第1課時群落的結構和生物在群落中的生態(tài)位目標導讀1.結合教材P7879實驗，學會測定群落中物種多樣性的計算方法。2.結合教材P80圖317，理解群落的垂直結構和水平結構，分析其影響因素。3.結合教材P8182調查、P82閱讀與分析、P83圖319闡述生態(tài)位概念，掌握生態(tài)位的重疊、競爭和分化。重難點擊 群落的空間結構、生態(tài)位的分化。一群落中的物種多樣性自然界中，生活在同一地區(qū)的生物種群之間都有著或遠或近的相互關系，它們構成了群落。群落的基本特征是其物種的組成。結合教材內容分析：1群落的概念如圖，池塘中的水面、水中、水底生活著多種生物，請分析以下問題：(1)已知肉食性魚以一些小型魚為食，小型魚以浮游動物和浮游植物以及其他一些水生植物為食，植食性魚類以浮游植物和水生植物為食，那么當肉食性魚大量減少時，其他種群的數量如何變化？答案池塘中的肉食性魚大量減少，小型魚因天敵減少，數量會大量增加，池塘中浮游動物、浮游植物以及其他一些水生植物數量會大量減少。隨著時間的推移，植食性魚類等生物也因食物來源減少而數量減少。(2)由(1)可知，生活在該池塘的各個種群不是獨立存在的，它們相互制約，又相互依存。它們構成的這個有機體就是群落，其含義為：占有一定空間的所有生物種群的集合體。(3)請判斷下列描述是不是群落(“”表示不是，“”表示是)：一片草原上的全部蒲公英()一片草原上的全部動植物()某菜市場上出售的雞、鴨、魚、蘑菇、木耳和蔬菜等所有生物()一片果園中的草本植物、小灌木、果樹、動物、微生物等所有生物()(4)由上述分析，請思考理解群落的概念需要抓住哪些關鍵點，其內涵是什么？答案2群落中物種多樣性的測定群落的結構是以群落中生物的種類組成為基礎的。試結合教材，探索群落中物種多樣性的測定方法。(1)實驗原理：物種多樣性是代表群落組織水平和功能的基本特征。辛普森指數是測定群落組織水平的指標之一，辛普森指數大，表示物種多樣性程度高。(2)方法步驟選取樣方：選擇一塊野草地和一塊種植區(qū)，劃出同樣面積的樣方。生物密度低的樣方要大一些，生物密度高的樣方可小一些。統(tǒng)計記錄：統(tǒng)計樣方內的動、植物種類數和每一種的個體數(對不認識的生物要進行檢索，查出生物的名稱)，將有關數據記錄在表格中。群落物種多樣性記錄表種類編號123456個體數量物種多樣性指數計算舉例：一個群落中有6個物種，個體數分別是2、3、5、7、8、9，則辛普森指數為D4.983。(3)結果分析：群落中只有一個物種時，辛普森指數1，數值最?。蝗郝渲形锓N越多，辛普森指數越大。3下面是玉米田群落和雜草地群落的照片，據圖分析：(1)二者相比，雜草地群落的辛普森指數高。(2)玉米田群落中，玉米數量最多，生產量大，在群落中起主要作用，稱之為優(yōu)勢種。(3)若二者都受到某種喜食單子葉植物的昆蟲的侵害，玉米田群落更易被破壞。歸納提煉群落中的物種多樣性活學活用1判斷正誤(1)種群是構成群落的單位()(2)微山湖中的全部魚、植物和微生物構成群落()(3)在一定時間，生活在一定區(qū)域內的生物，同種個體形成種群，不同種群形成群落()(4)群落一般都是由植物和動物兩類生物形成的種群構成()(5)群落是比種群更高層次的系統(tǒng)，主要研究性別比、種間關系以及群落的空間結構等問題()答案(1)(2)(3)(4)(5)解析種群是指生活在一定區(qū)域中的同種生物個體的總和，群落是指同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。