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第4章種群和群落第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu),問題探討,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)），具體有多少個種群并不重要?？梢詮娜馐承贼~、植食性魚、浮游動物、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。池塘中的肉食性魚大量減少，一些小魚等小型水生動物因天敵減少，數(shù)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(shù)量會大量減少。隨時間推移，植食性魚類等生物也因食物來源減少而數(shù)量減少。,生物個體不但離不開自己的群體——種群，也同樣離不開環(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、青蛙、老鼠等多種動物及細(xì)菌等微生物,海洋生物群落,海洋中除魚類外，還有珊瑚、貝類、甲殼類等許多動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、小樹、草本等各種各樣的植物，還有種類繁多鳥獸蟲魚各類動物及細(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。,營巢鳥高等植物哥倫比亞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:高斯實驗,,,在合適的條件下，大草履蟲和雙小核草履蟲均能正常生長繁殖。由于這兩種草履蟲具有相似的生活習(xí)性（尤其是能以同一種桿菌為食），當(dāng)它們被放在同一個容器中培養(yǎng)時，起初兩種草履蟲的數(shù)量較少，而食物（桿菌）數(shù)量較多，因此表現(xiàn)為兩種草履蟲的種群數(shù)量均增加。但是，隨著兩種草履蟲數(shù)量的增加，相互之間對食物的爭奪表現(xiàn)為大草履蟲處于劣勢，雙小核草履蟲處于優(yōu)勢。隨著雙小核草履蟲數(shù)量的增加，爭奪食物的優(yōu)勢越來越大，最終大草履蟲失去了食物來源而滅亡。兩種草履蟲沒有分泌殺死對方的物質(zhì)，進(jìn)一步證明了該實驗結(jié)果緣于兩種草履蟲爭奪資源，這就是競爭。,種間關(guān)系——競爭：,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）,競爭(petition)：兩種或兩種以上生物相互爭奪資源和空間等。競爭的結(jié)果常表現(xiàn)為相互抑制，有時表現(xiàn)為一方占優(yōu)勢，另一方處于劣勢甚至于滅亡。,如果用坐標(biāo)系來表示兩種生物的競爭關(guān)系，則可表示為,競爭,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。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物數(shù)量及其食物鏈相對穩(wěn)定，因而整個群落可以處在相對穩(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：草食動物兔以某些植物為食；小型肉食動物可以草食動物為食；大型肉食動物可以草食或小型肉食動物為食；雜食性生物可以植物或動物為食等。,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)量保持相對穩(wěn)定,時間,種群數(shù)量,資料一和資料二中，兩個種群之間的相互作用的結(jié)果有什么不同？,資料1中兩個種群之間是通過食物間接地發(fā)生作用（競爭）；資料2中兩個種群是通過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，另一方處于劣勢，最終滅亡。資料2相互作用的結(jié)果是兩個種群數(shù)量相對穩(wěn)定。,,競爭與捕食作用的結(jié)果有何區(qū)別？,競爭的結(jié)果是一方處于優(yōu)勢，另一方處于劣勢，最終滅亡。捕食的結(jié)果是兩個種群相互制約，兩個種群數(shù)量保持相對穩(wěn)定。,種間關(guān)系包括競爭、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，同時將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮肥回報豆科植物。,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：地衣是藻類與真菌共生體,,,,其它典型實例,白蟻的腸道為鞭毛蟲提供了生活場所,而鞭毛蟲可以幫助白蟻消化其所賴以生存的纖維。,如果用坐標(biāo)系來表示兩種生物的共生關(guān)系，則可表示如下：,互得共生,冬蟲夏草是一種叫做蝙蝠蛾的動物，將蟲卵產(chǎn)在地下，使其孵化成長得像蠶寶寶一般的幼蟲。另外，有一種孢子，會經(jīng)過水而滲透到地下，專門找蝙蝠蛾的幼蟲寄生，并吸收幼蟲體的營養(yǎng)，而快速繁殖，稱為蟲草真菌。當(dāng)菌絲慢慢成長的同時，幼蟲也隨著慢慢長大，而鉆出地面。直到菌絲繁殖至充滿蟲體，幼蟲就會死亡，此時正好是冬天，就是所謂的冬蟲。而當(dāng)氣溫回升后，菌絲體就會從冬蟲的頭部慢慢萌發(fā)，長出像草一般的真菌子座，稱為夏草。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，孢子會散出，再次尋找蝙蝠蛾的幼蟲作為寄主，這就是冬蟲夏草的循環(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，彼此有利，而寄生的兩種生物，對寄生者來說，當(dāng)然是有利的，但對寄主來說，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，從那里吸取營養(yǎng)物質(zhì)來維持生活，從而對寄生造成危害。寄生者在寄主那里吸取的營養(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)境中攝取的營養(yǎng)物質(zhì)，而不是吃掉整個寄主或寄主的某一部分，如果是吃掉整個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。動物則鷹、松鼠等處于頂層，麻雀、雉等處于中層，畫眉、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。