生物第4章 种群和群落 第3、4节 群落的结构和演替 必修3.ppt

第3、4节群落的结构和演替一、群落的结构种群全部微生物1概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物_的集合。强调该区域中_生物，包括全部植物、动物、_。物种组成群落的演替2特征：_、种间关系、空间结构、_等。(1)群落的_是区别不同群落的重要特征。(2)物种的丰富度，即群落中_的多少。常用统计法有记名计算法和_。物种组成物种数目目测估计法3种间关系(1)种间斗争捕食：一种生物以另一种生物作为食物。竞争：两种或两种以上生物相互争夺_和_等。寄生：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。(2)种间互助互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依存，_。资源空间体表彼此有利4群落的空间结构分层镶嵌(1)垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的_现象。(2)水平结构：受各种因素的影响，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈_分布。二、群落演替另一个群落1概念：随着时间的推移，一个群落被_代替的过程。2类型：初生演替和次生演替。速度和方向3人类活动对群落演替的影响：人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的_进行。判断正误1一个生态系统中某两种生物的种间关系只有一种类型。()2生物群落的水平结构或垂直结构更有利于生物充分利用资源。()3次生演替的速度比初生演替的速度快。(4草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂。()5底栖动物与浮游动物分层现象属于群落的垂直结构。()答案：1.2.3.4.5.考点一群落的主要特征考点梳理1群落的物种组成(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。群落的物种组成情况在一定程度上反映出群落的性质，衡量指标是物种丰富度。(2)不同群落的物种数目有差别生物群落的生态环境越优越，组成群落的物种越丰富，反之则越少。丰富度从热带到两极随纬度增加，物种的丰富度逐渐减少。丰富度随海拔高度的增加而减少。丰富度随水深度的增加而减少。种间关系数量坐标图能量关系图特点实例互利共生相互依赖，彼此有利，如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存；数量上两种生物同时增加或减少，呈现出“同生共死”的同步性变化地衣，大豆与根瘤菌2种间关系的比较种间关系数量坐标图能量关系图特点实例寄生对寄主有害，对寄生生物有利；如果分开，则寄生生物难以独立生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人，菟丝子与大豆，噬菌体与被侵染的细菌（续表）种间关系数量坐标图能量关系图特点实例竞争一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈；数量上呈现出“你死我活”的同步性变化；两种生物的生存能力不同，如图 a；生存能力相同，如图 b牛与羊，农作 物 与 杂草，大草履虫与小草履虫（续表）种间关系数量坐标图能量关系图特点实例捕食一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后 增 加 者 后 减少”的不同步性变化羊和草，狼与兔，青蛙与昆虫（续表）辨析生存斗争、竞争与种内斗争种内斗争为种内关系，竞争为种间关系，种间斗争包括竞争，而生存斗争既包括生物与生物之间的关系，又包括生物与无机环境之间的关系，图示如下：A 代表生存斗争、B 代表种内斗争，C 代表种间斗争、D 代表竞争。高考探究考向种间关系典例1(2014年新课标卷)某种植物病毒 V 是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。稻田中青蛙数量的增加可减少)该病毒在水稻间的传播。下列叙述正确的是(A青蛙与稻飞虱是捕食关系B水稻与青蛙是竞争关系C病毒 V 与青蛙是寄生关系D水稻和病毒 V 是互利共生关系解析稻田中青蛙数量的增加可抑制该病毒的传播，原因是青蛙捕食稻飞虱，青蛙与稻飞虱是捕食关系，A 正确；水稻和青蛙并不利用共同的资源，两者不是竞争关系，B 错误；病毒 V 与水稻之间是寄生关系，C、D 错误。答案A考向预测1将两种仓库害虫拟谷盗和锯谷盗共同饲养于面粉中，二者数量变化如下图所示。据实验判断，正确的是()A拟谷盗种群增长速率的最大值出现在第 50 天以后B拟谷盗种群呈“S”型增长，其增长受种内斗争因素制约C拟谷盗种群和锯谷盗种群为竞争关系，竞争程度由强到弱D拟谷盗种群和锯谷盗种群为捕食关系，因此拟谷盗必须依赖于锯谷盗种群解析：由图示可知，拟谷盗种群增长速率在第 50 天前达到最大值，第 50 天以后种群增长速率下降，A 错误。拟谷盗种群数量呈“S”型增长，其增长受种内斗争制约，B 正确。拟谷盗和锯谷盗共同饲养，50 天后，锯谷盗种群数量明显下降，而拟谷盗种群数量急剧增加后趋于稳定，这说明两种害虫在食物、空间方面存在竞争，竞争强度由弱到强再到弱，C、D 错误。