高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、,补习复习资料:4.3《群落的结构》

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名称 高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、,补习复习资料:4.3《群落的结构》
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2019-08-06 20:40:25

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课件47张PPT。第3节群落的结构群落和群落的物种组成1.群落的概念:各种生物种群(1)同一时间内聚集在一定区域中______________的集合。(2)研究__________是研究群落的基础。种群 2.群落研究的内容:物种多样性、种间关系、群落结构、
群落演替、丰富度。3.群落的物种组成:
(1)研究意义:区别不同__________的重要特征。
(2)衡量指标——丰富度:
①概念:群落中______________的多少。
②意义:丰富度是群落的首要特征。
③特点:不同群落间的丰富度________。群落物种数目不同[探究与学习] 我国幅员辽阔,物种丰富,下列实例不属于群落的是()A.西双版纳的热带雨林
B.珠江河口滩涂湿地
C.湛江自然保护区的红树林
D.华南植物园的全部大叶榕
[答案]D 种间关系
1.捕食:
(1)概念:一种生物以__________生物作为食物。(2)举例:兔吃草、狐吃兔。另一种2.竞争:
(1)概念:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
(2)结果:相互________或一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡。抑制(3)举例:双小核草履虫和大草履虫的关系。3.寄生:
(1)概念:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或________,摄取寄主的养分以维持生活。体表(2)举例:人与蛔虫、豆科植物与菟丝子等。
4.互利共生:
(1) 概念:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此________。有利(2)举例:豆科植物与根瘤菌等。 [探究与学习] 养殖沙虾的池塘中出现大虾、小虾相互争夺
养料和空间的现象,它们之间构成竞争关系吗?试分析原因。
提示:不是。因为沙虾是一个物种,它们之间的争夺属于种内斗争,而竞争是属于种间关系的一种。 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______的空
间,使群落形成一定的空间结构,包括 _________ 和_________等方面。不同垂直结构水平结构2.空间结构的类型:分层光照强度食物条件自身生长特点镶嵌
[探究与学习] 能较好地说明生物群落在垂直方向上具有分层现象的是()A.森林中有乔木层、灌木层、草本层
B.不同的地段上动、植物的分布不同
C.一片竹林中的竹子高矮不一
D.鹿群中有的鹿矮,有的鹿高
[答案]A土壤中的小动物类群丰富度的研究取样器1.丰富度的调查方法:__________采集调查。
2.丰富度的统计方法:
(1)记名计算法。(2)________估计法。目测3.步骤:准备→________→采集小动物→观察和_______→统计和分析。取样分类[ 探究与学习] 研究土壤中的小动物时,错误的做法是( )
A.取样用的塑料袋上标明地点和时间
B.用趋光法或者趋热法收集小动物
C.可用标志重捕法估测种群数量
D.不知名的动物标记为“待鉴定 XX”
[答案]C群落与种群的比较【例 1】 下列实例属于生物群落的是() A.水池里的各种浮游动物
B.某片森林中各种乔木、灌木和草本植物
C.养鱼池中的所有鱼
D.被污染的培养基上长出的全部菌落
名师点拨:解题的依据是群落概念中的“一定区域”内的
“所有”生物。只有 D 选项描述的是同一区域内的所有生物。
答案:D【变式训练 1】下列关于群落的叙述中,错误的是() A.研究种群是研究群落的基础
B.不同群落的物种数目是不同的
C.群落水平上研究的问题就是研究种群的丰富度
D.任何一个群落中的物种,都不是随机聚集在一起的
[解析]种群是生物群落的基本组成单位,研究种群是研究
群落的基础。不同群落的物种数目是不同的,这些物种不是随
机聚集在一起的,而是通过种间关系联系起来的。群落水平研
究的问题很多,除丰富度外,还有空间结构等。
[答案]C群落的种间关系比较(续表)(续表)注:(1)区分竞争与种内斗争: ①竞争是发生在不同种生物间的关系,如高斯的实验中所
用的两种草履虫,培养在一起时,为争夺养料、空间等而进行
的斗争是竞争。②种内斗争是发生在同种生物间的关系,如水稻田中的水稻植株之间争夺阳光、养料的情况属于种内斗争。 (2)区分捕食和摄食:捕食是针对两种生物间而言的,而日
常生活中所说的摄食不专指生物间,如牛喝水、摄取饲料等不
属于捕食。种间关系识记①互利共生——同生共死。
②寄生——寄生者不劳而获。
③竞争——你死我活。④捕食——此长彼消,此消彼长。【例 2】 寒带针叶林中两个动物种群(N1、N2)的数量变化)如图 4-3-1 所示,据图判断这两个种群的关系是(
图 4-3-1A.捕食关系,N1 为捕食者,N2 为被捕食者
B.捕食关系,N2 为捕食者,N1 为被捕食者C.竞争关系,N1 为竞争中的胜利者,N2 为失败者
D.共生关系,N1、N2 彼此依赖,相互有利名师点拨:N1 种群数量增长以后,N2 种群数量也随之增长,说明 N2 以 N1 为食物。答案:B 【变式训练 2】在制作泡菜时,乳酸菌产生的乳酸可抑制
异种微生物的生长,当乳酸积累到一定程度时,又会抑制乳酸)菌的繁殖。这些现象在生态学上可解释为(
A.种内互助、种间斗争和种内斗争
B.种间斗争和种内斗争