動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、滿江紅、浮萍等浮于水面；金魚藻等則生長于水底。鰱魚在水體淺層、鯇魚在中層、青魚、蝦、蚌等在水底，泥鰍、鱔魚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、生物自身生長特點(diǎn)的不同、以及人與動物的影響等因素，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在淺水或水邊；紅樹、柳樹等只能長在水源附近；松、杉、柏樹等能長在比較干旱處，仙人掌、沙棘等可長在極干旱的沙漠。鴨子、青蛙只可在水中或水源附近活動，而鷹、黃羊、沙鼠等可在干旱的陸地自由活動。,根系發(fā)達(dá)、莖桿粗壯的木本和草本植物在陽光充足的區(qū)域生長；某些喜陰的植物只能生長于它們的陰蔽之下；而極喜陰的苔蘚等則只能生長于小草下形成地被層。,荔枝、木棉、榕樹等只能生長于溫暖濕潤的南方；馬尾松等適應(yīng)性強(qiáng)的植物南方北方都可生長；紅松等喜涼怕熱植物只能生長于東北較為寒冷的地方；雪蓮等生長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）你能想像一下某個森林群落通過自然選擇形成分層結(jié)構(gòu)的大致過程嗎？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),知識小結(jié),1、垂直結(jié)構(gòu),2、水平結(jié)構(gòu),探究：土壤中小動物的類群豐富度的研究,豐富度的統(tǒng)計方法通常有兩種：1、記名計算法：指在一定面積的樣地中，直接數(shù)出各種群的個體數(shù)目，這一般用于個體較大，種群數(shù)量有限的群落2、目測估計法：按預(yù)先確定的多度等級來估計單位面積上個體數(shù)量的多少,實施計劃：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、采樣小動物誘蟲器、吸蟲器4、觀察和分類5、統(tǒng)計和分析,土壤中小動物類群豐富度的研究1.土壤動物的特點(diǎn)有較強(qiáng)的活動能力,而且身體微小,因此不適于用_____法或_________法進(jìn)行調(diào)查。在進(jìn)行這類研究時,常用_______取樣的方法進(jìn)行采集、調(diào)查。2.豐富度的統(tǒng)計方法一是_________法,二是_________法。,樣方,標(biāo)志重捕,取樣器,記名計算,目測估計,,選擇取樣地點(diǎn),用罐子取土壤,將土壤倒入塑料袋中,3.實施過程制作_______:,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,打開電燈方法二:簡易采集法,體型較大的用包著紗布的_____取出,體型較小的可以用_______采集,采集小動物:,觀察和分類:,統(tǒng)計和分析:,,,誘蟲器,鑷子,吸蟲器,最好用_______進(jìn)行觀察,并做好記錄,收集數(shù)據(jù),進(jìn)行分析完成研究報告,實體鏡,土壤中小動物類群豐富度的研究,[說明](1)許多土壤動物有較強(qiáng)的活動能力，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)土壤中小動物具有“兩趨(趨濕、趨暗)”“兩避(避光、避高溫)”的習(xí)性。,,誘蟲器,探究（P76）如果要調(diào)查水中小動物類群的豐富度，應(yīng)如何對研究方法進(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)查水中小動物種類的不同，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因食物來源減少而出現(xiàn)數(shù)量減少，種群B的數(shù)量又會出現(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)此消彼長的相對穩(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與生活習(xí)性等；（2）實驗前要做必要的觀察記錄，如植株的（尤其是根）生長情況；（3）設(shè)立對照組（單獨(dú)種植、同種植株種植在一起）、實驗組（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設(shè)計實驗；（4）通過比較分析根系的長勢，論證自己的假設(shè)是否成立；（5）解釋實驗結(jié)果。2.蜾蠃捕食螟蛉幼蟲。,2、下列三圖分別表示兩種生物種群隨時間推移而發(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、競爭、捕食B.共生、捕食、競爭C.競爭、共生、捕食D.捕食、競爭、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容器中混合培養(yǎng)，得到圖Ｂ所示結(jié)果。從實驗結(jié)果可知，這兩種生物的種間關(guān)系是A．競爭B．捕食C．共生D．寄生,,A,4．生活在一個生物群落中的兩個種群(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種群依賴于b種群B．a(chǎn)種群與b種群為競爭關(guān)系，競爭程度由強(qiáng)到弱C．a(chǎn)種群為s型增長，其增長受本身密度制約D．b種群為J型增長，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．林鴿群較大時被蒼鷹捕食的幾率降低B．鱸魚有時捕食鱸魚的幼魚，這有利于鱸魚一種的維持C．自然界中的猴群經(jīng)過爭斗建立了優(yōu)劣等級制度，并依次占據(jù)資源，這對種的保持是有利的D．自然界中物種間捕食對一個種有利，但會使另一個種消失,D,6、防治松毛蟲常用的方法有招引灰喜鵲和施放毛蟲白僵病菌，灰喜鵲和白僵病菌與松毛蟲的關(guān)系依次是A．競爭和互利共生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，稱為群落的垂直結(jié)構(gòu)。引起森林群落中植物和動物垂直分層現(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．動物在群落中的垂直分布依賴于植物C．在水平方向上，生物種類分布也有差異D．在動物群落中沒有水平結(jié)構(gòu),D,9、在一群落中，對甲、乙兩個動物種群的數(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,1年,