人教版(新教材)高中生物選擇性必修2PAGEPAGE1第2課時群落的空間結構、季節性、生態位及研究土壤中小動物類群的豐富度〖學習目標〗1.描述群落的空間結構和季節性。2.闡述生態位的概念及生態位分化的意義。3.嘗試進行土壤中小動物類群豐富度的研究?！妓仞B要求〗1.生命觀念：分析群落的空間結構、研究不同物種的生態位，樹立進化與適應觀。2.科學探究：通過“研究土壤中小動物類群的豐富度”的實驗，培養科學研究計劃的制訂和實施能力。一、群落的空間結構1．垂直結構(1)特點：在垂直方向上，大多數群落都具有明顯的分層現象。(2)植物的分層①決定因素：與植物對光的利用有關。②其他因素：a.決定植物地上分層的環境因素還有溫度等條件；b.決定植物地下分層的環境因素有水分、無機鹽等。③意義：顯著提高了群落利用陽光等環境資源的能力。(3)動物的分層：群落中植物的垂直分層為動物創造了多種多樣的棲息空間和食物條件。2．水平結構(1)特點：常呈鑲嵌分布。(2)決定因素：地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同，以及人與動物的影響等。判斷正誤(1)森林有垂直結構，草原只有水平結構()(2)群落的分層現象不僅表現在陸地上，也表現在水域中()(3)一片竹林中的箭竹高矮不齊體現了群落的垂直結構()(4)在海拔高度不同的山坡上分布著不同的植物類群，說明群落具有垂直結構()(5)洪澤湖近岸區和湖心區不完全相同的生物分布，構成群落的水平結構()〖答案〗(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√探討點群落的空間結構如圖a、b、c分別代表在－200m～3800m的海拔內，山坡a、森林b、海洋c三個不同的自然區域內植物的分布狀況。回答下列問題：(1)a處不同高度的山坡上分布著不同的植物類群，影響它們分布的主要環境因素是什么？這是群落的垂直結構嗎？〖提示〗溫度。這不是群落的垂直結構。(2)b、c處的植物在垂直方向上都具有明顯的分層現象，影響它們分布的主要環境因素是什么？這是群落的垂直結構嗎？〖提示〗b處森林中植物的垂直分層現象主要是受光照強度影響形成的；c處藻類植物的分層現象是受光質(光的波長)影響形成的。這是群落的垂直結構。(3)b處動物在群落中也有垂直分層現象，這種分布與植物的分層有何關系？〖提示〗群落中植物的垂直分層為動物創造了多種多樣的棲息空間和食物條件。(4)有人說：“b處樺樹高低錯落有致，只存在垂直結構，而野草叢比較矮小，只存在水平結構”，你認為這種說法對嗎？為什么？〖提示〗不對。垂直結構和水平結構都是指群落中不同種生物的分層或分布關系。同種生物如樺樹的不同分布屬于種群層次，不能構成垂直結構。矮小的野草叢有垂直結構和水平結構的存在。核心歸納群落的空間結構類型及分析(1)垂直結構①森林中的垂直分層現象②海洋中的垂直分層現象原因：決定水生植物分層的主要因素是光的波長，不同波長的光在水中透射能力不同，波長越短，透射能力越強。(2)水平結構①特點：鑲嵌分布。②影響因素：地形的變化是影響植物水平分布的主要因素，原因是不同高度的溫度不同。除上述影響水平結構的因素外，還有光照強度的不同、土壤濕度和鹽堿度的差異、生物自身生長特點的不同，以及人與動物的影響等。(3)群落結構的形成及意義①形成：生物群落垂直結構與水平結構的具體表現都是在長期自然選擇基礎上形成的對環境的適應。②意義：提高了群落利用陽光等自然資源的能力。1．下列關于生物群落的敘述，錯誤的是()A．群落中植物的垂直分層現象與光照強度有關B．草原中動物沒有垂直分層現象，樹林中動物具有垂直分層現象C．群落中動物的垂直分層現象與植物有關D．群落中植物的水平分布現象與地形有關〖答案〗B〖解析〗無論是草原中還是樹林中，動物都具有垂直分層現象，B錯誤；群落中植物的垂直分層為動物創造了多種多樣的棲息空間和食物條件，決定了動物的垂直分層現象，C正確；群落中植物的水平分布受地形等因素的影響，D正確。2．下列有關群落結構的敘述，錯誤的是()A．同一座高山的山頂生草甸、山腰長松林、山腳種作物，體現了群落的垂直結構B．群落的垂直結構顯著提高了群落利用陽光等環境資源的能力C．不同種類的淡水魚占據不同水層而出現分層現象，這與各種淡水魚的食性有關D．不同地段的種群在水平方向上呈現斑塊狀分布屬于群落的水平結構〖答案〗A〖解析〗同一座高山不同海拔地帶分布著不同的群落類型，不是群落的垂直結構，A錯誤。二、群落的季節性和生態位1．群落的季節性由于陽光、溫度和水分等隨季節而變化，群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。