C.种内互助和种内斗争
D.种间斗争、种间互助和种内斗争 [解析]乳酸菌产生乳酸抑制异种微生物生长首先取决于乳
酸菌之间种内互助,这是一个隐含因素;乳酸菌与异种微生物
之间是种间的斗争;当乳酸积累到一定程度而抑制自身繁殖时
是属于同种生物之间的种内斗争。[答案]A群落的空间结构1.群落结构形成的原因及意义: (1)原因:与环境中的生态因素有关,垂直结构和水平结构
的具体表现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适
应。(2)意义:有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。2.垂直结构:
(1)图解:
图 4-3-2
(2)植物分层的意义:提高了光能等资源的利用率。
(3)动物的分层与其食物及栖息场所等有关。(4)群落中植物的分层现象动物的分层现象。3.水平结构:(2)意义:充分利用光能和空间、资源等。影响不同群落结构的因素①南北水平群落结构差异——温度。
②东西水平群落结构差异——水分。
③海拔垂直群落结构差异——温度。④水域垂直群落结构差异——光照、温度、含氧量。【例 3 】下面关于生物群落结构的叙述中,不正确的是() A.草原生物群落在垂直方向上有明显的分层现象
B.动物在群落中的垂直分布与植物的分布有直接的关系
C.动物在水平方向上的分布没有明显的差别
D.动物的分层与其食物及栖息场所等有关
名师点拨:动物在水平方向上的分布受食物、温度等因素
的影响,所以在不同的地方存在不同的物种,它们在分布上是
有差别的。
答案:C【变式训练 3】影响生物群落水平方向上的分布不包括()B.土壤类型
D.种群的年龄结构A.光照强度
C.温度
[答案]D 采集小动物的方法
1.诱虫器采集:(1)原理:土壤动物有避光、避高温、趋湿的特性。
(2)优点:方便、效果好。
(3)缺点:时间较长。
2.简易采集法:(1)工具:瓷盆、放大镜、解剖针、包着纱布的镊子。
(2)方法:体型较大的动物用包着纱布的镊子取出;体型较小的动物用吸虫器采集。【例 4】有关探究土壤中小动物类群丰富度的研究活动中,下列说法正确的是() A.该探究活动一般都采用样方法
B.该探究主要针对小动物进行,最好采用标志重捕法
C.采集小动物时,可利用诱虫器和吸虫器等工具
D.若完成统计和分析后,发现小动物还存活,最好再放
入 70%的酒精溶液中 名师点拨:由于许多土壤动物有较强的活动能力,而且身
体微小,因此不适合用样方法或标志重捕法进行调查,而最好
用取样器取样的方法进行采集调查。实验彻底结束后,还存活
的小动物最好放回原地,因为它们对土壤中的动植物遗体分解
有重要的辅助作用。答案:C【变式训练 4】下列不属于土壤动物的习性的是()B.趋湿
D.喜热A.趋暗
C.避高温
[答案]D 土壤中小动物类群丰富度的研究
【体验过程】
1.实验原理:(1)许多土壤动物有较强的活动能力,而且
身体微小,不适于用样方法或标志重捕法估测种群数量,常用
取样器取样法。
(2)统计方法:①____________(适用于个体较大,种群数量有限的种群)和目测估计法。记名计算法2.实验过程:采集小动物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③_______是不同的。丰富度 (2)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,丰富度越大;反之则丰富度越小。
【提炼方法】
1.取样时要随机取样,避免人为心理作用,以免结果偏差
较大。
2.取样塑料袋上标明取样的地点和时间。 【典例】 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 50 cm,网身长 145 cm,网目孔径 0.169 mm)各随
机取样 3 次,调查结果如下表(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.丰富度:甲类群>乙类群;物种 2 种群密度:甲类群<
乙类群
B.丰富度:甲类群<乙类群;物种 4 种群密度:甲类群>
乙类群
C.丰富度:甲类群<乙类群;物种 7 种群密度:甲类群>
乙类群
D.丰富度:甲类群>乙类群;物种 10 种群密度:甲类群<
乙类群 解答提示:群落的丰富度要看群落中物种的数量,物种的
数量越多,群落的丰富度越大;种群密度大小的比较则看相同
体积内物种的个数,个数越多,种群密度则越大。答案:C1.生活在一个池塘内的藻类、水蚤、鱼虾及淤泥中的细菌和霉菌等全部生物,在生态学上叫做()A.种群
C.物种B.生物群落
D.生物圈[解析]生物圈是群落与无机环境的集合。
[答案]B2.(2018 年广东肇庆期末)下列实例中,不能构成群落的是( )
A.一个池塘的全部生物
B.内蒙古大草原全部生物
C.西双版纳热带雨林中的生物
D.一块稻田中的全部水稻
[答案]D3.谚语“苗多欺草,草多欺苗”反映的种间关系是()A.竞争B.共生C.寄生D.捕食 [解析]分析题中隐含的信息:苗、草为不同物种;两者的
关系是“欺”——相互抑制。竞争是指两种或两种以上生物相
互争夺资源和空间等的现象;竞争的结果常表现为相互抑制,
有时是一方占优势,另一方处于劣势甚至死亡。
[答案]A4.图 4-3-3 为植物群落生长分层现象,对此现象的解释中,不正确的是()图 4-3-3A.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,还有温度和湿度等
C.种植玉米时,因植物群落分层现象的存在,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[解析]选项 C 主要考虑光的利用率,与分层无关。
[答案]C5.(双选)下列有关物种丰富度的调查研究的叙述中,正确的是() A.记名计算法一般用于个体较大,种群数量有限的群落
B.目测估计法的结果记录一般用“非常多、多、较多、
较少、少、很少”来表示
C.对土壤中活动能力较强、身体微小的动物适宜用样方
法或标志重捕法
D.对个体较小、种群数量很多的群落一般用记名计算法