群落以種群為基本單位，是各個種群的集合體，依靠種間關系使各種群在長期自然選擇與進化中形成穩(wěn)定的彼此適應的有機體。群落包括該地域的所有生物，除了植物和動物外，還包括該地域的所有微生物。性別比是種群層次上研究的問題。二群落的結構群落中各種生物所占有的空間各不相同，因而各種群落都有一定的結構。閱讀教材結合下述材料，探討群落結構的有關內容。1觀察下圖，分析群落的垂直結構(1)森林群落的分層現象(2)森林群落地上分層分布是與森林中光強度自上而下遞減相適應的。(3)群落中動物有沒有分層現象？如果有，和植物的分層相比有什么不同？答案動物具有分層現象。和植物的分層現象不同之處在于，每一個層次上活動的動物種類，在一天的不同時間和一年的不同季節(jié)是有變化的。(4)群落分層的意義：群落的分層使單位面積上可容納的生物數目增多，使這些生物充分利用環(huán)境條件，大大減弱它們之間的競爭，從而使群落保持相對穩(wěn)定。(5)在農業(yè)生產上如何充分利用這一現象？答案在農業(yè)生產上可以利用此原理合理搭配種植的品種，進行套種、立體養(yǎng)殖。小貼士影響植物分層的環(huán)境因素主要是光強度，動物的分層現象取決于植物垂直結構所創(chuàng)造的棲息空間和食物條件。2觀察下圖，分析群落的水平結構(1)群落水平結構的含義：群落中各物種在水平方向上的分布表現為不均勻性。群落中的生物以斑塊出現，不同斑塊上生物的種類、數量等都有不同。由于植物群落水平上的結構差異，也造成動物群落分布的不均勻。(2)水平結構形成的主要原因：地形變化、土壤濕度、鹽堿度、光強度不同以及人和動物的影響等。歸納提煉群落的垂直結構和水平結構(1)群落的垂直結構和水平結構都與環(huán)境中的生態(tài)因素有關，垂直結構和水平結構的具體表現都是在長期的自然選擇基礎上形成的對環(huán)境的適應性。(2)生物在垂直方向及水平方向上的位置關系，有利于提高生物群落整體對自然資源的充分利用。(3)垂直結構為群落的空間結構，種群內部無垂直結構，如一片玉米地中植株高矮不齊，不能稱之為垂直結構。活學活用2請判斷關于群落的空間結構描述的正誤：(1)竹林中竹子高低錯落有致，其在垂直結構上有分層現象()(2)動物在群落中垂直分布與植物的分層現象密切相關()(3)淡水魚占據不同的水層，出現的分層現象與各種魚的食性有關()(4)不同地段生物種類有差別，在水平方向上呈鑲嵌分布()(5)森林群落中只存在垂直結構，而草原群落中只存在水平結構()答案(1)(2)(3)(4)(5)解析垂直結構和水平結構都是指不同種生物的分布差異。同種生物的不同不能構成垂直結構或水平結構，也不因同種生物的一致而影響垂直或水平結構的存在。森林群落也有水平結構，如在森林中，林下陰暗的地方有一些植物種類形成小型組合，而在林下較明亮的地方是另外一些植物種類形成的組合。草原群落中同樣也存在垂直結構，也常明顯的分為地下層、地被層和草本層。三生物在群落中的生態(tài)位群落中各種生物種群能在群落中共存，是因為它們在生態(tài)位上有著不同的分化，結合下列材料探究生態(tài)位的相關知識：1觀察下列兩幅圖，理解生態(tài)位的概念(1)三種鳥類生活在同一棵樹上，占有的空間位置不同(相同、不同)，推測它們的生活方式應該不同(相同、不同)。(2)鬣狗和禿鷹都吃斑馬的尸體，但往往是鬣狗先吃掉肉和內臟，禿鷹再吃剩下的部分。由以上的情景歸納：生物種群在群落中的生活方式和它們在時間和空間上占有的地位，稱為生態(tài)位。