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第4章種群和群落第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu),問(wèn)題探討,1.提示：本討論題關(guān)注池塘中的生物組成及其有序性，要引導(dǎo)學(xué)生討論池塘中的種群組成（群落結(jié)構(gòu)），具體有多少個(gè)種群并不重要?？梢詮娜馐承贼~(yú)、植食性魚(yú)、浮游動(dòng)物、浮游植物、微生物等方面舉例。2.提示：本討論題關(guān)注池塘中生物之間的相互關(guān)系。池塘中的肉食性魚(yú)大量減少，一些小魚(yú)等小型水生動(dòng)物因天敵減少，數(shù)量會(huì)大量增加，池塘中浮游動(dòng)物、浮游植物以及其他一些水生植物數(shù)量會(huì)大量減少。隨時(shí)間推移，植食性魚(yú)類(lèi)等生物也因食物來(lái)源減少而數(shù)量減少。,生物個(gè)體不但離不開(kāi)自己的群體——種群，也同樣離不開(kāi)環(huán)境中的其它生物。生活在一起的許多種生物構(gòu)成群落。,生活在這些地方的各種動(dòng)物、植物和微生物，組成了它們的群落。,學(xué)習(xí)新課,群落(munity)：是指同一時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。,要點(diǎn)：１、一定的區(qū)域，包含這里的各種生物。２、區(qū)內(nèi)各種生物之間具有直接或間接關(guān)系。,一、群落水平上研究的問(wèn)題,二、群落的物種組成,豐富度(speciesrichness):是指群落中物種數(shù)目的多少。,農(nóng)田生物群落,農(nóng)田中除農(nóng)民種植的農(nóng)作物外，還有雜草等多種植物及昆蟲(chóng)、青蛙、老鼠等多種動(dòng)物及細(xì)菌等微生物,海洋生物群落,海洋中除魚(yú)類(lèi)外，還有珊瑚、貝類(lèi)、甲殼類(lèi)等許多動(dòng)物及海藻等各式各樣的植物和微生物。,森林生物群落,森林中有大樹(shù)、小樹(shù)、草本等各種各樣的植物，還有種類(lèi)繁多鳥(niǎo)獸蟲(chóng)魚(yú)各類(lèi)動(dòng)物及細(xì)菌、真菌等。,群落的物種組成,特點(diǎn)：1）物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征。2）不同群落間種群數(shù)量和種群中個(gè)體數(shù)量差別很大。,豐富度：群落中物種數(shù)目的多少。越靠近熱帶地區(qū)，單位面積內(nèi)物種越豐富，即豐富度越大。,營(yíng)巢鳥(niǎo)高等植物哥倫比亞1395種佛羅里達(dá)2500種巴拿馬1100種馬薩諸塞1650種佛羅里達(dá)143種拉布拉多390種紐芬蘭118種巴芬島218種格陵蘭56種,不同群落的物種數(shù)目有差別,三、種間關(guān)系,資料分析:高斯實(shí)驗(yàn),,,在合適的條件下，大草履蟲(chóng)和雙小核草履蟲(chóng)均能正常生長(zhǎng)繁殖。由于這兩種草履蟲(chóng)具有相似的生活習(xí)性（尤其是能以同一種桿菌為食），當(dāng)它們被放在同一個(gè)容器中培養(yǎng)時(shí)，起初兩種草履蟲(chóng)的數(shù)量較少，而食物（桿菌）數(shù)量較多，因此表現(xiàn)為兩種草履蟲(chóng)的種群數(shù)量均增加。但是，隨著兩種草履蟲(chóng)數(shù)量的增加，相互之間對(duì)食物的爭(zhēng)奪表現(xiàn)為大草履蟲(chóng)處于劣勢(shì)，雙小核草履蟲(chóng)處于優(yōu)勢(shì)。隨著雙小核草履蟲(chóng)數(shù)量的增加，爭(zhēng)奪食物的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越大，最終大草履蟲(chóng)失去了食物來(lái)源而滅亡。