答案：B2(2016 年河北邯郸摸底)下图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果，下列相关叙述错误的是()A豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示B图乙中 b 生物对 a 生物的进化有害无益C甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系D图丙中实验初期，竞争与种内互助并存，后期 X 的种内斗争加剧解析：据图分析，甲图是“同生共死”的互利共生关系，乙图表示“先增加者先减少后增加者后减少”的非同步性变化，属于捕食，丙图表示“你死我活”的竞争关系；甲图是互利共生的关系图，豆科植物和根瘤菌是此关系；乙图是捕食关系图，两种生物能共同进化；丙初期种内互助与种间竞争都会存在，后期因与 X 竞争的种群消失，X 的种内斗争会加剧。答案：B3某生态系统中相互影响的甲、乙两种群在一段时间内数量变化情况如下图所示，相关叙述正确的是()A甲种群一定是生产者BM 点时甲种群的出生率大于死亡率C两种群数量波动幅度减小说明生态系统正在衰退D甲、乙种群数量变化是反馈调节的结果解析：根据甲、乙两种群的曲线变化，可知它们之间是捕食关系，乙捕食甲，但是甲种群不一定是生产者；M 点时甲种群数量在逐渐减少，造成的原因可能是出生率小于死亡率；两种群数量波动幅度减小，说明该生态系统趋于稳定，是生态系统反馈调节的结果。答案：D样地类群数个体数第 1 层 第 2 层 第 3 层 第 1 层第 2 层第 3 层人工广场绿地14831827422某植物园13741909218农用地118492113214土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区人工绿地、林地、农田 3 种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查，结果见下表。由表中数据分析可知下列说法正确的是()注：第一层为距地表05 cm，第二层为距地表510 cm，第三层为距地表1015 cm。A各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异B可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数C人类活动对土壤动物的数量和分布没有影响D各土层中土壤动物种群数量增长曲线均为“S”型解析：据表中数据可知，各样地相同土层土壤动物丰富度差异较小，土壤动物类群丰富度没有明显的差异；土壤中动物丰富度的调查应采用取样器取样法；人类活动对土壤动物的数量和分布有一定的影响；各土层中土壤动物种群数量受多种因素的影响，由表格数据不能判断出其种群数量增长曲线为“S”型。答案：A5下表是某河流干涸后，群落经历草本、灌木、乔木的演替过程中，部分物种的种群密度变化情况。回答下列问题：(1)判断该群落演替为次生演替的依据是_。从第 3 年起，艾蒿种群密度下降的原因是_。时间艾蒿/株m2白杨/株100 m2鼠/只100 m2第1年500第2年1011第3年622第4年344第5年188第6年1816(2)白杨林的出现既提高了群落利用阳光等环境资源的能力，又为动物创造了_，物种丰富度进一步提高。(3)用标志重捕法调查鼠的种群密度时，由于鼠对捕鼠器有记忆，被重捕获的机会减少，则所得数据比实际结果_。几年后，鼠害日益猖獗，有效降低鼠种群密度的措施有_。灌木和答案：(1)在原有土壤条件保留的地方发生的演替乔木繁殖遮挡了艾蒿的阳光(2)多种多样的栖息空间和食物条件(3)大增加鼠的天敌考点二群落的空间结构及意义考点梳理1群落结构形成的原因及意义(1)原因：群落结构与环境中的生态因素有关，群落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：生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。2群落的空间结构：指群落中不同种群分别占据不同的空间，包括垂直结构与水平结构。垂直结构a表现分层现象。b影响因素植物：光照强度动物：栖息空间和食物条件水平结构：在水平方向上由于光照强度、地形变化和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。高考探究考向1群落结构形成的原因及意义典例2(2015 年浙江卷)在沙漠的一个灌木群落中，某种基于种子繁殖的灌木，其分布型随着生长进程会发生改变，幼小和小灌木呈集群分布，中灌木呈随机分布，大灌木呈均匀分布，下列叙述错误的是()A这种改变使群落的水平结构发生变化B这种改变是群落演替所引起的结果C均匀分布的形成原因主要是种内斗争D集群分布主要是由于种子不能远离母株所致 解析 该种灌木空间结构的改变即改变了群落的水平结构，A 正确；这种改变只是灌木种群在空间上的分布变化，不属于群落的演替过程，B 错误；大灌木在空间上的均匀分布是个体所需的空间较大，相互之间种内斗争的结果，C 正确；幼小和小灌木的集群分布，与种子不能远离母株有关，D 正确。答案B考向 2考查群落的垂直结构典例 3(2014 年海南卷)某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。下列相关叙述错误的是()A该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系B该种鱼的发育阶段不同，其所处的营养级可能不同C底栖动物和浮游动物分层现象属于群落的垂直结构D该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构解析据题意，该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类，而浮游动物以浮游植物为食，故该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系，A 正确；该种鱼的发育阶段不同，其食物结构可能发生变化，所以其所处的营养级也可能变化，B 正确；底栖动物和浮游动物分层现象属于群落的垂直结构，C 正确；该种成年鱼及其幼体是同一物种不同发育阶段，在水中的分布属于种群的分布，D 错误。答案D群落的垂直结构是指群落中不同物种在垂直方向具有分层现象，而非一种生物的分布。