进行统计
[答案]AB 6.如图 4-3-4 所示,在烧杯中加入一些枯草浸出液,烧杯
中的枯草杆菌以其中的有机物为食,过几天后放入大草履虫,
再过一段时间后,放入双小核草履虫,它们均以枯草杆菌为食,
三种生物在浸出液中数量的增减情况如图中 A、B、C 曲线所示,
据图分析回答相关问题。图 4-3-4(1)枯草杆菌与草履虫之间构成________关系,两种草履虫之间又构成________关系。(2)A、B 两条曲线分别表示____________和_____________的数量变化情况。 (3)曲线 A 在 a~b 段下降的原因是_____________________
_____________________________________________________。
(4)曲线 C 在 c~d 段下降的原因是_____________________
_____________________________________________________。[答案](1)捕食 竞争(2)枯草杆菌双小核草履虫(3)枯草杆菌被大草履虫捕食
(4)大草履虫在与双小核草履虫竞争中不适应,从而被淘汰第3节 群落的结构
本节介绍
生活在同一地点的生物总是存在着直接或间接的联系,所以,要把同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合——群落,作为一个生命系统。在第3节“群落的结构”中,从群落水平来研究时又会发现很多种群水平所不存在的问题:群落的物种组成问题,群落中的种群之间存在的种间关系,生物群落的空间结构以及群落的演替过程等。该节主要通过实例明确不同群落间,物种组成和物种的丰富度差别很大;群落中的种群通过捕食、竞争、寄生、互利共生等复杂的种间关系形成一个统一整体;在这个统一整体中,不同的种群占据了不同的空间,从而使群落具有一定的空间结构,包括垂直结构和水平结构。要通过实际生活中的群落来分析群落的这些特征。
教学重点 群落的结构特征。
教学难点 从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。
教具准备 多媒体课件(某池塘示意图)。
课时安排 2课时。
第1课时,群落的结构。
第2课时,土壤中小动物类群丰富度的研究。
三维目标
1.识别群落,说出群落水平上研究的问题。
2.描述群落的结构特征。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
4.通过实例分析,引出生物群落的概念和在群落上需要研究的问题。
5.通过学生举例掌握种间关系的类型。
6.通过学生讨论,了解研究生物群落的意义。
7.通过学习群落的结构特征,使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。
8.培养学生在处理问题时,能从高层面去看问题,把事物之间的关系分析清楚后,再作出妥善处理。
教学过程
第1课时
导入新课
课件展示:
某池塘示意图(标出水面、水中、水底生活的各种生物)
师 请同学们观察一下这池塘中至少有多少个种群?分别有哪些种群?举例说明。
生 至少有8个种群。有黑鱼、草鱼,水面上有浮萍、水葫芦等,还会有一些藻类。水底有河蚌、螺蛳,淤泥中会有各种微生物。
师 这位同学列举得非常详细,池塘中主要有浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、肉食性鱼类和微生物类群。这些种群的生物生活在一起,相互之间有没有联系呢?假如,池塘中的肉食性鱼黑鱼被人类大量捕捞,池塘中其他种群的数量将会出现什么变化?
生 一些小鱼等小型水生动物因天敌减少,数量会大量增加,池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随着时间推移,植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。
师 从中,我们可以看出,生活在一起的种群之间也有着很多的联系,某一种群的数量不止受到同种生物个体的影响,还要受到异种生物的影响。所以我们研究种群的特征、种群的数量变化还是不够的,还必须把要观察的范围放得更大一些,要把池塘中所有生物的大家庭看作一个整体,这个整体我们叫它群落。
推进新课
课件展示:
第3节 群落的结构
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。
师 请同学来举些群落的例子。
生 一块稻田中的水稻、杂草、各种昆虫、青蛙等动物组成一个群落。
师 其他同学认为这些动植物种群的总和能否称为一个群落?
生 不能,因为稻田中除了各种动植物以外还生活着各种各样的微生物。
师 很好,要注意群落是生活在一定区域生物的总和。
师 从群落的概念中,可看出群落是以种群作为基本组成单位的,能组成群落的种群应该是一个有机整体,其中的各种生物相互制约,又相互依存。而且群落这个有机整体比我们前面所讨论的种群这个整体层次更高、范围更广。请同学们回忆一下,当把种群作为一个研究对象时,我们研究了哪些问题?
生 研究了种群的数量特征:种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄组成和性别比例。还研究了种群的数量变化。
师 回答得非常好。群落是更高层次的整体,在群落水平上进行研究生物之间的关系和相互作用又会发现一些新的问题,获得一些新的认识。我们以池塘群落为例,来看看群落需要研究的问题。
板 书:
一、群落水平上研究的问题
师 池塘里面生活着各种各样的生物,也就有很多的种群,对于稻田来说,也有好多生物种群,但是池塘群落和稻田群落相同吗?
生 是不一样的。
师 你从哪儿可以判断它们是不同的呢?
生 组成池塘群落和稻田群落中的各种种群是不同的。
师 所以,我们研究一个群落首先要研究这个群落中有多少种群,而且不同种群在同一个群落中数量上是有差异的,哪些种群的数量比较多,占优势?这些种群生活在一起,彼此之间有些什么样的联系呢?这些都是研究一个群落必须要分析清楚的问题。在池塘中,水面表层、中层和底层生活的都是哪些生物?