(3)生態(tài)位的種類分類關系：2生態(tài)位的重疊與競爭將有尾草履蟲和雙小核草履蟲分別培養(yǎng)在培養(yǎng)皿中，各給以細菌作為食物，不久兩種草履蟲分裂繁殖并與細菌達到此起彼落的平衡。但是，如果把兩種草履蟲放在同一培養(yǎng)皿中，給以細菌，十幾天后有尾草履蟲均消失，只有雙小核草履蟲繼續(xù)存活其中。其種群數量的變化曲線如圖：(1)觀察單獨培養(yǎng)的數量變化曲線可看出：單獨培養(yǎng)時二者均能正常增殖。(2)觀察混合培養(yǎng)的數量變化曲線圖思考：兩種草履蟲具有相似的生活習性，也就是生態(tài)位重疊，當它們被放在同一培養(yǎng)皿中培養(yǎng)時，起初階段(第4天以前)為兩種草履蟲的種群數量均增加，其原因是起初兩種草履蟲的數量較少，而食物(細菌)數量較多，競爭較弱。隨后的第416天期間，二者的數量變化特點是有尾草履蟲處于劣勢，雙小核草履蟲處于優(yōu)勢，第16天以后，只有雙小核草履蟲存活，兩種草履蟲沒有分泌殺死對方的物質，其原因可能是雙小核草履蟲繁殖速度快，在競爭中占優(yōu)勢。(3)由此可見，生態(tài)位重疊就可能發(fā)生競爭，重疊越多的物種間，競爭越激烈，激烈競爭的結果可能使其中一個物種趨于滅絕。(4)競爭的結果一定是一種生物被滅絕嗎？答案不是。兩種生物的生態(tài)位可能發(fā)生改變，從而減少或排除競爭，使兩種生物共存下來。3生態(tài)位的分化材料有兩個種群A和B，A種群主要以a為食，B種群主要以b為食，它們又共同以c為食。自然選擇對以c為食的個體有更大的壓力，因而兩個種群中以c為食的個體數會逐漸減少。結果兩個種群的生態(tài)位發(fā)生了變化，都生存了下來。結果如圖：(1)材料中展示的現象就稱為生態(tài)位的分化。其概念可概括為生態(tài)位有重疊的物種，通過自然選擇作用，生態(tài)位發(fā)生變化，從而減少或排除競爭，使它們共同生存下來的現象。(2)動物在生態(tài)位上的分化，基本上有3種適應方式：劃分分布區(qū)域和活動范圍；錯開活動的時間；改變食物的種類，形成不同的食性。(3)生態(tài)位的分化是生物對環(huán)境的長期適應以及自然選擇的結果。歸納提煉生態(tài)位活學活用3角馬、牛、羊如果單獨出現時，都會吃草的莖部。如果同時出現在一個區(qū)域時，就會一個吃草的莖、一個吃草的根、一個吃其他植物，這說明()A生物的生態(tài)位發(fā)生了變化B各種生物之間沒有競爭了C各生物的競爭更加激烈了D生物的生態(tài)位是固定不變的答案A解析各種生物生活在同一區(qū)域時，由于競爭導致生態(tài)位發(fā)生變化，從而競爭減弱，使各種生物能夠生存下來。當堂檢測1下列實例中，不能構成群落的是()A西雙版納的熱帶雨林生物B一片草地上的各種雜草等植物和兔、鼠、昆蟲等動物以及各種蘑菇等大型真菌C海南島清瀾港保護區(qū)的紅樹林中的各種生物D大興安嶺的全部紅松以及其他生物答案B解析西雙版納熱帶雨林中的生物構成一個群落，A正確；一片草地上的各種雜草等植物和兔、鼠、昆蟲等動物以及各種蘑菇等大型真菌不是所有的生物，不包含原核生物等，不能構成一個群落，B錯誤；海南島清瀾港保護區(qū)的紅樹林中的各種生物構成一個群落，C正確；大興安嶺的全部紅松以及其他生物為所有的生物，構成一個群落，D正確。