如竹林中竹子只是一个种群，就不存在垂直结构和水平结构。考向预测6(2016 年吉林通化模拟)关于群落的结构，以下理解不正确的是()A竹林中竹子高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象B动物在群落中垂直分布与植物的分层现象密切相关C淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关D不同地段生物种类有差别，在水平方向上呈镶嵌分布解析：竹林中的竹子由于生长的阶段不同而高低不同，不属于群落结构的分层现象；动物在群落中垂直分布主要与食性有关，如森林中的鸟类：林冠层栖息着鹰、杜鹃；中层栖息着山雀、啄木鸟等；淡水鱼的分层与陆地动物的分层的因素是一样的，也是与食性有关；不同地段的土壤性质、水分、温度、光照不同从而导致生物种类有差异，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布。答案：A7下列关于群落空间结构的叙述，不正确的是()A光照是影响植物群落空间结构的主要因素B竞争促进群落资源的利用，能使物种多样性增加C植物种类在水平方向上的不均匀分布体现了群落的水平结构D研究群落空间结构对植被恢复中植物的空间配置有指导意义解析：群落的空间结构分为垂直结构和水平结构，而光照是影响植物群落垂直结构的主要因素，A 错误；种间竞争促进群落资源的充分利用，引起种间生态位的分化，使群落中物种多样性增加，B 正确；植物群落水平结构的主要特征是它的镶嵌性，而镶嵌性是植物个体在水平方向上分布不均匀造成的，C 正确；研究群落空间结构对植被恢复中植物的空间配置有指导意义，D 正确。答案：A考点三群落的演替考点梳理1群落演替的五大原因(1)环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。(2)生物本身不断进行繁殖、迁徙。(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。(4)种内和种间关系不断发生变化。(5)人类活动的干扰。2群落演替的特征(1)演替方向：演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以演替到森林这一最高阶段。(2)能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。(3)结构：生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。(4)稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，稳定性越来越强。类型初生演替次生演替起点原先从没有过植被的环境或曾经有过但被彻底消灭了的环境虽失去了原有植被，但仍保留了原有土壤条件及植物的种子或其他繁殖体时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃耕农田上的演替3演替类型的比较阶段优势生物特征裸岩阶段没有生物地面上只有火山喷发后的火山灰和岩石地衣阶段地衣首先在裸岩上定居地衣分泌的有机酸可加速岩石的风化土壤颗粒和有机物逐渐增多苔藓阶段苔藓在与地衣争夺阳光的竞争中占有优势土层加厚，有机物增多土壤中微生物的群落越来越丰富4.群落演替的过程分析(1)初生演替(以发生在裸岩上的演替为例)阶段优势生物特征草本植物阶段较高的草本植物逐渐占有优势昆虫、小动物开始进入土壤有机物越来越丰富、透气性越来越好灌木阶段灌木逐渐取代了部分草本植物许多鸟类栖息物种多样化使得群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强森林阶段乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，最终占据优势物种进一步多样化，生物与环境之间的关系更加丰富多样。群落演替到相对稳定的森林阶段（续表）(2)次生演替(以发生在弃耕农田上的演替为例)：弃耕农田一年生杂草多年生杂草灌木乔木。高考探究考向1群落演替的两种类型典例4(2015 年江苏扬州模拟)下列有关群落演替的叙述，正确的是()A在裸岩上、火灾过后的草原上进行的演替是次生演替B演替结束达到稳定状态时的群落中不存在竞争现象C初生演替能形成森林，次生演替只能形成草原D群落演替是内部因素和外界环境因素共同作用的结果解析裸岩上、火灾过后的草原上进行的演替分别是初生演替和次生演替，A 错误；群落演替达到相对稳定后，群落内的物种组成仍处在动态变化中，群落中仍然存在竞争现象，B错误；初生演替和次生演替都能形成森林，C 错误；生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果，D 正确。答案D“二看法”区分初生演替和次生演替考向2群落演替的特征和原因典例5(2014 年新课标卷)请回答关于群落演替的问题：(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？_。(2)一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。_。(3)据调查，近 5 万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50 年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度_(填“未发生改变”“变慢”或“变快”)，演替的方向_(填“发生改变”或“未发生改变”)。解析：(1)初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方；而次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方。