高考生物第一轮复习用书 第九单元 第二课时群落的结构和演替课件 新人教版.ppt

第二课时群落的结构和演替 一 群落的概念 同一时间内聚集在一定区域中 各种生物种群的集合 叫做群落 二 群落水平上研究的问题 1 丰富度 群落中 物种数目的多少称为丰富度 2 各种种间关系的对比 3 群落的空间结构 1 垂直结构 植物的分层主要与 光照强度有关 动物的分层主要与 食物和栖息地有关 2 水平结构 由于 地形的变化 土壤湿度和盐碱度的差异 光照强度的不同 生物自身生长特点的不同 以及人与动物的影响等因素 使群落存在水平结构 不同种群呈 镶嵌分布 三 土壤中小动物类群丰富度的研究注意事项 1 调查研究小动物时 常用 取样器取样法进行采集与 调查 2 丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法两种 3 尽可能多收集小动物 收集小动物时 根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集 4 从同样营养土壤中采集的标本 应多组同学进行统计比较 四 演替的概念和类型 1 演替 随着时间的推移 一个群落被另一个群落代替的过程 2 演替的类型 1 初生演替 一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替 过程 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 森林阶段 2 次生演替 原有植被虽已不存在 但原有土壤条件基本保留 甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地 方发生的演替 过程 以弃耕农田为例 草本阶段 灌木阶段 乔木阶段 森林阶段 3 人类活动对群落演替的影响 人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 一 群落的特征 1 群落 1 内涵 群落是指在一定的自然区域内 相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和 2 外延 群落应当包括各种动物 植物和微生物 不含这三个因素的生物集合体不能称为群落 群落可大可小 只要满足以上关系即可称作群落 2 个体 种群 群落的关系 1 种群和群落的关系 种群和群落都是强调一定自然区域中的生物成分 其关系可表示为 一定区域内同种 生物之和 种群 一定区域内各种生物种群之和 群落 2 群落的实质 以种群为单位 且各个种群相互依存 相互制约 在共同的无机环境中通过长期的自然选择与进化形成的生命系统 3 群落的特征 与种群一样 群落也有一系列的基本特征 如物种的多样性 群落结构等 这些特征不是由单一的种群所体现的 只有在群落的总体水平上才能表现出来 3 群落的结构 1 垂直结构 植物群落的垂直结构表现了群落垂直方向上的分层性 植物的分层现象主要与光照强度有关 群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱 如下图所示 群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件 因此 动物也有类似的分层现象 2 水平结构 在水平方向上由于光照强度 地形 明暗和湿度等因素的影响 不同地段上分布着不同生物种群 4 群落结构形成的原因及意义 1 原因 群落结构与环境中生态因素有关 群落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位置配置关系有利于提高群落整体对自然资源的充分利用 典例1 2011年全国大纲理综 某校园有一片草坪和一片树林 下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述 正确的是 a 草坪和树林中的动物都具有分层现象 b 草坪和树林中的动物都没有分层现象 c 只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象 d 草坪中的动物没有分层现象 而树林中的动物具有分层现象 思路剖析 本题考查群落的结构 属于考纲规定的理解能力 解答本题的关键是正确理解群落的结构 在垂直方向上 群落中不论植物还是动物 都具有明显的分层现象 任何群落中的动物都具有分层现象 答案 a 典例2群落是更高层次的系统 下列研究的问题不属于群落水平的是 a 青藏高原上藏羚羊每年死亡的个体数 b 我国沿海红树林的范围和边界大小 c 