2下圖為植物群落生長的分層現象，對此現象的解釋，不正確的是()A分層現象是植物群落與環(huán)境條件相互聯系的一種形式B決定這種現象的環(huán)境因素除光照外，還有溫度和濕度等C種植玉米時，因植物群落分層現象的存在，所以要合理密植D在農業(yè)生產上，可以充分利用這一現象，合理搭配種植的品種，進行間播套種答案C解析同一生物構成種群無分層現象，只有群落才具有分層現象。3大多數生物群落在空間上有垂直分層現象，稱為群落的垂直結構。引起森林群落中植物和動物垂直分層現象的主要因素分別是()A溫度、食物 B溫度、光照C溫度、濕度 D光照、食物答案D4下面是分布在某櫟樹林中的幾種鳥類調查資料，調查數據表示各種鳥類分布的相對密度。請根據調查數據(百分比)完成下列問題。生物種類林冠層喬木層灌木層草本層地被層林鴿97.71.40.9茶腹49.039.02.0青山雀23.441.330.63.71.0煤山雀18.043.131.07.8大山雀6.218.549.125.90.3戴勝3.416.955.923.8烏鶇1.24.114.752.427.6紅胸鴝16.340.023.7鷦鷯12.575.012.5(1)該地區(qū)櫟樹林中，_主要分布在林冠層，_主要分布在喬木層，_主要分布在灌木層，_主要分布在草本層(填序號)。(2)櫟樹林中鳥類的分布主要取決于_，這種分布有利于減少鳥類之間的_。(3)鳥類分布的上述特點表明，群落的結構具有_的特征。答案(1)(2)食物和棲息環(huán)境競爭(3)垂直分層解析本題主要考查群落中物種之間的關系和群落的結構。在一個群落中，動物也有類似于垂直結構的分層現象，這是由于食物和棲息環(huán)境等不同而造成的。40分鐘課時作業(yè)學考達標知識點一群落中的物種多樣性1下列關于優(yōu)勢種的說法，錯誤的是A優(yōu)勢種的主要識別特征是個體數量多B它們常常會占有競爭優(yōu)勢C往往能通過競爭排除來取得資源的優(yōu)先占有地位D優(yōu)勢種在群落中是持久不變的答案D解析優(yōu)勢種在群落中一般占有持久不變的優(yōu)勢，但也有特例，如湖泊富營養(yǎng)化常常會改變浮游植物群落的優(yōu)勢狀況，能使原來的稀有種數量很快增加，可能會發(fā)展為優(yōu)勢種。2下表的群落中，以數字15代表物種，每個物種的密度不同。其中物種多樣性程度最高的群落是()群落ABCD物種1304000物種220002物種3020358物種4302125物種500512答案D3在調查某處土壤群落的物種多樣性實驗中，統(tǒng)計結果如下：該群落有4個物種，其個體數分別為2、3、5、5，則辛普森指數為()A3.37 B3.27C3.57 D3.47答案C知識點二群落的結構4某校園有一片草坪和一片樹林，下列關于這兩個群落中動物分層現象的敘述，正確的是 ()A草坪和樹林中的動物都具有分層現象B草坪和樹林中的動物都沒有分層現象C只有草坪和樹林混雜在一起時，動物才具有分層現象D草坪中的動物沒有分層現象，而樹林中的動物具有分層現象答案A解析群落中動物分層現象屬于群落的垂直結構，所有的群落都具有。如草坪中地表動物和植被棲息動物的分布均屬于分層現象。5某山坡不同海拔區(qū)域蝶類物種多樣性研究結果見下表。下列有關敘述正確的是()垂直帶海拔(m)1 0001 0002 0002 0002 5002 5003 0003 0003 5003 500植被類型熱帶季雨林常綠闊葉林常綠落葉混交林針闊混交林針葉林高寒灌叢草甸蝶類種數349452201136125100A.不同垂直帶的植被類型差異只與光照有關B不同垂直帶的植被類型差異反映了群落的空間結構特征C蝶類物種多樣性與各垂直帶植被類型無關D蝶類物種多樣性與各垂直帶氣候特征有關答案D解析不同垂直帶的植被類型差異是光照、溫度等外界因素作用的結果。