生 表层主要是一些浮游植物和浮游动物,中层生活着一些吃草的鱼群,底层主要生活着肉食性的鱼类、蚌、螺蛳。池塘的淤泥中还生活着各种各样的微生物。
师 可以看出不同的种群在这池塘群落中占据了不同的位置,从而导致整个池塘群落具有一定的空间结构,这也是我们要讨论的问题。还有,池塘、森林等这些群落如果受到干扰或破坏,会发生什么变化呢?这些我们将在群落的演替中一起探讨。看来,研究的角度不同,出现的问题也就不同,站得越高,能发现的问题越多,而且也能使我们分析问题越具体、越全面。下面,我们就针对群落水平上的这些问题逐一进行探讨。
板 书:
二、群落的物种组成
师 每个群落都由植物、动物和微生物构成。如果要区别不同的群落,我们首先从哪个角度去分析呢?先请同学观察课本第72页上图49福建武夷山的长绿阔叶林和图48新疆北部的常绿针叶林,还有图边上的相关信息。说说这两个森林群落有哪些区别?
生 新疆北部主要是长绿针叶树种,而南方许多森林的树种主要是阔叶乔木。
师 大家会发现,观察某一群落时,一般都会去分析该群落主要有哪些物种,也就是群落的物种组成。群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。而且,最明显的是该群落中数量较多,起到主要作用的物种,也称优势种。所以不同群落其种类组成的优势种是不同的。那为什么北方主要是针叶林呢?从个体水平的新陈代谢过程思考一下呢?
生 树叶变成针状主要是可以降低蒸腾作用,减少热量的散失来适应外界寒冷的环境。
师 很好。通过信息还能找出有什么样的区别吗?
生 不同群落间,种群数量和种群中个体数量差别很大。在福建武夷山动植物种类繁多,而在寒冷的冻原上,动植物种类相对要少得多。
师 从这两个群落的物种组成上,可以发现不同群落的物种数目是有差别的。我们把群落中物种数目的多少称为丰富度。书上的这两个森林群落物种丰富度哪个更大?
生 福建武夷山的常绿阔叶林物种丰富度大。
师 同样,从我国东北到海南木本植物的丰富程度会怎么变化呢?
生 应该是越来越丰富。
师 这和科学家的研究结果也是一致的。越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。我们又能得到一个结论:不同群落的物种丰富度是不同的。一般说来,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多。从赤道到北极,人们会发现动植物的种类将逐渐减少。有关的丰富度,我们课后一起做一个土壤中小动物类群丰富度的研究。
板 书:
三、种间关系
师 不论是具有繁多生物种类的热带森林还是生物稀少的冻原地带,生活在同一群落的种群并不是随机聚集在一起的,而是通过复杂的种间关系,形成一个有机整体。种间关系有哪些?各种种间关系对群落中的种群有些什么样的影响?这些也是我们在群落水平上需要研究的问题。下面我们先来看一些例子。
课件展示:
资料一:1934年,生态学家高斯选用了两种形态和生活习性上很接近的草履虫进行了以下实验:取相等数量的双小核草履虫和大草履虫,用同一种杆菌为诱饵,放在某个容器中培养。结果发现:开始时两个种群的数量都有增长,随后双小核草履虫个体数继续增加,而大草履虫个体数下降,16天后只有双小核草履虫存活。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。高斯还对两种草履虫进行了单独培养,培养的结果,两种草履虫的数量一开始都是增加的,后来都维持在一个最大值。
资料二:生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里,对猞猁和雪兔的种群数量作了研究,结果如图431所示。
图4-3-1
资料三:(1)豆科植物和根瘤菌之间:植物供给根瘤菌有机养料,根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料,供植物利用。
(2)蛔虫寄生在人体内,小麦线虫寄生在小麦粒中。
资料四:(1)白蚁消化道内生活着一种厌氧型的多鞭毛虫,这种原生动物能分泌水解纤维素的酶用来消化白蚁的食物——木材。
(2)防治松毛虫常用的方法有招灰喜鹊和施放松毛虫白僵病菌。
(3)美洲的灰松鼠引入英国后,当地原有松鼠几乎完全被灰松鼠所替代。
(4)人体肠道中的某些细菌,靠人体肠道中的营养物质维持生命,同时,他们还能制造维生素B12和维生素K,供人体利用。
师 如何解释资料一中的实验结果呢?单独培养时,两种草履虫的数量都增加能说明什么问题?
生 单独培养时,两种草履虫的数量都增加说明在合适的条件下,大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。
师 放到一起培养后,开始两个种群的数量都有所增加,为什么最后会只剩双小核草履虫了呢?
生 由于这两种草履虫具有相似的生活习性,尤其是能以同一种杆菌为食,当它们被放在同一个容器中培养时,起初两种草履虫的数量较少,而食物(杆菌)数量较多,因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是,随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
师 分析得很好。资料一中还有这么一句:这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。为什么要加这么一句?能够说明什么?
生 进一步证明了大草履虫的死亡是由于没能够争夺到食物引起的,而并不是由于被有毒物质杀死。
师 像双小核草履虫和大草履虫的种间关系我们就称为竞争。
课件展示:
竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果表现为相互抑制,有时表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡。
师 两种草履虫是为了争夺食物,最后的结果是双小核草履虫占优势,大草履虫灭亡。食物只是生物生活资源的一个方面,大家能不能举些生物竞争其他生活资源的例子呢?
