2021_2022高中生物第4章种群和群落3群落的结构学案新人教版必修320210313256

1、第3节群落的结构必备知识自主学习一、群落的概念、物种组成及种间关系1.群落：(1)概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。(2)群落的特征：物种丰富度、种间关系、空间结构等。2.群落的物种组成：(1)意义：是区别不同群落的重要特征。(2)衡量指标：物种丰富度，即群落中物种数目的多少。(3)规律：不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富；海拔越高，物种丰富度越低。3.种间关系：连一连：将种间关系、特点、实例连起来。二、群落的空间结构与土壤中小动物类群丰富度的研究1.群落的空间结构：(1)概念：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。

2、(2)形成原因：在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。(3)意义：有利于群落整体对自然资源的充分利用。2.空间结构的类型：3.土壤中小动物类群丰富度的研究：(1)方法：(2)实验步骤：(3)得出结论：组成不同群落的优势物种是不同的，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。科学家研究了我国从东北到海南及从沿海到内陆的木本植物的丰富度，发现越靠近热带及沿海地区，单位面积内的物种越丰富，请分析影响丰富度变化的主要环境因素。提示：温度和降水。关键能力合作学习知识点一 种群与群落、种间关系的比较1.种群和群落的比较：比较项目种群群落研究对象

3、一定区域内同种生物个体的总和一定区域的所有种群组成单位生物个体(包括幼年、成年和老年个体)生物种群(包括植物、动物和微生物)主要特征种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例和空间特征等物种的多样性、群落结构、丰富度、优势种、种间关系、群落演替等关系群落以种群为基本单位，是各个种群的集合体特别提醒：种群内的不同个体通过种内关系组成一个有机整体，群落则是不同种群之间通过种间关系形成的有机整体。同一物种在不同区域可以有多个种群，但一个种群内的个体一定属于同一物种。2.种间关系的比较：关系名称数量坐标图特点举例互利共生相互有利，分开后至少一方不能生存。数量上呈现出“同增同减”的同步

4、性变化地衣内的真菌和藻类；大豆与根瘤菌寄生-对寄主有害，对寄生生物有利。分开后，寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌竞争两种生物生存能力不同：数量上呈现出一种占优势，另一种被淘汰农作物与杂草；大草履虫与双小核草履虫两种生物生存能力相同牛与羊捕食一种生物以另一种生物为食。数量上呈现出“被捕食者先增加先减少，捕食者后增加后减少”的不同步性变化羊与草；狼与兔；食虫草与昆虫特别提醒：与种间关系有关的两组易混概念(1)混淆捕食与竞争。竞争是不同种生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争，并不以获取对方当食物为目的。捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是

5、获得食物与能量，用以维持自身的生存，以下情况不属于捕食：a.一种生物以非生物为食，如牛饮水；b.一种生物以同种的幼体为食，如鲈鱼以本物种的幼鱼为食，这属于种内斗争。(2)混淆种内斗争与种间竞争的关系。简记：“同斗争”，“异竞争”。a.“同斗争”：同种生物争夺资源和空间是种内斗争，如公羚羊争夺配偶。b.“异竞争”：不同种生物争夺资源和空间是种间竞争，如水稻和稗草争夺阳光。1.情境探究：乌鳢(黑鱼)是一种凶猛的肉食性鱼类，在缺乏食物时会以自己的幼鱼为食，此时乌鳢与其幼鱼之间属于什么关系？ (科学思维)提示：同种生物之间因争夺配偶或食物等而发生的斗争属于种内斗争。2.教材二次开发：大草履虫和双小核草

6、履虫混合培养时，二者之间竞争强度变化趋势是怎样变化的？(科学思维)提示：弱强弱。如图甲、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，下列叙述错误的是()A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示B.噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示C.甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系D.图丙中实验初期，种内互助与斗争并存，后期X的种内斗争加剧【解题思维】【解析】选B。由曲线中两种生物的种群数量变化情况可判断：图甲为互利共生关系，可用来表示豆科植物与根瘤菌的数量变化；图乙为捕食关系，而噬菌体与细菌之间是寄生关系，所以两者的种群数量变化关系不能用图乙表示；图丙为竞争关系，

7、X种群在竞争中处于优势且将另一种群淘汰，这与种内互助有关，实验后期X种群密度增加，种内斗争加剧。【审答误区】本题常见错误有两种(1)易混淆捕食与竞争的曲线：捕食的曲线呈现出“被捕食者先增加先减少，捕食者后增加后减少” 不同步性变化；而竞争是“一种占优势，另一种被淘汰”的变化。(2)易混淆竞争与寄生的关系：寄生虫初期数量增加，寄主数量不变或减少，没有全部死亡。【母题追问】(1)豆科植物与根瘤菌之间能否相互提供能量？为什么？提示：不能。豆科植物为根瘤菌提供有机物和能量，根瘤菌为豆科植物提供含氮无机物，而不能为豆科植物提供能量。(2)图丙能否可以用来表示大草履虫和双小核草履虫的竞争关系呢？竞争的结果