不同垂直帶的植被類型差異反映了不同群落的物種組成不同，沒有反映群落的空間結構特征。知識點三生物在群落中的生態(tài)位6下列關于物種生態(tài)位的說法中，不正確的是()A生態(tài)位表示物種在群落中的地位、作用和重要性B同一生物群落中不可能有兩個物種的生態(tài)位完全相同C生態(tài)位重疊本身一定伴隨著競爭D一些生物通過空間的垂直分離避免競爭答案C解析A項正確，屬于對生態(tài)位概念的理解；B項正確，符合生態(tài)學的競爭排除原理；C項錯誤，當環(huán)境中資源很豐富時，生態(tài)位重疊的生物本身不一定會發(fā)生競爭；D項正確，自然界的生物通過食物特化、空間的垂直分離和水平分離等方式可避免競爭。7生態(tài)位是指生物種群在群落中的生活方式和它們在時間和空間上占有的地位，體現了相關種群之間的功能關系和作用。下列生產實踐中沒有利用生態(tài)位原理的是()A不同農作物間作 B“四大家魚”混合放養(yǎng)C適時捕撈 D稻田養(yǎng)魚答案C解析生態(tài)位是群落垂直結構和水平結構的基礎，提高了生物利用環(huán)境資源的能力。不同農作物間作，充分利用了光照和空間；“四大家魚”分別位于不同的水層，混合放養(yǎng)充分利用了水體空間和資源；稻田養(yǎng)魚充分利用了環(huán)境資源。適時捕撈利用的是種群數量的變化規(guī)律。高考提能8在某一農田生態(tài)系統(tǒng)中，大面積單一種植某種農作物(甲)可導致害蟲A的爆發(fā)，改成條帶狀合理地間作當地另一種農作物(乙)后，乙生長良好，害蟲A的爆發(fā)也受到了抑制。對此，不合理的解釋是()A新的種間關系不利于害蟲AB新的群落空間結構不利于害蟲AC乙的出現使害蟲A的環(huán)境容納量下降D乙和害蟲A存在互相抑制的競爭關系答案D解析由題目所給信息“間作當地另一種農作物(乙)后，乙生長良好，害蟲A的爆發(fā)也受到了抑制”可以直接推出新的種間關系和群落空間結構對害蟲A是不利的且乙的出現使害蟲A的環(huán)境容納量下降， A、B、C項正確；由題目所給信息“乙生長良好，害蟲A的爆發(fā)受到了抑制”可判斷出乙和害蟲A之間不存在互相抑制的關系，D項錯誤。9科學家在一池塘里將兩種魚進行單獨和混合放養(yǎng)。一段時間后，檢測出四類食物在它們胃內所占的比例如下表所示。下列有關敘述中，正確的是 ()飼養(yǎng)方式植叢中的動物底棲動物浮游動物其他魚種a單養(yǎng)0.420.120.010.45混養(yǎng)0.050.350.050.55魚種b單養(yǎng)0.430.230.010.33混養(yǎng)0.400.120.040.44單養(yǎng)時兩種魚多出沒在植叢中單養(yǎng)時魚種b多出沒在池底混養(yǎng)時兩魚種多出沒在池底混養(yǎng)時魚種a多出沒在池底，魚種b多出沒在植叢中混合放養(yǎng)有利于對資源和空間的利用A BC D答案A解析混合放養(yǎng)有利于對資源和空間的充分利用。由表格中單養(yǎng)和混養(yǎng)時檢測出的魚胃內食物可知：單養(yǎng)時魚種a主要以植叢中的動物為食，魚種b也主要以植叢中的動物為食，說明單養(yǎng)時魚種a與魚種b多出沒在植叢中?；祓B(yǎng)時魚種a主要以底棲動物為食，說明多出沒在池底；魚種b主要以植叢中的動物為食，說明混養(yǎng)時魚種b仍多出沒在植叢中。