1、第三章第三章 生物群落的演替生物群落的演替 学习目标：学习目标： （1）描述生物群落的组成。）描述生物群落的组成。 （2）说出研究生物群落多样性的基本方法。）说出研究生物群落多样性的基本方法。 （3）描述生物群落的种间关系。）描述生物群落的种间关系。 重点：重点：（1）理解生物群落的组成。）理解生物群落的组成。 （2）理解生态位的概念。）理解生态位的概念。 （3）研究生物群落多样性的基本方法。）研究生物群落多样性的基本方法。 （4）生物群落的结构）生物群落的结构 难点：难点：（1）理解生物群落的组成与结构。）理解生物群落的组成与结构。 （2）理解生态位的概念。）理解生态位的概念。 （3）研究生
2、物群落多样性的基本方法。）研究生物群落多样性的基本方法。 （4）对土壤动物丰富度统计的实践活动）对土壤动物丰富度统计的实践活动 这个池塘中至少这个池塘中至少 有多少个种群？有多少个种群？ 假如池塘中的肉食性鱼大量减少，假如池塘中的肉食性鱼大量减少， 池塘中其他种群的数量会出现什么变池塘中其他种群的数量会出现什么变 化？化？ 探究一：生物群落的组成及物种丰富度探究一：生物群落的组成及物种丰富度 请同学们阅读教材请同学们阅读教材P P60 60了解生物群落的概念 了解生物群落的概念 个体、种群、群落三者之间有什么联系？个体、种群、群落三者之间有什么联系？ 个体个体 种内关系 种群种群 种间关系 群
3、落群落 群落的组成是怎样的？群落的组成是怎样的？ 群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成的。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成的。 种群水平的研究集中于种群数量动态，包括？种群水平的研究集中于种群数量动态，包括？ 出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等。出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等。 若要你研究池塘生物群落，你将从哪些方面着手研究？若要你研究池塘生物群落，你将从哪些方面着手研究？ 研究池 塘群落 种群种类 优势种群 种间关系 种群位置 群落的空 间结构 群落演替 池塘的范围和边界 不同的群落的不同是靠什么来区别的呢？群落的物种数目多少不同的群落的不同是靠什么来区别的呢？群落的物种
4、数目多少 如何表示呢？如何表示呢？ 物种的多少和每个种群的个体数量，是群落多样性的基础。生态学上用物种的多少和每个种群的个体数量，是群落多样性的基础。生态学上用 物种丰富度指数来表示物种丰富度。群落中物种数目的多少称为丰富度。物种丰富度指数来表示物种丰富度。群落中物种数目的多少称为丰富度。 公式：公式： 从南极（从南极（90oS）经过赤道（）经过赤道（0o） 到北极（到北极（90oN）纬度梯度上群）纬度梯度上群 落中物种多样性的变化趋向。落中物种多样性的变化趋向。 试分析说明：从极地向热带推试分析说明：从极地向热带推 移，群落中物种是怎样变化的？移，群落中物种是怎样变化的？ 这表明某地区群落物
5、种的多少这表明某地区群落物种的多少 主要取决于哪些因素？主要取决于哪些因素？ 一般来说，环境条件愈优越，群落一般来说，环境条件愈优越，群落 发育的时间愈长，生物种的数目愈发育的时间愈长，生物种的数目愈 多，群落的结构也愈复杂。气候。多，群落的结构也愈复杂。气候。 物种数目 样地面积 探究二：生物群落中的种间关系探究二：生物群落中的种间关系 与根瘤菌共生的豆科植物之间的关系是怎样的？举与根瘤菌共生的豆科植物之间的关系是怎样的？举 例说明还有哪些生物之间也存在这种关系？例说明还有哪些生物之间也存在这种关系？ 有益菌群在人体肠道中阻止和抑制外来致病菌群的入侵，为人体提供有益菌群在人体肠道中阻止和抑制