兩種草履蟲(chóng)沒(méi)有分泌殺死對(duì)方的物質(zhì)，進(jìn)一步證明了該實(shí)驗(yàn)結(jié)果緣于兩種草履蟲(chóng)爭(zhēng)奪資源，這就是競(jìng)爭(zhēng)。,種間關(guān)系——競(jìng)爭(zhēng)：,哥們，且分一杯羹！,（一只大象為了草原中唯一的水源而驅(qū)走斑馬群）,競(jìng)爭(zhēng)(petition)：兩種或兩種以上生物相互爭(zhēng)奪資源和空間等。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果常表現(xiàn)為相互抑制，有時(shí)表現(xiàn)為一方占優(yōu)勢(shì)，另一方處于劣勢(shì)甚至于滅亡。,如果用坐標(biāo)系來(lái)表示兩種生物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，則可表示為,競(jìng)爭(zhēng),資料2,1.提示：90多年的調(diào)查研究表明，猞猁和雪兔種群數(shù)量之間存在相關(guān)性。例如，從1845年到1855年間，猞猁數(shù)量的增加導(dǎo)致雪兔減少；而雪兔的減少，又會(huì)造成猞猁減少，之后雪兔又大量增加。從多年的調(diào)查看，雪兔和猞猁相互制約，使它們的種群數(shù)量保持在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。2.提示：雪兔是以植物為食，猞猁是以雪兔為食。猞猁的存在不僅制約雪兔的種群數(shù)量，使得植物→雪兔→猞猁之間保持相對(duì)穩(wěn)定，而且由于植物資源比較穩(wěn)定，進(jìn)而使得另一些以植物為生的動(dòng)物數(shù)量及其食物鏈相對(duì)穩(wěn)定，因而整個(gè)群落可以處在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。,捕食（predation)：指一種生物以另一種生物作為食物的現(xiàn)象。,例如：草食動(dòng)物兔以某些植物為食；小型肉食動(dòng)物可以草食動(dòng)物為食；大型肉食動(dòng)物可以草食或小型肉食動(dòng)物為食；雜食性生物可以植物或動(dòng)物為食等。,捕食,,,捕食者,被捕食者,,捕食者與被捕食者數(shù)量變化曲線,如果用坐標(biāo)系來(lái)表示兩種生物的捕食關(guān)系，則可表示為,捕食者與被捕食者相互制約，二者的種群數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定,時(shí)間,種群數(shù)量,資料一和資料二中，兩個(gè)種群之間的相互作用的結(jié)果有什么不同？,資料1中兩個(gè)種群之間是通過(guò)食物間接地發(fā)生作用（競(jìng)爭(zhēng)）；資料2中兩個(gè)種群是通過(guò)捕食與被捕食直接地發(fā)生作用（捕食）。資料1相互作用的結(jié)果是一方處于優(yōu)勢(shì)，另一方處于劣勢(shì)，最終滅亡。資料2相互作用的結(jié)果是兩個(gè)種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定。,,競(jìng)爭(zhēng)與捕食作用的結(jié)果有何區(qū)別？,競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是一方處于優(yōu)勢(shì)，另一方處于劣勢(shì)，最終滅亡。捕食的結(jié)果是兩個(gè)種群相互制約，兩個(gè)種群數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定。