人教版(新教材)高中生物选择性必修2学案：2 1 2 群落的空间结构、季节性、生态位及研究土壤中小动物类群的丰富度

人教版(新教材)高中生物选择性必修2PAGEPAGE1第2课时群落的空间结构、季节性、生态位及研究土壤中小动物类群的丰富度〖学习目标〗1.描述群落的空间结构和季节性。2.阐述生态位的概念及生态位分化的意义。3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。〖素养要求〗1.生命观念：分析群落的空间结构、研究不同物种的生态位，树立进化与适应观。2.科学探究：通过“研究土壤中小动物类群的丰富度”的实验，培养科学研究计划的制订和实施能力。一、群落的空间结构1．垂直结构(1)特点：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。(2)植物的分层①决定因素：与植物对光的利用有关。②其他因素：a.决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件；b.决定植物地下分层的环境因素有水分、无机盐等。③意义：显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。(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栖息空间和食物条件。2．水平结构(1)特点：常呈镶嵌分布。(2)决定因素：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。判断正误(1)森林有垂直结构，草原只有水平结构()(2)群落的分层现象不仅表现在陆地上，也表现在水域中()(3)一片竹林中的箭竹高矮不齐体现了群落的垂直结构()(4)在海拔高度不同的山坡上分布着不同的植物类群，说明群落具有垂直结构()(5)洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构()〖答案〗(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√探讨点群落的空间结构如图a、b、c分别代表在－200m～3800m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。回答下列问题：(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环境因素是什么？这是群落的垂直结构吗？〖提示〗温度。这不是群落的垂直结构。(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环境因素是什么？这是群落的垂直结构吗？〖提示〗b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的；c处藻类植物的分层现象是受光质(光的波长)影响形成的。这是群落的垂直结构。(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？〖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。(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？〖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。同种生物如桦树的不同分布属于种群层次，不能构成垂直结构。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。核心归纳群落的空间结构类型及分析(1)垂直结构①森林中的垂直分层现象②海洋中的垂直分层现象原因：决定水生植物分层的主要因素是光的波长，不同波长的光在水中透射能力不同，波长越短，透射能力越强。(2)水平结构①特点：镶嵌分布。②影响因素：地形的变化是影响植物水平分布的主要因素，原因是不同高度的温度不同。除上述影响水平结构的因素外，还有光照强度的不同、土壤湿度和盐碱度的差异、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等。(3)群落结构的形成及意义①形成：生物群落垂直结构与水平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：提高了群落利用阳光等自然资源的能力。1．下列关于生物群落的叙述，错误的是()A．群落中植物的垂直分层现象与光照强度有关B．草原中动物没有垂直分层现象，树林中动物具有垂直分层现象C．群落中动物的垂直分层现象与植物有关D．群落中植物的水平分布现象与地形有关〖答案〗B〖解析〗无论是草原中还是树林中，动物都具有垂直分层现象，B错误；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，决定了动物的垂直分层现象，C正确；群落中植物的水平分布受地形等因素的影响，D正确。2．下列有关群落结构的叙述，错误的是()A．同一座高山的山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，体现了群落的垂直结构B．群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力C．不同种类的淡水鱼占据不同水层而出现分层现象，这与各种淡水鱼的食性有关D．不同地段的种群在水平方向上呈现斑块状分布属于群落的水平结构〖答案〗A〖解析〗同一座高山不同海拔地带分布着不同的群落类型，不是群落的垂直结构，A错误。二、群落的季节性和生态位1．群落的季节性由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。2．生态位(1)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。(2)研究范围①动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。②植物：在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，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。判断正误(1)群落的外貌和空间结构具有季节性规律的变化()(2)四大家鱼的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位()(3)如两种动物的生活空间相同，则它们的生态位就完全相同()〖答案〗(1)√(2)√(3)×探讨点1分析当地自然群落中某种生物的生态位请根据课本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？〖提示〗绿翅鸭和鹤鹬选择觅食生境的策略基本相同，两者均选择生境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3个生境中均出现，在生境3出现的概率高于前两处。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？〖提示〗不一定。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。