2．生態位(1)概念：一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位。(2)研究范圍①動物：棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等。②植物：在研究區域內的出現頻率、種群密度、植株高度等特征，以及與其他物種的關系等。(3)意義：群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源，是群落中物種之間及生物與環境間協同進化的結果。判斷正誤(1)群落的外貌和空間結構具有季節性規律的變化()(2)四大家魚的混養利用了它們在池塘中占據著不同的生態位()(3)如兩種動物的生活空間相同，則它們的生態位就完全相同()〖答案〗(1)√(2)√(3)×探討點1分析當地自然群落中某種生物的生態位請根據課本P28“思考·討論”提供的資料，回答下列問題：1．這4種鳥選擇覓食生境的策略有哪些異同？哪一種鳥覓食生境的范圍更寬？〖提示〗綠翅鴨和鶴鷸選擇覓食生境的策略基本相同，兩者均選擇生境1和生境3，并以生境1為主，不選擇生境2；綠頭鴨主要選擇生境1；青腳鷸在3個生境中均出現，在生境3出現的概率高于前兩處。青腳鷸的覓食生境范圍更寬。2．如果兩種鳥的覓食生境一樣，生態位就完全一樣嗎？〖提示〗不一定。綠翅鴨和鶴鷸選擇的覓食生境基本相同，但是食物種類有較大差異，占用的資源以及與其他物種的關系也不一樣。3．任選一種鳥，分析它的食性。從覓食的角度，與它有競爭關系的鳥類有哪些？〖提示〗以綠翅鴨為例，綠翅鴨以小堅果為主要食物，還吃莖類、螺類、貝殼沙礫等，綠頭鴨也是，二者存在明顯的種間競爭關系；綠翅鴨與鶴鷸、青腳鷸也有種間競爭關系，因為它們都捕食螺類，綠翅鴨與鶴鷸都吃貝殼沙礫。4．任選一種鳥，從覓食生境、種間關系等多個方面綜合描述這種鳥類的生態位?！继崾尽矫枋鲽B類的生態位，通常需要考慮它們的覓食生境、棲息地、食物及與其他物種的種間關系等。以青腳鷸為例，它們的覓食生境包括低潮鹽沼——光灘帶、海三棱藨草帶及海堤內魚塘——蘆葦區；主要以草屑、螺類、甲殼類為食；青腳鷸與鶴鷸存在明顯的種間競爭，因為它們都以草屑和螺類為主要食物，青腳鷸與綠翅鴨、綠頭鴨也存在種間競爭，因為它們都捕食螺類，青腳鷸和綠頭鴨還捕食甲殼類。探討點2思維訓練·溯因推理某湖泊中生活著鱸魚和短吻鱷，短吻鱷會捕捉鱸魚，而鱸魚又是人們喜愛的美味。當地居民為了提高鱸魚的產量而大量捕殺短吻鱷。在短吻鱷被捕殺幾乎絕跡后，鱸魚的產量卻沒有增加。調查表明湖中鱸魚的種群數量比原來竟然還下降了。追溯原因，有人提出了以下可能：A．氣候變化造成鱸魚食物短缺；B．短吻鱷捕食的另一種魚以鱸魚為食；C．捕殺短吻鱷前鱸魚的種群已經衰退；D．人類主要捕撈鱸魚幼齡魚造成種群衰退。以上四種解釋都有道理嗎？你認為哪種是最可能的原因？作出推斷后，應該怎樣進一步判別？〖提示〗提出的四種解釋都有一定道理。鱸魚種群數量下降可能是多種因素共同作用的結果。但僅根據所給信息判斷，B說法是最可能的原因。這是因為湖泊中一般生活著多種生物，各個種群之間存在著復雜的種間關系和相互作用，短吻鱷是頂級捕食者，捕食多種魚類和其他動物，鱸魚則以小魚、蝦、貝類、浮游動物等為食。當短吻鱷幾近消失時，被它捕食的動物數量可能會增長，進而影響原本比較穩定的群落結構，最終影響鱸魚的種群數量。作出推測后，應深入調查湖泊中的物種組成及其相互關系，尤其是與短吻鱷、鱸魚存在緊密聯系的物種，看看它們的種群數量發生了哪些變化，從而作出進一步的判別。要判斷A、B、D的解釋是否合理，也需要做更多調查。例如，調查湖泊所在地是否發生了氣候變化，氣候變化對湖泊中的生物帶來了哪些影響，人類對鱸魚的捕撈情況是怎樣的，等等。核心歸納生態位的內容及研究意義(1)生態位的內容：包括生物所處的空間，占用的資源以及與其他物種的關系等。(2)生態位重疊：當兩個或更多的物種共同利用某些資源時，即出現了生態位重疊，如果資源供應不足，就會產生種間競爭，如果競爭激烈，種群對資源的利用就會發生改變，可能出現(a)生態位移動或(b)一個物種絕滅。(3)人們根據動物或植物的生態位的不同進行混養或間作，既降低了種間競爭的激烈程度，又充分利用了空間和資源。3．下列有關群落季節性的敘述，錯誤的是()A．群落的季節性往往隨陽光、溫度、水分的季節性變化而變化B．群落的季節性表現在外貌和結構隨季節變化而發生規律性變化C．不同季節里，有些群落中物種豐富度變化明顯，有些群落物種豐富度變化較小D．草原上動物的遷徙、海洋中魚類的洄游等活動與群落的季節性變化無關〖答案〗D〖解析〗群落的季節性變化可表現在草原上動物的遷徙、海洋中魚類的洄游等方面，D錯誤。