10.如圖表示某地域中以濕度和溫度為變量，描繪出的兩個種群能存活和增殖的范圍。下列有關敘述正確的是()A甲種群與乙種群之間存在的只是競爭關系B甲種群在該地域的分布包括垂直結構和水平結構C濕度和溫度相互作用是種群數量變化的決定因素D在高溫、高濕的條件下，乙種群具有更大的生存優(yōu)勢答案D解析由坐標圖可知，甲種群生活在相對低濕度、低溫度的環(huán)境中，乙種群生活在相對高濕度、高溫度的環(huán)境中，因此在高溫、高濕的條件下，乙種群具有更大的生存優(yōu)勢。11下圖表示3個共存物種的資源利用曲線，圖a和圖b中3個物種的資源利用狀況不同，下面是對圖a中3個物種與圖b中3個物種相比較的幾種說法，正確的是()A圖a中3個物種的種內斗爭激烈，圖b中3個物種的種間競爭激烈B圖a中3個物種的種間競爭激烈，圖b中3個物種的種內斗爭激烈C如果資源有限，圖a中物種2有被排除的危險，圖b中物種3有被排除的危險D兩圖中的物種間的種間斗爭激烈程度相同答案A解析據圖可知，在圖a中物種1自身單獨能利用的資源比較多，與物種2共用資源部分比較少；同樣物種3自身單獨能利用資源比較多，與物種2共用資源比較少，因此圖a中種間競爭比較弱，種內斗爭比較激烈；對圖b分析發(fā)現物種1、2、3中互相間共用資源比較多，自身單獨能利用的資源比較少。因此在圖b中種間競爭激烈，種內斗爭較弱，其中物種2自身單獨能利用的資源與物種1、物種3相比最少，因此若資源有限，圖b中物種2有被排除的危險。 12在某櫟林中，植物和動物的分布如下表：項目上層中層下層植物喬木灌木草本動物林鴿長尾山雀鷦鷯、昆蟲(1)上表體現了生物群落的_，它反映了動物、植物都具有_現象。(2)該櫟林中，上層、中層、下層的植物種類不同，這種分布的差異主要與哪種非生物成分有關？_。(3)櫟林中動物的分布取決于植物的分布，這是因為植物能為動物的生存提供_，而且動物的這種分布有利于減輕物種之間的_。答案(1)垂直結構分層(2)光照(3)食物和棲息場所競爭解析每個生物種群都有其特定的食物、棲息場所及資源等生存條件的需求，這些具有不同生態(tài)需求的種群在該區(qū)域中必定構成不同的空間配置狀況，從而使各種群間能有機結合，進行物質及能量的流通。這種空間配置可分兩個方面：垂直結構和水平結構。垂直結構是指在垂直方向上，群落中的各種群具有分層分布特點。如在森林中，高大的喬木占據森林的上層，再往下依次是灌木層、草本層。某些動物如鳥類、昆蟲有明顯的垂直分層分布現象，它們有些專生活于區(qū)域的上層，吃上層的食物，而有些專生活于中層，有些專生活于底層。個性拓展13在燒杯中加入一些枯草浸出液，燒杯中的枯草桿菌以其中的有機物為食，過幾天后放入大草履蟲，再過一段時間后，放入雙小核草履蟲，它們均以枯草桿菌為食。三種生物在浸出液中數量的增減情況用圖中A、B、C曲線表示，據圖分析回答下列問題：(1)枯草桿菌和草履蟲之間構成_關系，兩種草履蟲之間構成_關系。(2)A、B兩條曲線分別表示_、_的數量變化情況。(3)曲線C在cd段下降的原因是_。(4)曲線A在ab段下降的原因是_。答案(1)捕食競爭(2)枯草桿菌雙小核草履蟲 (3)雙小核草履蟲與大草履蟲競爭資源(4)大草履蟲(捕食者)數量增多解析草履蟲以枯草桿菌為食，構成捕食關系，兩種草履蟲之間構成競爭關系。圖中三條曲線根據放入的時間先后判斷：A為枯草桿菌，C是大草履蟲，B是雙小核草履蟲。曲線C在cd段下降是由于雙小核草履蟲的加入，競爭壓力大，大草履蟲處于劣勢，數量下降，而曲線A在ab段下降是由于此期間大草履蟲增多。