生 水稻和稻田中的稗草之间争夺阳光、养料和水分。
师 对,再比如小家鼠和褐家鼠要争夺居住的空间和食物等。我们再一起来分析资料二,观察猞猁和雪兔种群数量的波动情况,你能发现什么规律?
生 从1845年到1855年间,猞猁数量的增加导致雪兔减少;而雪兔的减少,又会造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。而且一般总是雪兔的数量先增加,接着猞猁的数量也随之增加,减少也是一样的。
师 这位同学观察得比较仔细。也就是说,猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。这两种生物之间是什么关系呢?什么样的关系会使雪兔增加接着猞猁也增加,而雪兔减少时猞猁也减少呢?
生 很可能猞猁是吃雪兔的。
师 是的,像猞猁和雪兔之间的关系我们称为捕食。简单一点说就是一种生物以另一种生物为食物。从多年的调查看,雪兔和猞猁相互制约,使它们的种群数量保持在一定范围内波动。如果说猞猁在森林中消失,大家想想可能会出现哪些情况?
生 雪兔的数量肯定会大量增加。
师 会不会无限地增加下去呢?
生 不会。因为存在一定的环境容纳量。雪兔大量增加,使得雪兔的食物——植物大量减少。
师 所以大家考虑猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用?
生 猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量,使得植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定,而且由于植物资源比较稳定,进而使得另一些以植物为生的动物数量相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。
师 看来,群落中的每一种生物都起着重要的作用。除了猞猁和雪兔属于捕食关系,还有没有其他的例子呢?
生1 狼和兔子,青蛙和昆虫。
生2 羊和草,草履虫和枯草杆菌。
师 捕食关系在自然界中是非常普遍的。而且经过漫长的生物进化后,捕食者和被捕食者之间的关系是一定的,是不能颠倒的。那么,被捕食者会不会因为捕食者的存在而消失呢?捕食者的捕食行为对于被捕食者来讲是有利的还是有害的呢?
生 一般被捕食者不会因为捕食者的存在而消失,而且,我认为捕食行为对被捕食者来说是有利的。
师 为什么是有利的呢?
生 因为动物世界中,经常看到在草原上豹子捕食斑马时,一般都是吃掉跑得慢的、一些体弱多病的个体。反而使斑马种群中生存下来的个体都是些强者。
师 是的。体弱多病的个体捕食掉后,还可以防止疾病的传播。那么,跑得慢的或没有保护色的个体被捕食掉后,从遗传学的角度来分析,能使得不利于生物生存的遗传基因不会遗传到后代中,有利于后代的遗传特性。
我们讲了捕食和竞争两种种间关系,比较资料一和资料二中,两个种群之间的关系都和食物有关,资料一中两个种群之间是通过食物间接地发生作用(竞争);资料二中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用(捕食)。但是结果相同吗?
生 不相同。资料一相互作用的结果是一方处于优势,另一方处于劣势,最终灭亡。资料二相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。
师 所以捕食和竞争是不相同的。一起来看一下资料三,这里面又提到了哪些种间关系?
不难看出,豆科植物和根瘤菌之间是互惠互利,属于互利共生;蛔虫和人是寄生关系。
课件展示:
互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
师 我们把四种种间关系介绍完了,下面请同学分析一下资料四里面提到的例子各属于哪一种种间关系?
生1 (1)属于互利共生,(2)中松毛虫和灰喜鹊是捕食关系;松毛虫和施放的松毛虫白僵病菌是寄生关系。
生2 (3)是竞争关系,(4)是互利共生。
师 很好,看来大家对种间关系都掌握得不错。
板 书:
四、群落的空间结构
师 有着直接或间接种间关系的各种生物种群生活在一起构成了生物群落。在这个大家庭中,各种生物是随机分布的吗?还是各自占据了一定的空间?
生 是各自占据一定空间的。
师 由于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。从不同的观察角度,群落的空间结构分成垂直结构和水平结构等方面。群落具有一定的垂直结构和水平结构的原因是什么?这对群落来说有什么样的意义?
板 书:
1.垂直结构
课件展示:
森林植物的分层现象:森林中自下而上分别有草本植物层、灌木层和乔木层形成群落的垂直结构。
某森林中鸟类的分层现象:林冠层栖息着鹰、伯劳、杜鹃、黄鹂等;中层栖息着山雀、莺、啄木鸟等;林下层则生活着画眉、八色鸫等。
师 森林中,导致植物具有分层现象的原因是什么呢?
生 可能和光照的强度有关,不同植物的生长需要不同的光照强度。
师 确实如此。群落下面各层要比上层的光照弱,不同的植物就分布在适合自己生长的光照范围内。这样的垂直分布有什么意义呢?
生 各种植物各得其所,而且充分利用了照射到森林中的阳光。
师 那么,森林中各种动物的分层现象是不是由于光照引起的呢?动物的分层和植物的分层现象有没有关系呢?
生 动物分层不是由光照引起的,应该和植物的分层有关,因为动物的食物直接或间接地来自于植物,植物还为动物提供了栖息的场所。
师 所以说群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构。那么,森林具有一定的垂直结构,其他生物群落有没有垂直结构呢?
生 也有。比如,池塘群落中藻类主要分布在表层其他植物,还可分成挺水植物、浮水植物、沉水植物,这就是植物分层;动物中螃蟹、虾、河蚌等主要生活在水底层,而鱼类中,青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼这四大家鱼,在池塘中所占的水层也是不同的。
师 藻类为什么主要分布在水面表层?