6、外来致病菌群的入侵，为人体提供 多种维生素，人体肠道可以为有益菌群提供营养物质。因此，二者是互多种维生素，人体肠道可以为有益菌群提供营养物质。因此，二者是互 利共生的关系。利共生的关系。 阅读课本阅读课本P P62 62- -P P6363相关内容，思考并小组讨论下列问题： 相关内容，思考并小组讨论下列问题： 通过光合作用提供有机养料 通过固氮作用提供含氮养料 根瘤菌 豆类植物 为什么适量饮用添加了有益菌群的奶制品可以为什么适量饮用添加了有益菌群的奶制品可以 防止维生素缺乏症？有益菌群与人体是什么关系？防止维生素缺乏症？有益菌群与人体是什么关系？ 单独培养两种草履虫种群增长的模式是什么？为什么
7、？单独培养两种草履虫种群增长的模式是什么？为什么？ 混合培养时，二者是否会相互影响？为什么？种群之间竞争的混合培养时，二者是否会相互影响？为什么？种群之间竞争的 资源包括哪些？资源包括哪些？ 单独培养生长良好，因为二者不争夺同一资源而产生的相互妨碍作用。单独培养生长良好，因为二者不争夺同一资源而产生的相互妨碍作用。 混合培养时，二者因争夺同一资源而产生的相互妨碍作用。竞争的资源混合培养时，二者因争夺同一资源而产生的相互妨碍作用。竞争的资源 可以是食物、水分、空间，也可以是阳光、无机盐等。不同的生物种群可以是食物、水分、空间，也可以是阳光、无机盐等。不同的生物种群 之间的竞争强度因亲缘关系的远近
8、、生活习性的不同而有差异。之间的竞争强度因亲缘关系的远近、生活习性的不同而有差异。 分析下图，图中的捕食者分析下图，图中的捕食者 应该是谁？为什么？应该是谁？为什么？ B B减少后减少后A A如何变化？如何变化？“大鱼大鱼 吃小鱼吃小鱼”，是否为捕食？，是否为捕食？ B B，先增加先减少，后增加后减少。捕，先增加先减少，后增加后减少。捕 食者和被捕食者的种群个体数量变动往往食者和被捕食者的种群个体数量变动往往 存在着相互制约的反馈关系。存在着相互制约的反馈关系。 先增加后稳定。先增加后稳定。“大鱼吃小鱼大鱼吃小鱼”同种鱼同种鱼 不是捕食关系，不同种鱼则为捕食关系。不是捕食关系，不同种鱼则为捕食
9、关系。 菟丝子与豆科植物菟丝子与豆科植物 之间的关系如何？之间的关系如何？ 寄生。一种生物寄居于另一种生物的体寄生。一种生物寄居于另一种生物的体 内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。 生存斗争、种内斗生存斗争、种内斗 争、竞争的关系？争、竞争的关系？ 生存斗争包括种内斗争和种间斗争。同生存斗争包括种内斗争和种间斗争。同 种生物：种内互助、种内斗争；不同种生物：种生物：种内互助、种内斗争；不同种生物： 互利共生、捕食、竞争、寄生。互利共生、捕食、竞争、寄生。 种间关系总结归纳如下表：种间关系总结归纳如下表： 关系关系 名称名称 数量图像数量图像 能量关系能量关
10、系 图像图像 特点特点 举例举例 互利互利 共生共生 相互依赖，彼此有利。如果彼此分相互依赖，彼此有利。如果彼此分 开，则双方或者一方不能独立生存，开，则双方或者一方不能独立生存， 数量上两种生物同时增加，同时减数量上两种生物同时增加，同时减 少，呈现少，呈现“同生共死同生共死”的同步性变的同步性变 化化 地衣，大豆与根瘤地衣，大豆与根瘤 菌菌 寄生寄生 对寄主有害，对寄生生物有利。如对寄主有害，对寄生生物有利。如 果分开，则寄生生物难以单独生存，果分开，则寄生生物难以单独生存， 而寄主会生活得更好而寄主会生活得更好 蛔虫与人；菟丝子蛔虫与人；菟丝子 与大豆；噬菌体与与大豆；噬菌体与 被侵染的
11、细菌被侵染的细菌 竞争竞争 图图a a 图图b b 数量上呈现出数量上呈现出“你死我活你死我活”的同步的同步 性变化，两种生物生存能力不同，性变化，两种生物生存能力不同， 如图如图a a；生存能力相同，则如图；生存能力相同，则如图b b。 一般生态需求越接近的不同物种间一般生态需求越接近的不同物种间 竞争越激烈竞争越激烈 牛与羊；农作物与牛与羊；农作物与 杂草；大草履虫与杂草；大草履虫与 小草履虫小草履虫 捕食捕食 一种生物以另一种生物为食，数量一种生物以另一种生物为食，数量 上呈现出上呈现出“先增加者先减少，后增先增加者先减少，后增 加者后减少加者后减少”的不同步性变化。的不同步性变化。 羊
