杂 A 解析　群落中物种数目的多少称为物种丰富度,A项错误;不同群落的物种数目是不同的,即群落的物种丰富度是不同的,B项正确;从赤道到北极,群落的物种数目随着温度逐渐降低而逐渐减少,群落的物种丰富度逐渐减小,C项正确;物种丰富度越大的群落,物种数目越多,其种间关系越复杂,D项正确。 3.某生物兴趣小组进行“研究土壤中小动物类群的丰富度”的探究活动,结果如下表,下列相关叙述错误的是(　　) 小动物类群 鼠妇 马陆 蚯蚓 线虫 甲螨 个体总数 3 2 1 1 1 A.对于土壤小动物,常采用取样器取样法进行调查 B.采集到的小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中保存 C.该生物兴趣小组采用的统计方法是目测估计法 D.通过调查样本中小动物的种类来推测某一区域内土壤动物的物种数目 C 解析　许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法或标记重捕法进行调查。在进行这类研究时,常用取样器取样的方法进行采集、调查,A项正确;采集到的土壤小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中保存,B项正确;该生物兴趣小组采用的统计方法是记名计算法,C项错误;调查样本中小动物的种类越多,则该区域内土壤动物的丰富度越大,因此可通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的物种数目,D项正确。 4.有一种蜱生活在牛的体表,当它用螯肢刺破牛皮肤吸食甲牛的血液(其中含血孢子虫)后,又去吸食乙牛的血液,使乙牛也得了血孢子虫病。蜱与牛的关系和血孢子虫与牛的关系分别是(　　) A.互利共生和寄生 B.寄生和寄生 C.捕食和寄生 D.捕食和互利共生 B 解析　由题意可知,蜱生活在牛的体表,以牛的血液为食,与牛的关系为寄生;血孢子虫生活在牛的血液中,也以牛的血液为食,与牛的关系也为寄生。 5.如下图,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,下列相关叙述正确的是(　　) A.图甲表示的是互利共生关系,图乙和图丙表示的是竞争关系 B.猞猁和雪兔的种群数量变化关系如图甲所示 C.噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示 D.双小核草履虫和大草履虫的种群数量变化关系如图丙所示 D 解析　图甲中两种生物的数量变化一致,属于互利共生关系;图乙呈现“先增加者先减少,后增加者后减少”的非同步性变化,属于捕食关系;图丙中两种生物一种数量增多,另一种大量减少直至淘汰,表示的是“你死我活”的竞争关系,A项错误。猞猁和雪兔之间为捕食关系,二者的变化关系如图乙所示,B项错误。噬菌体与细菌之间为寄生关系,而图乙表示捕食关系,C项错误。双小核草履虫和大草履虫之间是“你死我活”的竞争关系,可用图丙表示,D项正确。 经典图示 归纳总结 1.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。 2.物种组成是区别不同群落的重要特征。 3.物种丰富度是一个群落中的物种数目。 4.生物的种间关系有原始合作、捕食、种间竞争、寄生和互利共生等。 5.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。影响植物分层现象的主要因素是阳光,影响动物分层现象的主要因素是栖息空间和食物条件。 6.一个物种在群落中的地位和作用,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。 7.调查土壤中小动物类群的丰富度时,常用的统计物种相对数量的方法有记名计算法和目测估计法。 本 课 结 束 $