,種間關(guān)系包括競(jìng)爭(zhēng)、捕食、互利共生和寄生,又如：豆科植物與根瘤菌的共生,根瘤菌在豆科植物根部利用豆科植物制造的有機(jī)物生活，同時(shí)將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮肥回報(bào)豆科植物。,兩種生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。兩種生物的這種關(guān)系叫互利共生(mutualisticsymboisis)。,互利共生,,例二：地衣,例如：地衣是藻類(lèi)與真菌共生體,,,,其它典型實(shí)例,白蟻的腸道為鞭毛蟲(chóng)提供了生活場(chǎng)所,而鞭毛蟲(chóng)可以幫助白蟻消化其所賴(lài)以生存的纖維。,如果用坐標(biāo)系來(lái)表示兩種生物的共生關(guān)系，則可表示如下：,互得共生,冬蟲(chóng)夏草是一種叫做蝙蝠蛾的動(dòng)物，將蟲(chóng)卵產(chǎn)在地下，使其孵化成長(zhǎng)得像蠶寶寶一般的幼蟲(chóng)。另外，有一種孢子，會(huì)經(jīng)過(guò)水而滲透到地下，專(zhuān)門(mén)找蝙蝠蛾的幼蟲(chóng)寄生，并吸收幼蟲(chóng)體的營(yíng)養(yǎng)，而快速繁殖，稱(chēng)為蟲(chóng)草真菌。當(dāng)菌絲慢慢成長(zhǎng)的同時(shí)，幼蟲(chóng)也隨著慢慢長(zhǎng)大，而鉆出地面。直到菌絲繁殖至充滿(mǎn)蟲(chóng)體，幼蟲(chóng)就會(huì)死亡，此時(shí)正好是冬天，就是所謂的冬蟲(chóng)。而當(dāng)氣溫回升后，菌絲體就會(huì)從冬蟲(chóng)的頭部慢慢萌發(fā)，長(zhǎng)出像草一般的真菌子座，稱(chēng)為夏草。在真菌子座的頭部含有子囊，子囊內(nèi)藏有孢子。當(dāng)子囊成熟時(shí)，孢子會(huì)散出，再次尋找蝙蝠蛾的幼蟲(chóng)作為寄主，這就是冬蟲(chóng)夏草的循環(huán)。,寄生：是指一種生物（寄生者）寄居在另一種生物（寄主）的體內(nèi)或體表，攝取寄主的養(yǎng)分以維持生活。,寄生(parasitism),種間關(guān)系辨析（1）寄生與共生的區(qū)別相同的是兩者都是兩種生物共同生活在一起。不同的是共生的兩種生物，相互依賴(lài)，彼此有利，而寄生的兩種生物，對(duì)寄生者來(lái)說(shuō)，當(dāng)然是有利的，但對(duì)寄主來(lái)說(shuō)，則是有害的。,（2）寄生與捕食的區(qū)別寄生是一種生物寄居在另一種生物的體內(nèi)或體表，從那里吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)維持生活，從而對(duì)寄生造成危害。寄生者在寄主那里吸取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一般是寄主體內(nèi)的汁液、血液或寄主從外界環(huán)境中攝取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而不是吃掉整個(gè)寄主或寄主的某一部分，如果是吃掉整個(gè)寄主或寄主的某一部分，那就不是寄生關(guān)系，而是捕食關(guān)系了（捕食致傷致殘甚至致死，寄生只致病——蟲(chóng)草真菌等的捕食性寄生除外）。,四、群落的空間結(jié)構(gòu)：指群落中各種生物在空間上的配置狀況，包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)等。,１、垂直結(jié)構(gòu)：在垂直方向上的明顯的分層現(xiàn)象——即不同生物占據(jù)不同高度。,在森林生物群落中，高大的喬木總是處于群落最高層，它下面有灌木層、草本植物層，還有地下生物。動(dòng)物則鷹、松鼠等處于頂層，麻雀、雉等處于中層，畫(huà)眉、八色鶇等處于下層，鼠和兔等在地面，蚯蚓、螻蛄等在地下。