生 因为藻类要进行光合作用,要分布在有光照的地方。
师:除了光照对水生生物的分布有影响外,还有其他因素吗?想象水体中和陆地上有哪些区别?
生 溶氧量和盐度也会影响生物的分布。
师 所以不同的群落我们应该具体分析。草原群落有没有垂直结构呢?它的植物分层的层次和森林相比又有什么特点呢?
生 也有。但是它的层次没有森林多。
师 草原中动物的种类和森林相比呢?
生 没有森林多。
师 实际上动物种类的多少是随植物层次的多少而变化的,因此,由于森林的植物层次比草原植物层次多,所以森林群落一般比草原群落的动物种类多。群落的垂直结构或者说生物的分层现象有什么意义呢?
生 使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,能最充分地利用空间和营养物质,就像植物分层可以充分利用光照,从而为动物生产更多的食物、提供更多的栖息空间。
板 书:
2.水平结构
师 不仅从垂直方向上看,生物种群占据不同的空间,其实,在水平方向上,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别,它们常呈镶嵌分布。导致生物种群在水平方向上分布不均的原因可能有哪些呢?
生 可能和光照不均匀有关,例如,在森林中,在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方,光线较暗,适合苔藓植物和其他喜阴植物生存,而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方,则有较多的灌木和草丛。
师 从他所举的例子中也可以看出其实和生物自身的生长特点也有关系,比如苔藓长在树阴下,一方面是这儿光线不足,从另一个角度来说也是因为苔藓是喜阴植物。除了这两方面的因素还有没有其他的?
生 也和土壤的一些性质有关,比如,土壤的酸碱度、土壤的湿度也会影响到植物的生存。
师 人类的行为会不会影响群落的水平结构呢?
生 也会的,过度放牧、盲目开垦等能破坏地表的植被。
师 植被的破坏对土壤有没有影响呢?
生 会使土壤的水分蒸发加快。
师 也会导致地表土壤的含盐量逐渐增加,使一些耐盐碱植物生活良好,而其他植物逐渐死亡,也就使草原植物成斑块分布,有了一定的水平结构。
生 由于人类的践踏也会使周边生长的植物不同。
师 对。由于诸多因素的存在,群落也就会具有一定的水平结构。那么,在农业生产上,人们有没有利用群落空间结构的原理,充分利用空间和资源的呢?
课件展示:
桉树——菠萝结构
海南省某林场在桉树幼林里栽培菠萝,通过精心管理取得了桉树、菠萝两旺,提高了经济效益。桉树是一种深根性树种,而菠萝的绝大部分根系分布在地表10~20 cm的范围内。两种植物根系深浅搭配,合理地利用了不同土壤内的水分和养分。同时,由于菠萝地上部分的覆盖作用,一方面有效地截留了降水,降低了水土流失,另一方面又减少了地表蒸发。桉树的一般高度在2 m左右,而菠萝高度多在1 m以下,桉树喜光,而菠萝属于半阴生植物。两种植物高矮结合,充分利用了不同层次的光能。
课堂小结
师 有没有你所了解的例子呢?
生 有些人家的屋顶、墙面还有市区的立交桥的两侧栏杆上都被绿色植物包围了,这也是对空间的充分利用吧,还给人以赏心悦目的感觉。
师 是的,这些立体绿化也是很好的例子。我们今天所研究的群落的这些特征有什么样的意义?给你带来些什么样的启示?
生1 我觉得使我以后在考虑问题的时候会更注意事物和事物之间的联系,而且能从更高层次的角度,更大的范围去全面考虑问题。
生2 这一节知识,让我更明白了保护各种动植物的意义,不光是为了保护某一种生物,实质上我们在保护某种生物的同时还在一定程度上保护了和它生活在一起的其他生物,因为它们之间存在着各种各样的种间关系。
生3 还让我觉得生物学有很多值得去研究的地方,我一定会好好学好生物。
师 大家讨论得非常好。我希望大家在以后的学习中,都能说出自己的想法,相互交流,共同提高!
第2课时
导入新课
师 同学们好!种群和群落这一章的学习过程中,我们可以发现,从研究生活在同一地点的同种个体——种群到研究生活在同一地点的所有生物个体——群落,研究的范围在不断地扩大,所要研究的问题也越来越多。对于不同的群落,区分的主要依据是什么?
生 主要是群落的物种组成情况。
推进新课
师 一般来说,不同的群落所含的物种的数目是不同的,也就是物种的丰富度是不同的。所以研究物种的丰富度是我们认识不同的群落的基础。怎样来调查物种的丰富度呢?今天我们一起来探讨这个问题。请同学们先阅读一下课本75页到76页的“土壤中小动物类群丰富度的研究”。阅读完后,回答屏幕上的问题。
课件展示:
1.用什么方法采集、调查土壤中的动物?
2.丰富度的统计方法有哪些?
3.整个丰富度的调查过程分了哪些步骤?
4.采集小动物的方法有哪些?
5.调查过程中,应该注意哪些问题?
6.如果在不同的地点进行调查,结果会相同吗?土壤小动物类群的丰富度可能和哪些因素有关?
7.如果要调查水中小动物类群的丰富度,应如何对研究方法进行改进?