12、与草；狼与兔；羊与草；狼与兔； 青蛙与昆虫青蛙与昆虫 个 体 数 时间 【易错警示】【易错警示】 (1)(1)一个群落中的两种生物之间的关系不只是一种，也可能是一个群落中的两种生物之间的关系不只是一种，也可能是 两种两种( (捕食和竞争捕食和竞争) )。 (2)(2)竞争和捕食曲线的判断：竞争关系曲线中的两条曲线是同竞争和捕食曲线的判断：竞争关系曲线中的两条曲线是同 步消长的，而捕食关系曲线中的两条曲线的消长是非同步的，步消长的，而捕食关系曲线中的两条曲线的消长是非同步的， 先增加或减少的是被捕食者，后增加或减少的是捕食者。先增加或减少的是被捕食者，后增加或减少的是捕食者。 (3)(3)互利共
13、生的关系图实际上应为物质关系图，如大豆为根瘤互利共生的关系图实际上应为物质关系图，如大豆为根瘤 菌提供有机物菌提供有机物( (能量能量) )，根瘤菌为大豆提供氮，根瘤菌为大豆提供氮( (不提供能量不提供能量) )。 探究三：探究三： 群落的结构群落的结构 植物分层情况植物分层情况，森林的地上成层结构一般分为乔木层森林的地上成层结构一般分为乔木层、灌木层灌木层、草本层和苔草本层和苔 藓藓-地衣层；草本群落地上部分一般分为上地衣层；草本群落地上部分一般分为上（高草层高草层）、中中（中草层中草层）和下和下 （矮草层矮草层）三层三层。植物的分层提高了群落利用阳光等环境资源的能力植物的分层提高了群落利用
14、阳光等环境资源的能力。 阅读课本阅读课本P63-P64相关内容，思考并小组讨论下列问题：相关内容，思考并小组讨论下列问题： 水生群落有分层现象吗？与什么因素有关呢？水生群落有分层现象吗？与什么因素有关呢？ 乔木乔木、灌木灌木、草本草本。光照强度光照强度、温度等差异温度等差异 群落中的植物由高到低可以分为哪几个层次？植物的分层有何意义？群落中的植物由高到低可以分为哪几个层次？植物的分层有何意义？ 总结：群落的垂直结构主要是指群落的分层现象。总结：群落的垂直结构主要是指群落的分层现象。 林中垂直方向分布植物依次是什么？出现差异林中垂直方向分布植物依次是什么？出现差异 的原因是什么？的原因是什么？
15、水生群落的层次性主要是由光的穿透性水生群落的层次性主要是由光的穿透性、温温 度和氧含量等因素决定的度和氧含量等因素决定的。 群落中的动物分层现象也很普遍。例如，在森林的灌木群落中的动物分层现象也很普遍。例如，在森林的灌木 层幼林中，栖息着莺、苇莺、和花鼠等；在森林的中层层幼林中，栖息着莺、苇莺、和花鼠等；在森林的中层 栖息着山雀、啄木鸟、松鼠和貂等；而在树冠层则栖息栖息着山雀、啄木鸟、松鼠和貂等；而在树冠层则栖息 着柳莺、交嘴等。动物之所以分层，主要是由于群落的着柳莺、交嘴等。动物之所以分层，主要是由于群落的 不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境不同层次提供不同的食物，其次也与不同
16、层次的微环境 有关。有关。 群落的水平结构是什么？影响因素有哪些？ 群落的水平结构是指群落中的各个群落在水平状态下群落的水平结构是指群落中的各个群落在水平状态下 的格局或片状分布。影响因素有：地形、光照、湿度、人的格局或片状分布。影响因素有：地形、光照、湿度、人 和动物的影响等。和动物的影响等。 群落中的动物有分层现象吗？动物的分 层有何意义？ 阅读课本阅读课本P64P64并思考什么叫生态位？生态位有哪些特并思考什么叫生态位？生态位有哪些特 点？生态位的多样性有什么重要意义？点？生态位的多样性有什么重要意义？ 生态位：是指一个种群在自然生态系统中，在时间、空间生态位：是指一个种群在自然生态系统
17、中，在时间、空间 上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。 例如，栖息在云杉树上的例如，栖息在云杉树上的3种雀类因生活习性的不同，从种雀类因生活习性的不同，从 而形成不同的生态位。而形成不同的生态位。 特点：特点： 物种在生物群落或生态系统中都会占据一定的生态位。物种在生物群落或生态系统中都会占据一定的生态位。 生态位互相重叠的生物种群之间竞争激烈。如：同一生活生态位互相重叠的生物种群之间竞争激烈。如：同一生活 型的植物之间，食性相同的动物之间的生态位完全重叠，型的植物之间，食性相同的动物之间的生态位完全重叠， 竞争尤为激烈。竞争尤为