4．生態位是指一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等。下列說法錯誤的是()A．不同物種的生態位可能會出現重疊現象B．同一環境中的兩個生態位相同的物種，常常會由于食物或生活資源而發生競爭C．兩種鳥的覓食生境相同，則它們的生態位就完全相同D．如果環境發生重大變化，某種生物的生態位可能會隨之改變〖答案〗C〖解析〗動物的生態位包括棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等，僅覓食生境相同，生態位不一定完全相同。三、研究土壤中小動物類群的豐富度1．實驗原理(1)土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習性。(2)調查方法：常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。(3)調查對象：樣本中肉眼可見的所有動物。(4)調查指標：樣本中小動物的種類和相對數量。(5)統計方法：一是記名計算法；二是目測估計法。2．實驗步驟3．實驗結論(1)組成不同群落的優勢種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。(2)一般來說，環境條件越優越，群落發育的時間越長，物種越豐富，群落結構也越復雜。探討點1土壤小動物的采集和統計1．誘蟲器的選擇土壤小動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習性。根據這個習性，我們應該選擇怎樣的誘蟲器呢？〖提示〗選擇A項的誘蟲器。2．采集小動物(1)用誘蟲器采集(如圖)①土壤和花盆壁之間為什么要留一定的空隙？〖提示〗為了使空氣流通。②酒精起什么作用？〖提示〗殺死和保存小動物。(2)簡易采集法①將取到的土壤樣品放在瓷盆內(要注意防止小動物逃走)，用解剖針撥找小動物，同時用放大鏡觀察，發現體型較大的小動物，可用包著紗布的鑷子將其取出來。②體型較小的小動物可用吸蟲器采集。下列為兩種吸蟲器。請思考：如果將采集的小動物作為標本長時間保存應選擇哪種？如果將采集的小動物用于實驗室培養應選擇哪種？〖提示〗如果將采集的小動物作為標本長時間保存應選擇吸蟲器A；如果將采集的小動物用于實驗室培養應選擇吸蟲器B。3．統計小動物豐富度的統計方法通常有記名計算法和目測估計法，前者一般適用于什么樣的群落？〖提示〗記名計算法一般適用于個體較大，種群數量有限的群落。探討點2調查方法比較請將下列方法進行歸類(填序號)：①樣方法②抽樣檢測法③取樣器取樣法④標記重捕法⑤記名計算法⑥目測估計法(1)用于調查種群密度的方法有①②④。(2)用于調查群落豐富度的方法有③。(3)用于統計群落豐富度的方法有⑤⑥。核心歸納1．土壤小動物的采集及統計(1)使用誘蟲器采集小動物時利用了土壤小動物具有趨暗、趨濕、避高溫的特點。(4)注意區分豐富度的兩種統計方法①記名計算法是指在一定面積(體積)的樣地中，直接數出各個種群的個體數目。一般用于個體較大、種群數量有限的物種。②目測估計法是按預先確定的多度等級來估計單位面積(體積)中的種群數量。等級的劃分和表示方法有：非常多、多、較多、較少、少、很少，等等。2．調查方法的比較方法適用范圍計數方法樣方法植物和活動能力較弱、活動范圍較小的動物和卵隨機選取若干個樣方，計算每個樣方的種群密度，再求所有樣方種群密度的平均值就為種群密度的估計值標記重捕法活動能力較強、活動范圍較大的動物在被調查種群的活動范圍內，捕獲一部分個體，做上標記后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕中標記個體數占總捕獲數的比例來估計該種群密度抽樣檢測法生活在液體培養基中的微生物將含待測生物的培養液滴在計數板上，用顯微鏡觀察計數板上待測生物的數量，再以此為根據，估算培養液中待測生物的數量取樣器取樣法具有較強活動能力，身體微小的土壤小動物用一定規格的捕捉器(如采集罐、吸蟲器等)進行取樣，通過調查樣本中小動物的種類和數量來推測某一區域內土壤小動物的豐富度5．(2021·河南鄭州月考)下列關于“研究土壤中小動物類群的豐富度”的敘述，正確的是()A．土壤動物群落不存在分層現象B．目測估計法一般用于個體較大、種群數量有限的個體C．取樣時盡量不要破壞環境，并標明取樣地點和時間等D．對于無法知道名稱的小動物，可忽略不計〖答案〗C〖解析〗群落都有垂直結構(分層現象)和水平結構，A項錯誤；記名計算法一般用于個體較大、種群數量有