生1 常用取样器进行采集、调查土壤中的动物。也就是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地区域内土壤动物的丰富度。
生2 丰富度的调查方法通常有两种:一是记名计算法;二是目测估计法。
生3 整个调查过程主要分为:准备、取样、采集小动物、观察分类和统计分析五个步骤。
生4 采集小动物的方法:一可以把取来的样本放置在放有金属网的去底花盆中,利用诱虫器来采集;二可以用解剖针拨找小动物,同时用放大镜观察,找出体型较大的动物,较小的动物用吸虫器采集这样简易的采集法。
生5 调查过程中,首先应该注意安全,同时不能破坏环境;在取样的塑料袋上要标明取样的地点和时间等;采集小动物过程中,要防止小动物逃走。
生6 不同。土壤小动物类群的丰富度可能和土壤的肥力、土壤的理化性质、土壤上生长的植物种类等因素有关。
生7 如果要调查水中小动物类群的丰富度,取样器要改成能盛水的容器,取样方法也不同,采集小动物的方法也要改进,比如,可以通过纱布、滤纸等把水滤去,再用放大镜找相对个体较大的小动物,对于个体小的动物,可以通过把水滴制成临时装片,在显微镜下观察。
师 通过这些问题的讨论,基本上我们对这个实验的大概步骤有所了解了,在大家进行调查之前,还有几个问题是需要注意的:第一,各小组先要确定探究的问题。例如,可以调查某处土壤中小动物类群丰富度,也可以通过调查来比较不同土壤中小动物类群的丰富度,还可以考虑在不同深度土层小动物类群丰富度之间的差异;第二,每一组要制定探究计划,而且要有研究计划表,表格的形式参考75页上的表格。这两件事完成后,就到学校旁的小树林中去取样。观察和分类时可以利用桌上的小动物名册,实在对不上号的,可记为“待鉴定”,并记下它的特征。
(学生实验,教师予以指导)
师 请根据前面介绍的丰富度统计方法,设计一个数据收集和统计表,分析所搜集的数据,完成一份研究报告。(老师也要解答学生在实验过程中所碰到的问题,如,不能鉴定的小动物种类等)
课堂小结
师 物种丰富度是群落的最基本的特征之一。在学会调查不同群落物种丰富度的同时,还要能够通过比对调查的结果来分析原因,从而能从本质上理解不同的群落之间的差异,以及出现这些差异的原因。
板书设计
第3节 群落的结构
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
物种组成,优势种,种间关系,空间结构,群落的演替,群落的分布范围和边界等问题。
三、群落的物种组成
丰富度:群落中物种的数目的多少称为丰富度。
四、种间关系
1.捕食
2.竞争
3.寄生
4.互利共生
五、群落的空间结构
1.垂直结构
2.水平结构
活动与探究
主题:“土壤中小动物类群丰富度的研究”
步骤
学生活动
教师指导
目 的
1
确定要研究的问题
可通过考虑不同时间或不同空间作调查,或是不同土壤
(1)使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征
(2)通过学生实地感受群落所处的环境,利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念
(3)培养学生动脑、动手和解决实际问题的能力
2
制定探究计划
可用列表的方法,一定要结合具体的探究问题
3
取样
使用诱虫器取样,也可采用简易采集法
4
观察和分类
事先将当地土壤中常见的小动物列好名册,供学生分类时参考
5
统计和分析
指导学生设计一个数据收集和统计表
习题详解
一、基础题(课本P77)
1.解析:群落中植物的垂直结构为动物包括鸟类提供了栖息空间和食物条件。P74
答案:B
2.提示:屏障撤掉后,很可能出现以下情况:由于种群A捕食种群B,种群B的数量减少,而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少,种群A因食物来源减少而出现数量减少,种群B的数量又会出现一定的增加。这样,假设水族箱中资源和其他条件较稳定,种群A和种群B将出现此消彼长的相对稳定情况。
二、拓展题(课本P77)
1.提示:大致步骤:(1)选择的植物(一般用草本植物)应能适应同一环境,植株大小基本一致。最好查阅有关资料搞清楚植物名称与生活习性等;(2)实验前要做必要的观察记录,如植株的(尤其是根)生长情况;(3)设立对照组(单独种植、同种植株种植在一起)、实验组(不同种植株种植在一起),并给予相同的环境条件,也可进一步从不同的植株间距来设计实验;(4)通过比较分析根系的长势,论证自己的假设是否成立;(5)解释实验结果。
2.蜾蠃捕食螟蛉幼虫。
4.3 群落的结构
一、教材分析
《群落的结构》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修3第4章第3节内容,本节包括在群落水平上研究的问题、群落的物种组成、群落的种间关系、群落的空间结构等内容。本节内容具有承上启下的作用,既延伸了前面有关种群的知识,又为后面的《生态系统及其稳定性》和《生态环境的保护》奠定基础。鉴于课时内容地位,要让学生正确理解群落的结构及基本特征,为后面的学习打下一个坚实的基础。同时,在注重与现实生活联系的基础上,立足于解决实际问题,即学生应能够将知识应用于现实中,应用于生活、生产之中。
二、教学目标
1、识别群落,说出群落水平上研究的问题。
2、描述群落的结构特征。
3、尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 群落的结构特征。
[解决方法]
⑴引导学生理解群落的概念,群落的物种组成,种间关系和群落的空间结构。
⑵巧用教材中的问题探讨和资料分析,联系实际突破重点。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。
[解决方法] 联系具体的事例,让学生自己比较,归纳和总结群落的结构特征。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
探究法。 教具准备:探究材料、图片、课件。
六、学生活动
1、指导学生完成教材中探究活动的操作。
2、思考、分析、回答相关问题。
七、教学程序
(一)明确目标
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
[问题探讨]学生思考、讨论,回答教材P71讨论题。
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。群落不是一定空间内各种生物简单的集合,而是通过种内的斗争或互助,种间的共生、竞争、捕食等关系建立起的有机整体。一个群落是共同生活在一个地区的生物大家庭,具有一定的组成和结构,其中的各种生物相互制约,又相互依存。
教师引导学生认识:种群水平上的研究对象是同一物种的生物集合体,而群落水平上研究的是不同物种的生物集合体。群落是比种群层次更高,范围更广的角度来研究生物之间的关系和相互作用。
在群落水平上科学家要研究哪些问题呢?