,,森林中植物的分層結(jié)構(gòu)與對(duì)光的利用有關(guān)：群落下面各層要比上層的光照弱，不同植物適于在不同的光照強(qiáng)度下生長(zhǎng)。動(dòng)物分層則與棲息空間和食物有關(guān)垂直結(jié)構(gòu)顯著提高了群落充分利用陽(yáng)光等環(huán)境資源的能力。,1、垂直結(jié)構(gòu):在垂直方向上的明顯的分層現(xiàn)象——即不同生物占據(jù)不同高度。,池塘生物群落中，荷花、蘆葦?shù)葘⑶o葉高高地挺出水面；睡蓮、滿(mǎn)江紅、浮萍等浮于水面；金魚(yú)藻等則生長(zhǎng)于水底。鰱魚(yú)在水體淺層、鯇魚(yú)在中層、青魚(yú)、蝦、蚌等在水底，泥鰍、鱔魚(yú)等則在水底淤泥中生活。,２、水平結(jié)構(gòu)：在水平方向上，由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強(qiáng)度的不同、生物自身生長(zhǎng)特點(diǎn)的不同、以及人與動(dòng)物的影響等因素，不同地段往往分布著不同的種群，同一地段上種群密度也有差別。,常呈鑲嵌分布,受水制約，蘆葦、澤瀉等水生植物只能長(zhǎng)在淺水或水邊；紅樹(shù)、柳樹(shù)等只能長(zhǎng)在水源附近；松、杉、柏樹(shù)等能長(zhǎng)在比較干旱處，仙人掌、沙棘等可長(zhǎng)在極干旱的沙漠。鴨子、青蛙只可在水中或水源附近活動(dòng)，而鷹、黃羊、沙鼠等可在干旱的陸地自由活動(dòng)。,根系發(fā)達(dá)、莖桿粗壯的木本和草本植物在陽(yáng)光充足的區(qū)域生長(zhǎng)；某些喜陰的植物只能生長(zhǎng)于它們的陰蔽之下；而極喜陰的苔蘚等則只能生長(zhǎng)于小草下形成地被層。,荔枝、木棉、榕樹(shù)等只能生長(zhǎng)于溫暖濕潤(rùn)的南方；馬尾松等適應(yīng)性強(qiáng)的植物南方北方都可生長(zhǎng)；紅松等喜涼怕熱植物只能生長(zhǎng)于東北較為寒冷的地方；雪蓮等生長(zhǎng)于終年積雪的雪峰之上。,熱帶雨林,常綠闊葉林,落葉闊葉林,針葉林,苔原,垂直結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)的區(qū)分,垂直結(jié)構(gòu)的分層現(xiàn)象是由于生物本身的高度或活動(dòng)空間的高度造成的；水平結(jié)構(gòu)的分段（區(qū)）是由于環(huán)境的光、熱、水及地形等條件對(duì)生物的選擇造成的。垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)都是指不同種生物的分布差異。同種生物的不同不能構(gòu)成垂直結(jié)構(gòu)或水平結(jié)構(gòu)。（也不因同種生物的一致而影響垂直或水平結(jié)構(gòu)的存在。）,例如：八面山(在湖南桂東縣)海拔2042米，800米以下為常綠闊葉林，800至1300米為針闊混交林，1300至1600米為針葉林，1600至1800米為灌木林，1800米以上為草地。植物的這種分帶現(xiàn)象屬于,水平結(jié)構(gòu),想像空間（P74）你能想像一下某個(gè)森林群落通過(guò)自然選擇形成分層結(jié)構(gòu)的大致過(guò)程嗎？提示：首先，要明白自然選擇的要意是什么。其次，要明白森林群落經(jīng)垂直分層后，其中的植物種群在資源和空間的分配上有什么變化。由此想像出通過(guò)自然選擇，不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的森林植物在森林群落的空間分布上呈現(xiàn)垂直分層現(xiàn)象。