8、是否都和图中结果一样即都有一方淘汰？提示：不能。除了这种“一种占优势，另一种被淘汰”的方式，还可能出现两种生物生存能力相同，哪一种都不能被淘汰的形势，例如草原上的各种草食性动物。【方法规律】三种种间关系曲线辨析技巧(1)互利共生曲线：数量上同时增加，同时减少，呈现出“同增同减”的同步性变化。(2)捕食关系曲线：数量上呈现“被捕食者先增加先减少，捕食者后增加后减少”的不同步性变化(一般不会导致某种生物灭绝)。(3)竞争关系曲线：数量上呈现出“一种占优势，另一种被淘汰”的变化。(2020山东等级考)为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如图所示。下列叙述错误的

9、是()A.单独培养条件下，甲藻数量约为1.0106个时种群增长最快B.混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在1012天增长缓慢的主要原因C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”型增长D.混合培养对乙藻的影响较大【解析】选B。本题主要考查种群和群落。由图中曲线变化趋势可知，单独培养条件下，甲藻数量的环境容纳量(K值)为2.0106个，种群数量增长速率为K/2时，即数量约为1.0106个时种群增长最快，A项正确；混合培养时，图中在1012天甲藻种群数量达到K值，且乙藻种群数量接近为0，此时限制甲藻种群数量增长的主要因素是种内斗争，B项错误；单独培养乙藻时种群数量呈“S”型增长，C项正确；图中混合培养时

10、，甲、乙两种藻类起始数量相同，到1012天时甲藻数量达到环境容纳量，而乙藻接近灭绝，则混合培养对乙藻的影响大，D项正确。【补偿训练】有一种蜱虫生活在牛的体表。当它用螯肢刺破牛皮肤吸食甲牛的血液(其中含血孢子虫)以后，再吸食乙牛的血液时，使乙牛也得了血孢子虫病，蜱虫与牛的关系和血孢子虫与牛的关系分别是()A.互利共生、寄生B.寄生、寄生C.竞争、寄生D.捕食、互利共生【解析】选B。由题干可知，蜱虫生活在牛的体表，以牛的血液为食，蜱虫与牛的关系为寄生；血孢子虫生活在牛的血液中，也以牛的血液为食，血孢子虫与牛的关系也为寄生。知识点二 群落的结构与土壤中小动物类群丰富度的研究1.群落空间结构分析：(1

11、)垂直结构。B处的结构分析如下：C处的结构分析：由于不同光质的波长不同，所含有的能量不同，穿透力不同，导致了不同藻类的垂直分布。(2)水平结构。主要影响因素：地形是影响植物分布的主要因素，原因是不同区域的温度不同。其他影响因素：光照强度、土壤湿度、土壤盐碱度、人与动物的影响等。2.土壤中小动物类群丰富度的研究：(1)实验原理。土壤：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物良好的栖息场所。取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。(2)丰富度的统计方法。记名计算法：指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目。一般用于个体较大、种群数量有限的群落

12、。目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等。(3)用具分析：诱虫器(图A)：诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置，诱虫器利用土壤动物具有避光、趋湿、避高温的习性，使土壤动物远离光源、热源。吸虫器(图B)：吸虫器中纱布的作用是防止吸气时将土壤中的小动物吸走。【特别提醒】土壤中小动物类群丰富度的研究注意问题从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中动物的避光性和趋湿性来收集。从同样营养土壤中采集的样本，进行多组统计比较。识别命名要准确，并进行分类。远离危险地带，不要破坏当

13、地环境。情境探究潮间带介于陆、海之间，是大陆边缘的一个狭窄地带，交替处于水和空气的影响之下。潮间带每天要经过几次涨落潮，由于潮间带地质的不同，分布的动植物变化也很大。海岸不同潮间带的物种分布差异能否看作群落的垂直结构？为什么？(科学思维)提示：不能。不同潮间带，其所处区域的条件(如光照、海水浸入程度、植物或动物分布等)差异较大，不同地段分布的物种类型不同，这应属于群落的水平结构而不属于垂直结构。 (2020南昌高二检测)如图为植物群落生长的分层现象，对此现象解释不合理的是()A.分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式B.决定这种现象的环境因素除光照外，还有温度等C.种植玉米时，因植物群