福建武夷山常绿阔叶林中的优势种 d 我国东北到海南的木本植物的丰富度 思路剖析 群落水平上研究的问题不仅有群落的丰富度 还有群落中的优势种 种间关系 空间结构范围和边界以及群落演替等 答案 a 1 群落演替的原因 1 环境不断变化 为群落中某些物种提供有利的繁殖条件 而对另一些物种生存产生不利影响 2 生物本身不断进行繁殖 迁徙 3 群落内部由于生命活动造成内部环境改变 4 种内和种间关系不断发生变化 5 人类活动的干扰 2 群落演替的过程 群落演替的过程可人为地划分为三个阶段 二 群落的演替 定居成功并改良了环境 为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件 2 竞争平衡阶段 通过种内或种间竞争 优势物种定居并繁殖后代 劣势物种被淘汰 相互竞争过程中共存下来的物种 在利用资源上达到相对平衡 3 相对稳定阶段 物种通过竞争 平衡地进入协调进化 资源利用更为充分有效 群落结构更加完善 有比较固定的物种组成和数量比例 群落结构复杂 层次多 1 侵入定居阶段 先锋群落阶段 一些物种侵入裸岩 规律精讲精析1 群落的演替是优势取代而不是取而代之 2 群落演替存在顶极群落 演替所达到的最终平衡状态叫顶极群落 顶极群落是主要由平均温度和年降雨量所决定的 如在高温 高湿的气候条件下 顶极群落是热带雨林 在低温高湿的气候条件下 顶极群落是北方针叶林 在中温中湿的条件下 顶极群落是温带草原 在低温低湿的条件下 顶极群落是苔原 在极端缺水的条件下 顶极群落是沙漠 3 群落演替的结果 1 演替方向 演替是群落组成向着一定方向 具有一定规律 随时间而变化的有序过程 因而它往往是能预见的或可测的 一般都可以发生演替到森林阶段这一最高阶段 2 能量 总生产量增加 群落的有机物总量增加 3 结构 生物种类越来越多 群落的结构越来越复杂 4 稳定性 演替是生物和环境反复相互作用 发生在时间和空间上的不可逆变化 稳定性越来越高 规律精讲精析群落演替中生物种类 生物数量 有机物种类 土壤中腐殖质数量 草本植物数量 灌木数量的变化曲线图图1中的纵坐标可以是生物种类 生物数量 有机物 种类 土壤中腐殖质数量 图2中的纵坐标可以是草本植物 灌木的数量变化 4 群落演替的类型比较 5 人类活动对群落演替的影响 人类活动对群落演替的影响远远超过其他自然因素 会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 我们要正确看待人类生存和发展与群落演替的良性发展之间的关系 1 人类活动往往是有目的 有意识地进行 可以对生物之间以及生物与环境之间的相互关系加以控制 甚至可以改造或重建新的关系 这有利于群落演替的良性发展 实现人与自然的和谐相处 例如 我国政府为处理 好经济发展同人口 资源 环境的关系 走可持续发展的道路 推出了退耕还林 还草 还湖以及退牧还草的生态工程 2 人类活动有时也会有意或无意地将一种新的物种引入到某一群落之中 外源物种在缺乏天敌和适宜的环境中会大肆扩散和蔓延 破坏原有群落的稳定性 危及原有物种的生存或导致本地物种的灭绝 改变了原有群落演替的方向和速度 3 人类还可以经营 抚育森林 管理草原 治理沙漠 使 群落演替按照不同于自然发展的道路进行 甚至还可以建立人工群落 将演替的方向和速度置于人为控制之下 典例3 2011年安徽理综 某岛屿由海底火山喷发形成 现已成为旅游胜地 岛上植被茂盛 风景优美 下列叙述不正确的是 a 该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现 b 该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替 c 旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行 d 该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程 思路剖析 不同地段上的差异属于水平结构 空间上的垂直分布属于垂直结构 a对 人类的活动会使演替不同于自然演替的方向和速度 c对 此演替已经形成了茂盛的植被 所以一定发生过漫长的群落演替过程 d对 发生于火山 冰川泥 以及沙丘的演替是初生演替 b错 答案 b 典例4 2011年南通模拟 下图表示某地云杉林的形成过程 下列相关叙述 正确的是 a 该群落的演替属于初生演替 群落结构越来越复杂 b 在人为干扰下 可能发生 的动态变化 但不属于群落演替 c 该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果 