,一、群落水平上研究的問(wèn)題,二、群落的物種組成,三、種間關(guān)系,四、群落的空間結(jié)構(gòu),知識(shí)小結(jié),1、垂直結(jié)構(gòu),2、水平結(jié)構(gòu),探究：土壤中小動(dòng)物的類(lèi)群豐富度的研究,豐富度的統(tǒng)計(jì)方法通常有兩種：1、記名計(jì)算法：指在一定面積的樣地中，直接數(shù)出各種群的個(gè)體數(shù)目，這一般用于個(gè)體較大，種群數(shù)量有限的群落2、目測(cè)估計(jì)法：按預(yù)先確定的多度等級(jí)來(lái)估計(jì)單位面積上個(gè)體數(shù)量的多少,實(shí)施計(jì)劃：1、準(zhǔn)備（1）制作取樣器（2）記錄調(diào)查地點(diǎn)的地形和環(huán)境的主要情況2、取樣3、采樣小動(dòng)物誘蟲(chóng)器、吸蟲(chóng)器4、觀察和分類(lèi)5、統(tǒng)計(jì)和分析,土壤中小動(dòng)物類(lèi)群豐富度的研究1.土壤動(dòng)物的特點(diǎn)有較強(qiáng)的活動(dòng)能力,而且身體微小,因此不適于用_____法或_________法進(jìn)行調(diào)查。在進(jìn)行這類(lèi)研究時(shí),常用_______取樣的方法進(jìn)行采集、調(diào)查。2.豐富度的統(tǒng)計(jì)方法一是_________法,二是_________法。,樣方,標(biāo)志重捕,取樣器,記名計(jì)算,目測(cè)估計(jì),,選擇取樣地點(diǎn),用罐子取土壤,將土壤倒入塑料袋中,3.實(shí)施過(guò)程制作_______:,取直徑為5cm的硬質(zhì)金屬飲料罐,在高度為5cm處剪斷,取樣:,取樣器,,,方法一:將盛有土壤的去底花盆,放在_______上,打開(kāi)電燈方法二:簡(jiǎn)易采集法,體型較大的用包著紗布的_____取出,體型較小的可以用_______采集,采集小動(dòng)物:,觀察和分類(lèi):,統(tǒng)計(jì)和分析:,,,誘蟲(chóng)器,鑷子,吸蟲(chóng)器,最好用_______進(jìn)行觀察,并做好記錄,收集數(shù)據(jù),進(jìn)行分析完成研究報(bào)告,實(shí)體鏡,土壤中小動(dòng)物類(lèi)群豐富度的研究,[說(shuō)明](1)許多土壤動(dòng)物有較強(qiáng)的活動(dòng)能力，而且身體微小，因此不適于用樣方法或標(biāo)志重捕法進(jìn)行調(diào)查。(2)土壤中小動(dòng)物具有“兩趨(趨濕、趨暗)”“兩避(避光、避高溫)”的習(xí)性。,,誘蟲(chóng)器,探究（P76）如果要調(diào)查水中小動(dòng)物類(lèi)群的豐富度，應(yīng)如何對(duì)研究方法進(jìn)行改進(jìn)？提示：主要是取樣和采集方式要進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)調(diào)查水中小動(dòng)物種類(lèi)的不同，取樣設(shè)備也不同，例如用網(wǎng)兜、瓶子等。取樣和采集時(shí)要考慮定點(diǎn)、定量等因素。定點(diǎn)就是要選取有代表性的地點(diǎn)取樣；定量就是每次取樣的數(shù)量（例如一瓶、一網(wǎng)等）要相同。,練習(xí)（P77）基礎(chǔ)題1.B。2.提示：屏障撤掉后，很可能出現(xiàn)以下情況：由于種群A捕食種群B，種群B的數(shù)量減少，而種群A的數(shù)量增加。但隨著種群B的數(shù)量減少，種群A因食物來(lái)源減少而出現(xiàn)數(shù)量減少，種群B的數(shù)量又會(huì)出現(xiàn)一定的增加。這樣，假設(shè)水族箱中資源和其他條件較穩(wěn)定，種群A和種群B將出現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的相對(duì)穩(wěn)定情況。,拓展題1.提示：大致步驟：（1）選擇的植物（一般用草本植物）應(yīng)能適應(yīng)同一環(huán)境，植株大小基本一致。