18、激烈。 意义：生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。意义：生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。 群落结构的形成是自然选择的结果。生态位的分化是群落群落结构的形成是自然选择的结果。生态位的分化是群落 垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的 能力。能力。 强调：强调： （1）一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，其中一个终）一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，其中一个终 究要灭亡。究要灭亡。 （2）一个稳定的生物群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态）一个稳定的生物群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态 位，种群
19、间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定。位，种群间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定。 （3）群落是一个相互起作用，生态位分化的种群系统。这些种群在）群落是一个相互起作用，生态位分化的种群系统。这些种群在 它们对群落的时间、空间和资源利用方面，以及相互作用的可能类型它们对群落的时间、空间和资源利用方面，以及相互作用的可能类型 方面，都趋于互相补充而不是直接竞争。大家配合共同生活，更有效方面，都趋于互相补充而不是直接竞争。大家配合共同生活，更有效 地利用环境资源，从而保证了群落在一个较长时间有较高的生长力，地利用环境资源，从而保证了群落在一个较长时间有较高的生长力， 具有更大的稳定性。具有
20、更大的稳定性。 （4）竞争可以导致多样性而不是灭绝，竞争在塑造生物群落的物种）竞争可以导致多样性而不是灭绝，竞争在塑造生物群落的物种 构成中发挥着主要作用。竞争排斥在自然开放系统中，很可能是例外构成中发挥着主要作用。竞争排斥在自然开放系统中，很可能是例外 而不是规律，因为，物种常常能够转换它们的功能生态位去避免竞争而不是规律，因为，物种常常能够转换它们的功能生态位去避免竞争 的有害效应。的有害效应。 用生态位理论解释自然生物群落：用生态位理论解释自然生物群落： 主干知识整合主干知识整合 一、群落的结构一、群落的结构 1.1.群落及物种组成群落及物种组成 (1)(1)群落概念要点：群落概念要点：
21、 _；一定区域；一定区域；_。 (2)(2)群落的物种组成：群落的物种组成： 作用：作用：_。 丰富度：群落中丰富度：群落中_数目的多少。数目的多少。 两种统计方法：两种统计方法：_和目测估计法。和目测估计法。 同一时间同一时间 各种生物种群各种生物种群 区别不同群落的重要特征区别不同群落的重要特征 物种物种 记名计算法记名计算法 2.2.种间关系种间关系( (连线连线) ) 3.3.群落的空间结构群落的空间结构 (1)(1)写出图中群落空间结构的类型：写出图中群落空间结构的类型： A A图：图：_，B B图：图：_。 (2)(2)根据上图分析，决定群落空间结构的主要因素：根据上图分析，决定群
22、落空间结构的主要因素： A A图：植物分层：图：植物分层：_。 动物分层：动物分层：_。 B B图：地形的变化、图：地形的变化、_的差异、的差异、_的的 不同、不同、_的不同以及人与动物的影响等。的不同以及人与动物的影响等。 垂直结构垂直结构 水平结构水平结构 阳光阳光 栖息空间和食物条件栖息空间和食物条件 土壤湿度、盐碱度土壤湿度、盐碱度 光照强度光照强度 生物自身生长特点生物自身生长特点 课堂巩固课堂巩固 解析解析 生物群落的垂直结构表现为垂直方向上的分层现象，即群落生物群落的垂直结构表现为垂直方向上的分层现象，即群落 中的植物和动物都有垂直结构中的植物和动物都有垂直结构( (分层现象分层