d 在 云杉林群落中有明显的垂直结构 没有水平结构 思路剖析 该群落的演替应是次生演替 的动态变化也属于群落的演替 只是人为活动改变了演替的方向和速度 云杉林群落中有明显的垂直结构 同时也有水平结构 答案 c 1 实验过程 1 提出问题 2 制订计划 3 实施计划 准备 制作取样器 记录调查地点的地形和环境的主要情况 取样 选取取样地点 用取样器取土壤样本 并标明取样地点 时间等 采集 从土壤样本中采集小动物 观察与分类 对采集的小动物分类并做好记录 统计和分析 设计数据收集和统计表 分析所收集的数据 三 土壤中小动物类群丰富度的研究 4 得出结论 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 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 2 基本技术要求 1 从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计 2 尽可能多地收集小动物 收集小动物时 根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集 比较 4 识别命名要准确 并进行分类 5 远离危险地带 不要破坏当地环境 3 从同样营养土壤中采集的样本 多组同学进行统计 典例5 2010年安徽理综 生物兴趣小组为了调查两个河口水域的水母类动物类群 甲 乙 的种类组成及其数量特征 使用浮游生物捕捞网 网口内径50cm 网身长145cm 网目孔径0 169mm 各随机取样3次 调查结果如表 单位 个 下列关于甲 乙两个类群之间物种丰富度和种群密度的比较 正确的是 a 甲类群的丰富度大 物种2的种群密度小 b 甲类群的丰富度小 物种4的种群密度大 c 乙类群的丰富度大 物种7的种群密度小 d 乙类群的丰富度小 物种10的种群密度大 思路剖析 物种丰富度是指群落中物种数目的多少 种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数 甲类群共有7种生物 乙类群共有9种生物 甲类群的丰富度小 乙类群的丰富度大 甲类群含三个样本 物种4的个体总数为58 物种7的个体总数为120 乙类群也含三个样本 物种4的个体总数为116 物种7的个体总数为81 乙类群中的物种7的种群密度相对甲来说较小 甲类群中的物种4的种群密度相对乙类群较小 所以c项正确 答案 c 典例6 2013年南昌模拟 某生物兴趣小组要从土壤中采集大量的跳虫用于实验室培养以及采集大量的甲螨作为标本保存 选择的吸虫器最好依次是 a 乙 丁b 甲 丙c 甲 丁d 乙 丙 思路剖析 跳虫多栖息于潮湿隐蔽的场所 属于好氧型 湿棉花模拟土壤湿润环境 利于跳虫存活 因此选择乙吸虫器 而丁吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定 防止腐烂 答案 a 1 2013年重庆模拟 近年来我省某地较多的耕地缺少劳力 无人耕种 长此以往 这些耕地将会发生一系列的生态演替 随着气候变迁 沙丘 火山岩 冰川泥上也会发生一系列的生态演替 下列有关说法不正确的是 c 两种演替过程形成的群落结构都将逐渐复杂 营养级的数目都将会增加 d 与沙丘 火山岩 冰川泥上的演替相比 弃耕耕地形成森林所需的时间较短 a 弃耕耕地上发生的演替是次生演替 沙丘 火山岩 冰川泥上发生的演替是初生演替 b 初生演替形成的群落内不存在竞争现象 次生演替形成的群落内竞争现象明显 增加 所以群落内都存在竞争现象 只是初生演替的竞争现象不明显 次生演替已有土壤条件 所以形成森林更容易 所需的时间更短 答案 b 思路剖析 弃耕农田上原有的植被虽不存在 但原有土壤条件基本保留 属于次生演替 沙丘 火山岩 冰川泥上没有土壤条件 属于初生演替 随着时间的推移 两种演替过程形成的群落中的物种种类都将逐渐增加 营养结构都将逐渐复杂化 营养级的数目都将 2 2013年南昌调研 下图是 土壤中动物类群丰富度的研究 实验中常用的两种装置 下列有关叙述不正确的是 a a装置的花盆壁c和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通 b b装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集 c a装置是利用土壤动物趋光 避高温 趋湿的习性采集 d 用b装置采集的土壤动物可以放入体积分数70 的酒精溶液中 思路剖析 清楚 