14、落分层现象的存在，所以要合理密植D.在农业生产上，可以充分利用这一现象，合理搭配种植的品种【解题思维】【解析】选C。分层现象是群落的空间结构中垂直结构的体现，所以它也是植物群落与环境条件相互联系的一种形式，A正确。植物群落中的分层现象受多种生态因素的影响，如光照、温度、湿度等，B正确。合理密植从生态因素的角度上看是减轻种内竞争，从而保证充足的阳光和CO2的供应，C错误。在农业生产上可以根据分层现象的存在，合理套种，搭配种植适当的品种，从而提高农业生产力，D正确。【审答误区】(1)易与水平结构混淆：在同一区域植物的分层为垂直结构。 (2)对植物垂直分布的原因理解错误：不同农作物的合理搭配，主要体

15、现在对阳光的利用上。【母题追问】(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？提示：A处不同高度的山坡上的植物属于不同的生物群落，不属于群落的垂直结构，属于植物的梯度分布。(2)B、C两处自然区域内植物的分布状况，分别属于群落的哪种空间结构？提示：B处垂直结构；C处垂直结构。【类题精练】1.(2020济南高二检测)森林群落中由于老龄树木死亡造成林冠层出现空隙，称为林窗。研究者调查了某森林中林窗与林下的土壤动物群落，得到如图所示的结果。据此不能推断出()A.在各层次中林窗的土壤动物丰富度均高于林下B.光照明显影响了土壤动物群落的垂直结构C.林窗和林下土壤动物种类随深度的增

16、加而减少 D.林窗和林下不同层次的土壤动物的种群密度相同【解析】选D。由题图可知，在各层次中林窗的土壤动物丰富度均高于林下，A正确。随着枯落物层深度的增加，土壤动物种类数逐渐减少，由此可知光照明显影响了土壤动物群落的垂直结构，B正确。由题图可知，林窗和林下土壤动物种类随深度的增加而减少，C正确。由题图可知，林窗和林下不同层次的土壤动物的种群密度各不相同，D错误。2.(2020太原高二检测)下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法，错误的是()A.对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征B.调查该土壤中小动物类群丰富度时，可采用标志重捕法进行调查C.利用小动物的避光避热性，可

17、采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物D.可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小动物类群丰富度【解析】选B。对于无法知道名称的小动物，不可忽略，因为它们也是群落物种丰富度的一部分，应记录下它们的特征，后期进行区分，A正确。调查土壤中小动物类群丰富度时方法为取样器取样法，不可采用标志重捕法，B错误。由于在土壤中长期生活，所以土壤小动物具有避光、避热性，所以可以采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物，C正确。为了实验结果的准确性，可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小动物类群丰富度，D正确。【补偿训练】分布在热带稀树灌丛或稀树草丛中的梅花雀，雌雄在灌丛中活动的空间不

18、一样，雄性个体偏好上层活动，雌性个体偏好下层活动。对于此现象分析正确的是()A.热带地区四季温度较高，梅花雀所在的群落没有时间结构B.雌雄雀活动空间的差异可能是对光照的需求不同引起的C.雌雄雀活动空间的差异与群落的垂直结构有关D.雌雄雀活动空间的差异不利于它们繁殖后代【解析】选C。梅花雀所在的群落没有季节变化，但可能会有昼夜变化，A错误。雌雄雀活动空间的差异主要是栖息空间和食物条件引起的，B错误。雌雄雀活动空间的差异与群落中植物的垂直结构有关，C正确。雌雀和雄雀活动的空间不同但不影响它们产生后代，D错误。核心素养情境探究【科技情境】2011年，斯普利比尔使用现代遗传学手段，研究当地的两种地衣，

19、其中一种会制造一种叫做狐衣酸的强力毒素，呈现黄色；另一种则缺乏这种毒素，呈深棕色。这两种地衣看起来截然不同，被分类为两个“物种”已有一个世纪的历史。在显微镜下，地衣由一层紧实的外壳包裹着绵软的内芯。藻类就嵌在那层厚厚的外壳上，子囊菌(一种真菌)也长在那里，只不过它们的菌丝向内部分支，构筑成海绵状的内芯。担子菌(另一种真菌)在外壳的最外层，就在另外两个“伙伴”的周围。探究：(1)请概述斯普利比尔的研究前后，人们对地衣共生生物的认识。(科学思维)提示：斯普利比尔的研究之前，人们认为单一真菌与单一微型藻类结伴相生；研究之后人们认为子囊菌和担子菌两种真菌和一种藻类共生。(2)请结合本文和所学知识概括互