23、现象) )。植物直接或间接为动物。植物直接或间接为动物 提供栖息场所和食物，所以动物的垂直结构与植物的分层有关；乔提供栖息场所和食物，所以动物的垂直结构与植物的分层有关；乔 木层的疏密程度会影响下层的光照强度，从而影响草本植物的水平木层的疏密程度会影响下层的光照强度，从而影响草本植物的水平 结构。结构。 1.1.(2012(2012全国卷全国卷) )下列关于森林群落垂直结构的叙述，错误的下列关于森林群落垂直结构的叙述，错误的 是是( )( ) A.A.群落中的植物具有垂直分层现象群落中的植物具有垂直分层现象 B.B.群落中的动物具有垂直分层现象群落中的动物具有垂直分层现象 C.C.动物在群落中
24、的垂直分层与植物的分层有关动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关 D.D.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构 【思维拓展思维拓展】 由群落可联系的知识由群落可联系的知识 (1)(1)联系种群：在一定自然区域的所有种群构成群落。联系种群：在一定自然区域的所有种群构成群落。 (2)(2)联系生态系统：群落是生态系统中的生物成分，生态系统联系生态系统：群落是生态系统中的生物成分，生态系统 还包括群落中的生物所处的生存环境。还包括群落中的生物所处的生存环境。 (3)(3)联系生命系统的结构层次：群落属于生命系统的结构层次联系生命系统的结构层次：群落属于生命
25、系统的结构层次 之一。之一。 2(2012(2012全国卷全国卷) )一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物， 其中属于竞争关系的是其中属于竞争关系的是( )( ) A.A.田鼠和杂草田鼠和杂草 B.B.豌豆和杂草豌豆和杂草 C.C.豌豆和其根中的根瘤菌豌豆和其根中的根瘤菌 D.D.细菌和其细胞内的噬菌体细菌和其细胞内的噬菌体 解析：解析： 竞争是两种生物生活在一起，相互争夺资源和空间等现象，故竞争是两种生物生活在一起，相互争夺资源和空间等现象，故B B正确。正确。 田鼠和杂草是捕食关系；豌豆和其根中的根瘤菌是互利共生关系；细田鼠和杂草是
26、捕食关系；豌豆和其根中的根瘤菌是互利共生关系；细 菌和其细胞内的噬菌体是寄生关系。菌和其细胞内的噬菌体是寄生关系。 3.早在宋代，我国就产生了四大家鱼混养技术。如图表示某池塘中四早在宋代，我国就产生了四大家鱼混养技术。如图表示某池塘中四 大家鱼及其食物的分布，相关分析正确的是大家鱼及其食物的分布，相关分析正确的是( )( ) A四大家鱼在池塘中的分布具有垂直分层现象四大家鱼在池塘中的分布具有垂直分层现象 B此图表明四种鱼类在能量流动上的关系为此图表明四种鱼类在能量流动上的关系为 鲢鱼鲢鱼鳙鱼鳙鱼青鱼青鱼 C鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时都鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时都 是互利共生关系
27、是互利共生关系 D若浮游动物大量死亡，鲢鱼数量将以若浮游动物大量死亡，鲢鱼数量将以 “J J”型曲线持续增长”型曲线持续增长 解析解析 四大家鱼因捕食对象四大家鱼因捕食对象 的不同而分布在池塘的不同的不同而分布在池塘的不同 水层，出现了垂直分层的现水层，出现了垂直分层的现 象；由图可知四大家鱼间不象；由图可知四大家鱼间不 存在捕食关系，故不会出现存在捕食关系，故不会出现 鲢鱼鲢鱼鳙鱼鳙鱼青鱼的能量流青鱼的能量流 动关系；鲢鱼和鳙鱼、青鱼动关系；鲢鱼和鳙鱼、青鱼 和草鱼在混合放养时存在竞和草鱼在混合放养时存在竞 争的关系；若浮游动物大量争的关系；若浮游动物大量 死亡，则浮游植物会大量增死亡，则浮游植物会大量增 加，从而引起鲢鱼的数量增加，从而引起鲢鱼的数量增 加，但鲢鱼数量增加又会受加，但鲢鱼数量增加又会受 到食物、空间等条件限制，到食物、空间等条件限制， 故不能以故不能以“J J”型曲线持续型曲线持续 增长。增长。