土壤中动物类群丰富度的研究 实验原理及实验细节是解答本题的关键 图中a装置 是在给予灯光照射的条件下收集小动物 但注意到灯的功率不高 所以主要是利用土壤小动物具有避光 的生活习性来进行采集的 答案 c 3 2013年长沙模拟 为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系 某小组进行了下列3组实验 各组实验中 每种动物初始数量相等 饲养条件相同 组1 甲种与乙种分别于两个容器中饲养 甲种数量变化如下图曲线a所示 组2 甲种与乙种于同一容器中饲养 乙种数量变化如曲线f所示 组3 乙种与丙种于同一容器中饲养 形成上 下层分离 分布 一段时间后每种动物的数量均较组1少 1 组1中 甲种动物的种群数量主要由和决定 若容器内饲养液体积为20 ml 则第40天时乙种的种群密度为 2 在某些生态系统中 存在与本实验类似的种间关系 在同一段河流中食物相同的两种鱼 分别分布在河流中央底部和临近河岸底部 其种间关系与图中曲线代表的类似 其分布体现生物群落的结构 在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后 一种数量增加 另一种减少 其种间关系与图中曲线 代表的类似 思路剖析 考查种群增长规律和种间关系 也考查识图分析综合能力 1 组1中 甲种与乙种分别于两个容器中饲养 甲种数量变化为曲线a 表现为 s 型增长 因食物相同 饲养条件相同 所以此时乙种数量变化也应表现为 s 型增长 应是曲线c d e之一 此时甲种动物的种群数量主要由出生率和死亡率决定 组2 甲种与乙种于同一容器中饲养 乙种数量变化如曲线f所示 因食物相同 所以甲种与乙种 生物之间应属于竞争关系 各组实验中 每种动物初始数量相等 饲养条件相同 此时甲种与乙种生物数量增长都应比在组1中单独培养慢 因而组1中乙种生物数量增长要比组2中的高 变化曲线应为c 因d e比f在前面增长慢 则第40天时乙种的种群数量为600只 而容器内饲养液体积为20ml 所以此时乙种的种群密度为600 20 30只 ml 组3 乙种与丙种于同一容器中饲养 形成上 下层分离分布 一段时间后每种动物的数量均较组1少 因组1中甲种与乙种生物数量变化曲线为a c 所以此时乙种与丙种生物数量变化曲线 应为d e 这样一来在组2中甲种生物数量变化曲线就是b 2 题干所述 在某些生态系统中 存在与本实验类似的种间关系 是解题的突破口 在同一段河流中食物相同的两种鱼 分别分布在河流中央底部和临近河岸底部 其种间关系与实验组3中的乙种和丙种生物相似 由于种间关系是两种生物 应是两条曲线d和e 其分布体现生物群落的水平结构 在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后 一种数量增加 另一种减少 其种间关系与实验组2中的甲种和乙种生物相似 应是曲线b和f 答案 1 出生率死亡率30只 ml 2 d和e水平 b和f 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 基础再现 下列有关群落的叙述 正确的是 a 群落中动物在水平方向上的分布一般都是均匀的 b 大鱼吃同种的小鱼属于群落中种间的捕食关系 c 人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的方向和速度进行 d 调查群落中植物和动物类群丰富度的常用方法分别是样方法和标志重捕法 吃同种的小鱼属于种内斗争 样方法和标志重捕法分别是调查植物和动物种群密度的常用方法 答案 c 思路剖析 动物的水平分布一般是不均匀的 大鱼 2 基础再现 土壤动物具有趋暗 趋湿 避高温的习性 下图a b c d4种土壤微型节肢动物分离收集装置中 最合理的是 思路剖析 a装置可造成类似高温 明亮的效果 对土壤动物造成不利刺激 使其趋向收集瓶 比较而言 是最合理的装置 其他三个装置对土壤动物造成的 影响均不如a装置明显 答案 a 3 基础再现 从生物学角度来看 下列古代诗句中表现为竞争关系的是 a 黄梅时节家家雨 青草池塘处处蛙 b 种豆南山下 草盛豆苗稀 c 几处早莺争暖树 谁家新燕啄春泥 d 两个黄鹂鸣翠柳 一行白鹭上青天 相互争夺空间 阳光 肥料 水分等资源 因此表现为竞争关系 选项c描述的是早春气候还冷 黄莺为向阳的树枝而相互争斗 实际上是繁殖中的一种占区行为 燕子用喙衔泥草 并混以唾液在屋檐下的筑巢行为 选项d描述的是同种动物因觅食 防御 繁殖等原因而生活在一起的群聚现象 答案 b 思路剖析 选项a描述的是青蛙冬眠过后鸣叫与交配繁殖 