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？〖提示〗以绿翅鸭为例，绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝壳沙砾等，绿头鸭也是，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壳沙砾。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。〖提示〗描述鸟类的生态位，通常需要考虑它们的觅食生境、栖息地、食物及与其他物种的种间关系等。以青脚鹬为例，它们的觅食生境包括低潮盐沼——光滩带、海三棱藨草带及海堤内鱼塘——芦苇区；主要以草屑、螺类、甲壳类为食；青脚鹬与鹤鹬存在明显的种间竞争，因为它们都以草屑和螺类为主要食物，青脚鹬与绿翅鸭、绿头鸭也存在种间竞争，因为它们都捕食螺类，青脚鹬和绿头鸭还捕食甲壳类。探讨点2思维训练·溯因推理某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄，短吻鳄会捕捉鲈鱼，而鲈鱼又是人们喜爱的美味。当地居民为了提高鲈鱼的产量而大量捕杀短吻鳄。在短吻鳄被捕杀几乎绝迹后，鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量比原来竟然还下降了。追溯原因，有人提出了以下可能：A．气候变化造成鲈鱼食物短缺；B．短吻鳄捕食的另一种鱼以鲈鱼为食；C．捕杀短吻鳄前鲈鱼的种群已经衰退；D．人类主要捕捞鲈鱼幼龄鱼造成种群衰退。以上四种解释都有道理吗？你认为哪种是最可能的原因？作出推断后，应该怎样进一步判别？〖提示〗提出的四种解释都有一定道理。鲈鱼种群数量下降可能是多种因素共同作用的结果。但仅根据所给信息判断，B说法是最可能的原因。这是因为湖泊中一般生活着多种生物，各个种群之间存在着复杂的种间关系和相互作用，短吻鳄是顶级捕食者，捕食多种鱼类和其他动物，鲈鱼则以小鱼、虾、贝类、浮游动物等为食。当短吻鳄几近消失时，被它捕食的动物数量可能会增长，进而影响原本比较稳定的群落结构，最终影响鲈鱼的种群数量。作出推测后，应深入调查湖泊中的物种组成及其相互关系，尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种，看看它们的种群数量发生了哪些变化，从而作出进一步的判别。要判断A、B、D的解释是否合理，也需要做更多调查。例如，调查湖泊所在地是否发生了气候变化，气候变化对湖泊中的生物带来了哪些影响，人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的，等等。核心归纳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，占用的资源以及与其他物种的关系等。(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(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。(3)人们根据动物或植物的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。3．下列有关群落季节性的叙述，错误的是()A．群落的季节性往往随阳光、温度、水分的季节性变化而变化B．群落的季节性表现在外貌和结构随季节变化而发生规律性变化C．不同季节里，有些群落中物种丰富度变化明显，有些群落物种丰富度变化较小D．草原上动物的迁徙、海洋中鱼类的洄游等活动与群落的季节性变化无关〖答案〗D〖解析〗群落的季节性变化可表现在草原上动物的迁徙、海洋中鱼类的洄游等方面，D错误。4．生态位是指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。下列说法错误的是()A．不同物种的生态位可能会出现重叠现象B．同一环境中的两个生态位相同的物种，常常会由于食物或生活资源而发生竞争C．两种鸟的觅食生境相同，则它们的生态位就完全相同D．如果环境发生重大变化，某种生物的生态位可能会随之改变〖答案〗C〖解析〗动物的生态位包括栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等，仅觅食生境相同，生态位不一定完全相同。三、研究土壤中小动物类群的丰富度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。探讨点1土壤小动物的采集和统计1．诱虫器的选择土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。根据这个习性，我们应该选择怎样的诱虫器呢？〖提示〗选择A项的诱虫器。2．采集小动物(1)用诱虫器采集(如图)①土壤和花盆壁之间为什么要留一定的空隙？〖提示〗为了使空气流通。②酒精起什么作用？〖提示〗杀死和保存小动物。(2)简易采集法①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，可用包着纱布的镊子将其取出来。②体型较小的小动物可用吸虫器采集。下列为两种吸虫器。请思考：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？〖提示〗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。3．统计小动物丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法，前者一般适用于什么样的群落？〖提示〗记名计算法一般适用于个体较大，种群数量有限的群落。探讨点2调查方法比较请将下列方法进行归类(填序号)：①样方法②抽样检测法③取样器取样法④标记重捕法⑤记名计算法⑥目测估计法(1)用于调查种群密度的方法有①②④。(2)用于调查群落丰富度的方法有③。(3)用于统计群落丰富度的方法有⑤⑥。核心归纳1．土壤小动物的采集及统计(1)使用诱虫器采集小动物时利用了土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特点。(4)注意区分丰富度的两种统计方法①记名计算法是指在一定面积(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。②目测估计法是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有：非常多、多、较多、较少、少、很少，等等。2．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就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计该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5．(2021·河南郑州月考)下列关于“研究土壤中小动物类群的丰富度”的叙述，正确的是()A．土壤动物群落不存在分层现象B．目测估计法一般用于个体较大、种群数量有限的个体C．取样时尽量不要破坏环境，并标明取样地点和时间等D．对于无法知道名称的小动物，可忽略不计〖答案〗C〖解析〗群落都有垂直结构(分层现象)和水平结构，A项错误；记名计算法一般用于个体较大、种群数量有