最好查閱有關(guān)資料搞清楚植物名稱(chēng)與生活習(xí)性等；（2）實(shí)驗(yàn)前要做必要的觀察記錄，如植株的（尤其是根）生長(zhǎng)情況；（3）設(shè)立對(duì)照組（單獨(dú)種植、同種植株種植在一起）、實(shí)驗(yàn)組（不同種植株種植在一起），并給予相同的環(huán)境條件，也可進(jìn)一步從不同的植株間距來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；（4）通過(guò)比較分析根系的長(zhǎng)勢(shì)，論證自己的假設(shè)是否成立；（5）解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.蜾蠃捕食螟蛉幼蟲(chóng)。,2、下列三圖分別表示兩種生物種群隨時(shí)間推移而發(fā)生的數(shù)量變化。那么,甲、乙、丙三圖表示的關(guān)系依次是（）A.共生、競(jìng)爭(zhēng)、捕食B.共生、捕食、競(jìng)爭(zhēng)C.競(jìng)爭(zhēng)、共生、捕食D.捕食、競(jìng)爭(zhēng)、共生,,B,鞏固練習(xí),3、將Ａ、Ｂ兩種單細(xì)胞生物分別放在兩個(gè)容器中培養(yǎng)，得到圖Ａ所示結(jié)果，將這兩種生物放在一個(gè)容器中混合培養(yǎng)，得到圖Ｂ所示結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，這兩種生物的種間關(guān)系是A．競(jìng)爭(zhēng)B．捕食C．共生D．寄生,,A,4．生活在一個(gè)生物群落中的兩個(gè)種群(a、b)的數(shù)量變化如圖所示，下列判斷正確的是A．a(chǎn)種群與b種群為捕食關(guān)系，a種群依賴(lài)于b種群B．a(chǎn)種群與b種群為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，競(jìng)爭(zhēng)程度由強(qiáng)到弱C．a(chǎn)種群為s型增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)受本身密度制約D．b種群為J型增長(zhǎng)，始終受到a種群的制約,C,5、自然界中生物種內(nèi)及種間是相互作用、相互影響的。下述觀點(diǎn)不正確的是A．林鴿群較大時(shí)被蒼鷹捕食的幾率降低B．鱸魚(yú)有時(shí)捕食鱸魚(yú)的幼魚(yú)，這有利于鱸魚(yú)一種的維持C．自然界中的猴群經(jīng)過(guò)爭(zhēng)斗建立了優(yōu)劣等級(jí)制度，并依次占據(jù)資源，這對(duì)種的保持是有利的D．自然界中物種間捕食對(duì)一個(gè)種有利，但會(huì)使另一個(gè)種消失,D,6、防治松毛蟲(chóng)常用的方法有招引灰喜鵲和施放毛蟲(chóng)白僵病菌，灰喜鵲和白僵病菌與松毛蟲(chóng)的關(guān)系依次是A．競(jìng)爭(zhēng)和互利共生B．捕食和寄生C．捕食和互利共生D．寄生和捕食,B,7、大多數(shù)生物群落在空間上有垂直分層現(xiàn)象，稱(chēng)為群落的垂直結(jié)構(gòu)。引起森林群落中植物和動(dòng)物垂直分層現(xiàn)象的主要因素分別是A．溫度、食物B．溫度、光照C．濕度、溫度D．光照、食物,D,8、下列關(guān)于生物群落結(jié)構(gòu)的敘述不正確的是A．在垂直方向上，群落具有分層現(xiàn)象B．動(dòng)物在群落中的垂直分布依賴(lài)于植物C．在水平方向上，生物種類(lèi)分布也有差異D．在動(dòng)物群落中沒(méi)有水平結(jié)構(gòu),D,9、在一群落中，對(duì)甲、乙兩個(gè)動(dòng)物種群的數(shù)量進(jìn)行研究后得到下圖，據(jù)圖回答：(1)甲、乙兩種群之間的關(guān)系是。(2)在3、4月份甲種群數(shù)量的下降，很可能是由于。(3)種群數(shù)量變化的周期是。,捕食關(guān)系,乙種群數(shù)量的增長(zhǎng),1年,