选项b描述的是豆苗和草共同生活在一起 4 基础再现 下列属于初生演替的实例是 a 苔藓 地衣 草本植物b 地衣 草本植物 苔藓 c 地衣 苔藓 草本植物d 草本植物 苔藓 地衣 思路剖析 初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者是原来存在过植被 但被彻底消灭了的地方发生的演替 初生演替的开拓者是地衣 地衣能为苔藓提供可生存的基本营养 答案 c 5 视角拓展 下列有关种群和群落的叙述 正确的是 a 种群 s 型增长曲线表示种群数量和食物的关系 b 繁殖季节里 成年鲈鱼吞食幼小鲈鱼的行为属于捕食 c 捕食和竞争等关系对维持群落的相对稳定具有重要作用 d 人类活动不能改变群落的演替方向 但能改变演替速度 思路剖析 种群的 s 型增长曲线是表示种群在一个资源有限的环境中的数量增长方式 捕食一般指发生在不同物种之间的食物关系 成年鲈鱼吃幼小鲈鱼 应该属于种内斗争 人类的活动既能够影响群落演替的方向 又能影响群落演替的速度 让群落演替以不同的速度向不同的方向进行 答案 c 6 视角拓展 下列关于群落演替的说法 不正确的是 a 每一个演替阶段所经历的时间可能不同 b 在温暖潮湿的条件下演替进展快 在寒冷干燥的条件下进展慢 c 在群落演替不同阶段中 优势种不同 d 裸岩 弃耕的农田能演替为森林 湖泊不会演替为森林 思路剖析 群落演替的每一个阶段所经历的时间可能是不同的 温暖潮湿的条件下植物生长繁殖快 演替就快 裸岩 弃耕的农田 湖泊在气候适宜 水分充足时都能演替为森林 答案 d 7 视角拓展 下图反映了种群密度变化与环境因素的关系 据图分析错误的是 a 若环境条件稳定 持续时间长 则足以使一种生物被竞争排除或发生生态位变化 b 若环境条件频繁变化 则常常不出现竞争排除现象 环境因素较为稳定 d 自然群落中的竞争排除现象是有限的 这是因为自然环境总是不断变化的 思路剖析 从图中可以看出 若环境条件频繁变化 则常常不出现竞争排除现象 若环境条件比较稳定 则竞争排除现象比较明显 海洋和湖泊中浮游植物种类繁多 并不是因为这些水体的环境因素较为稳定 答案 c c 海洋和湖泊中浮游植物种类繁多 是因为这些水体的 8 视角拓展 为了研究某降水丰沛 气温较高的山区群落演替规律 生态学家利用把同一时间内的不同群落当做同一群落不同演替阶段的原理 研究了灌草丛 针阔叶混交林 常绿阔叶林和针叶林等4个群落的相关特征 结果如下表 注 叶面积指数是指单位土地面积上的叶片总面积 下列有关说法正确的是 a 该地区群落演替过程中 其叶面积指数逐渐减小 b 该地区群落演替过程中 前期的干物质量增长迅速 后期增长缓慢 c 四个群落中灌草丛和常绿阔叶林有垂直结构 其余两个群落则没有 d 植被干物质的量只与群落中植被的光合作用 呼吸 作用有关 思路剖析 根据表格信息可知 演替的顺序为灌草丛 针叶林 针阔叶混交林 常绿阔叶林 演替过程中 叶面积指数增大 是一种适应 水平结构与垂直结构是不同方面的分析 各个群落都应该具有的 植被干物质的量与光合作用 呼吸作用密切相关 但不是唯一相关因素 还与微生物的分解作用 水分 温度等相关 答案 b 二 非选择题 本题共4小题 共52分 9 基础再现 13分 根据群落演替的理论 在裸岩上经过一定的时间 最终会演替出森林 请据此回答问题 1 光裸的岩地上最终演替出森林 其过程大致是 2 地衣首先在裸岩上定居 同时 地衣分泌的腐蚀了坚硬的岩石表面 加速了岩石风化成的过程 3 各种昆虫及其他小动物开始进入生物群落的阶段是 4 地衣阶段与苔藓阶段相比 土壤中的有机物含量较多的是 微生物种类较多的是 答案 1 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 森林阶段 2 有机酸土壤 3 草本植物阶段 4 苔藓阶段苔藓阶段 10 视角拓展 12分 农田弃耕后 很快就会长满一年生的杂草 现有一已演替至灌木阶段的农田 在外界条件基本不变 且无人为干扰的情况下 将来有可能演替至森林阶段 请据图回答 1 该农田的演替进程比初生演替更快 主要原因是土壤条件优越甚至还保留了植物的或其他 2 从杂草阶段演替到灌木阶段 食物链很容易发生变化 其主要原因是的种类和数量发生了明显变化 3 如果上图中曲线b c表示该群落中植物物种数或个体数的变化 则曲线b表示 曲线a表示该群落所含的变化 4 该农田在演替至森林阶段的进程中 阶段最易遭受外来物种的入侵而使占优势的物种发生变化 如果在灌木阶段遭遇一场火灾 烧掉了灌木下的草本植物 但对灌木影响不大 则演替进程 填 加快 或 基本不变 但是往往会使群