学生阅读教材P71相关内容,明确群落水平上研究的问题。
学生阅读教材P72相关内容,回答下列问题:
1、从物种组成上说出两个森林群落的主要差别?
2、什么叫丰富度?
教师总结:⑴物种组成是区别不同群落的重要特征,例如,我国新疆北部的森林,主要是由常绿针叶树种组成,而南方许多森林的主要树种是阔叶树;⑵不同群落间,种群数量和种群中个体数量差别很大。例如,在热带森林的生物群落中,植物种群数以万计,无脊椎动物种群数以十万计,脊椎动物种群数以千计。但是,在冻原和荒漠的生物群落中,种群数量要少得多。
认识一个群落的物种组成,首先,要调查该群落分别有多少种植物、动物和微生物,列出它们的名录。其次,还要进一步搞清群落中各种群相对数量和比例。在生态学上,描述一个群落中种群数量的多少是用丰富度来表示。
学生阅读教材P72——73相关内容,回答下列问题:
1、双小核草履虫和大草履虫之间是什么关系?
2、猞猁和雪兔之间是什么关系?
3、列举种间关系的其他例子?
教师总结种间关系:
学生阅读教材P74—75相关问题,回答下列问题:
1、什么是群落的空间结构?
2、群落的空间结构包括哪些方面?
3、决定森林植物重直分层的主要生态因素是什么?而决定动物垂直分层的主要生态因素是什么?
4、决定群落水平结构分布主要有哪些生态因素?
教师总结:
群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构,动物种类的多少是随植物层次多少而变化的,因此,由于森林的植物层次比草原植物层次多,所以森林群落一般比草原群落的动物种类多。水生群落也有分层,例如一个池塘,挺水植物、浮水植物、沉水植物就是植物分层;青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼的分布就是动物分层的实例。阳光、温度、水分等生态因素对动植物的分层有直接影响。群落的水平结构往往是由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物身身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素造成种群密度上的差别。此外,群落中生物之间的相互关系也是群落表现水平结构的原因之一。例如,林冠下光照的不均匀性,对林下植物的分布就有密切影响。光照强的地方,阳生植物较多,而光照强度弱的地方只生长着耐阴植物。
(三)总结
群落的概念、物种组成、空间结构及种间关系。
(四)作业布置
教材P77的练习。
(五)板书设计
第3节 群落的结构
一、群落
1、群落的概念
2、群落水平上研究的问题
3、群落的物种组成
群落中物种多样性
群落的生长形成
4、群落的特征 群落的结构
群落的优势种
群落丰富度
群落营养结构
二、种间关系
三、群落的空间结构
1、概念
2、垂直结构
3、水平结构
第2课时
“土壤中小动物类群丰富度的研究”是课程标准中建议的一项活动,旨在使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征。有条件的学校可以让学生依据教材中探究活动的要求与步骤,在野外采样,在实验室进行观察。这样做学生可以感受到采样地点真实的环境情况,利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念;若无条件,也可以由教师事先将不同地点的土样采集到实验室(可用大塑料整理箱盛放),注明采集地点的环境(最好配有照片)。这样,学生在实验室便能进行该项探究活动。
1、提出问题
群落中物种的组成与群落所处的环境有着密切的关系,教师应引导学生分析环境因素对群落物种组成的影响,可就此广泛提出问题,进而提炼出比较有探究价值的问题。教材中已列出一些问题,帮助引导、启发学生确定探究的问题。
2、制订计划
制订计划是科学研究的重要环节,在前面的各项探究活动中都强调了这方面的教学要求。本项探究活动的要求是让学生用列表的方法制订一份研究计划,教材中提供了式样,在教学中可以充分发挥学生的创造性,结合具体的探究问题制订可行的研究计划。
3、实施计划
本课题包括三个操作环节;取样、观察和分类、统计和分析。关于“取样”,教材中已作了比较详细的说明。使用诱虫器取样比较方便,且效果好,但时间可能要长一些。也可采用简易采集法:将采集到的土壤放在瓷盆内,用放大镜观察,同时用解剖针寻找。发现体形较大的动物,可用包着纱布的镊子取出;体形较小的动物可用吸虫管来采集。采集到的小动物可放入酒精溶液中,也可将活着的小动物放入试管中。
“观察和分类”需要借助动物分类的专业知识,一般学生难以鉴别。教师可以事先将当地土壤中常见的小动物列好名册,供学生分类时参考。“统计和分析”的教学要求是让学生设计一个数据收集和统计表,并据此进行数据分析,这也是科学研究能力培养的重要方面。教学中要从科学、简明、美观等方面,对学生的设计进行评价。
(三)总结
丰富度的统计方法。
(四)作业布置
写一份研究报告。
(五)板书设计
实验:土壤中小动物类群丰富度的研究
提出问题

制定计划
↓ 准备
实施计划 取样
采集小动物
观察和分类
统计和分析