20、利共生的概念。本文中的研究对地衣学的概念进行了修正，你觉得还有哪些谜团有待解开呢？(科学探究)提示：互利共生指两种或者三种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。既然地衣是由担子菌、子囊菌和藻类共同组成的，那么担子菌、子囊菌和藻类是如何相互有利的？【材料情境】北美奇瓦瓦沙漠中的啮齿动物和蚂蚁均以植物种子为食，啮齿动物喜食大粒植物的种子，蚂蚁喜食小粒植物的种子。19741977年间连续研究两种动物的关系，结果如图所示。探究：(1)啮齿动物和蚂蚁间是否存在竞争关系？有什么依据？(科学思维)提示：沙漠中的啮齿动物和蚂蚁都以植物种子为食，另外两者巢穴都在地下，说明蚂蚁和啮齿动物之间存在竞争关系。(2)

21、如果将沙漠中的啮齿动物移除，蚂蚁种群数量会发生怎样的变化？(科学思维)提示：由于啮齿动物喜欢取食大粒种子，大粒种子植物在与小粒种子植物的竞争中处于优势，移走全部啮齿动物后，大粒种子植物因为没有捕食者以及和小粒种子植物在竞争中处于优势而数量急增，小粒种子植物占劣势，进而蚂蚁的数量减少。课堂检测素养达标1.关于群落及其特征，下列叙述正确的是_。一定地域内所有动物和植物构成群落“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是竞争洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成了群落的水平结构在单位面积或体积中某物种的个体数量多少称为物种丰富度乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构【解析】选。一定地域内所有动物

22、、植物和微生物构成群落，错误；苗与草之间竞争水分、无机盐和光照，正确；洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，是由于湖底地形起伏等因素导致的，属于群落的水平结构，正确；群落中物种数目的多少称为物种丰富度，错误；乔木层的疏密程度影响草本植物的照光，会影响草本层的水平结构，错误。2.(2020绍兴高二检测)水生群落由于光的穿透性、温度和氧气的分布，自上而下分为四层是由于群落存在()A.垂直结构B.水平结构 C.时间结构D.营养结构【解析】选A。水生群落的层次性即垂直结构，主要由光的穿透性、温度和氧气决定，A正确。3.下列不属于群落水平研究范畴的是()A.池塘中有多少种群，哪些种群在数量上占优势B

23、.池塘中各个种群之间的相互关系是怎样的C.池塘中鲫鱼种群的种群密度D.池塘中各个种群分别占据什么位置【解析】选C。池塘中有多少种群，哪些种群在数量上占优势，属于群落水平研究范畴，A不符合题意。池塘中各个种群之间的相互关系是怎样的，属于种间关系，属于群落水平研究范畴，B不符合题意。种群密度是种群数量的基本特征，属于种群水平研究范畴，C符合题意。种群分别占据什么位置，是群落中的生态位，属于群落水平研究范畴，D不符合题意。4.下列关于“丰富度”的说法，正确的是()A.调查土壤中小动物类群丰富度可采用标志重捕法B.甲池塘鲫鱼数量多于乙池塘，则甲池塘鲫鱼丰富度较高C.经过群落繁衍，不同群落的物种丰富度均

24、达到相同水平D.森林中物种数目多于河流，则森林的物种丰富度高于河流【解析】选D。由于土壤小动物身体微小，而且活动能力强，所以不能用样方法和标志重捕法调查丰富度，可采用取样器取样的方法进行采集、调查，A错误。丰富度是指同一地点的不同物种数目的多少，而不是种群中个体数目的多少，B错误，D正确。经过群落繁衍，不同群落的物种丰富度不一定均达到相同水平，C错误。5.在统计土壤中小动物的类群丰富度的实验中，某小组设计的采集小动物的装置如图所示，下列说法正确的是()A.采集的原理是利用土壤动物的趋光性B.灯罩的功能是防止昆虫逃跑C.金属筛网阻止小动物向下移动D.广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液【解

25、析】选D。采集的原理应是利用土壤小动物的趋暗、避高温、趋湿的生活习性，A错误。灯罩的功能是为了保证更多的光线和热量集中到土壤样品，B错误。一些小动物正是通过金属筛网向下移动进入广口瓶的，C错误。广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液，目的是使爬出来的小动物掉入酒精溶液内死亡，便于统计计数，D正确。6.下列关于群落的说法，错误的是()A.某池塘中全部鱼是一个群落B.一般越靠近热带地区，物种的丰富度越大C.森林中植物的垂直分层主要受光照的影响D.森林中动物的垂直分层主要是受食物种类的影响【解析】选A。群落包括某自然区域内的全部生物，而池塘中全部鱼只是其中的一部分生物。热带地区一般温度适宜且雨水充沛，物种丰富度较大，故越靠近热带地区，物种