(2)次生演替有土壤条件，保留有种子，有利于植物的繁殖，演替速度快；而初生演替植物生活条件贫瘠不利于繁殖，演替速度较慢。(3)群落之外的环境条件，如气候、地貌、土壤和火等，常可成为引起演替的重要条件。由于人类过度开垦，破坏了土壤表土层及耕作层的结构，导致局部灌丛出现了荒漠化，使得该地区群落的演替速度变快，自然环境本身变得干燥，会向荒漠化方向演替，所以演替的方向未发生改变。答案(1)在光裸的岩石上开始的演替为初生演替，从森林全部砍伐的地方开始的演替为次生演替(2)形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而在祼岩(3)变快未发生开始的演替要达到该条件需要漫长的时间改变考向预测8(2017 年广东揭阳模拟)甲地因森林火灾使原有植被消失，乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖，之后两地均发生了群落演替。下列关于甲、乙两地群落演替的叙述，错误的是()A若没有外力干扰，甲地可重现森林B在两地的演替过程中，群落的垂直结构改变而水平结构不改变C地衣比苔藓更早地出现在乙地火山岩上D甲、乙两地随着时间延长，生物多样性会逐渐增多解析：无论是初生演替，还是次生演替，若没有外力干扰，都可演替到森林阶段，A 正确；在两地的演替过程中，群落的垂直结构改变和水平结构都会发生变化，B 错误；初生演替要依次经历裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、森林阶段，C 正确；演替的最终结果使生物多样性增加，生态系统稳定性增加，D 正确。答案：B选项生态特征发展期成熟期A营养结构简单复杂B有机物总量较少较多C自我调节能力强弱D动物类群丰富度较低较高9(2016 年陕西西安一模)在裸岩演替为森林的过程中，对)群落演替的描述，不正确的是(答案：C10图 1 表示 4 个不同地区的 4 种森林群落，其中不同的树轮廓表示不同树种，每一树轮廓分别代表 10 个个体，根据图形判断下列说法错误的是()A图 1 的群落中，具有最高的物种丰富度的是西部群落B若调查图 2 所示地区群落物种数，最合适的样方面积是 S0 m2C在样方设置与抽样过程中要遵循样方面积大小均等和随机取样等原则D干旱荒漠地区大片耕作区将退耕，随着时间推移，群落最终将演替成图 1 中的大片森林解析：四种群落中，西部群落的树种最多，故物种丰富度最高的是西部群落，A 正确；图 2 所示地区样方面积为 S0 m2时物种数不再增加，故调查物种数时样方面积最好是图 2 中的S0 m2，B 正确；抽样过程中样方面积大小应均等，并要随机取样，C 正确；干旱荒漠地区由于缺乏水分，群落不一定能演替成大片森林，D 错误。答案：D土壤中小动物类群丰富度的研究1实验原理(1)土壤条件：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。(2)调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、调查。(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。2实验步骤3结论：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。4注意事项：(1)许多土壤动物有较强的活动能力，且身体微小，不适合用样方法或标志重捕法进行调查，常用取样器取样的方法进行采集、调查。(2)可以调查某处土壤中小动物类群的丰富度，也可以通过调查来比较不同土壤中小动物类群的丰富度，还可以针对不同时间(如白天与晚上)或不同空间(如不同深度的土层)做调查。(3)从不同环境中采集的土壤样本要分别统计。(4)尽可能多地收集小动物，收集小动物时，根据土壤中小动物的避光性和趋湿性来收集。(5)组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度也是不同的。(1)丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。方法：在一定面积的样地中直接数出各种群记名的个体数目计算法适用对象：适用于个体较大，种群数量有限的群落方法：按预先确定的多个等级来估计单位面积上个体数量的多少等级划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少估计法目测(2)样方法和标志重捕法主要用于研究种群密度，是在种群水平上研究动物，而丰富度是从群落水平上研究动物的物种数目。(3)许多土壤动物有较强的活动能力，身体微小，标记个体难以与未标记个体充分混匀且难以区分，不适合用标志重捕法进行调查，常用取样器取样的方法进行采集、调查。(4)诱虫器的设计原理是土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。典例关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法，错误的是()A该研究过程是：提出问题制订计划实施计划分析实验结果得出结论B许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法进行调查C利用小动物的避光避热性，可采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物D取样时尽量不要破坏环境，并应事先取得有关部门的同意解析土壤小动物身体微小，不适宜用标志重捕法，而是用取样器取样法调查。答案B举一反三下列关于实验“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法中，正确的是()A对于无法知道名称的小动物，可忽略，不必记录下它们的特征B丰富度的统计方法有两种：一是取样器取样法，二是目测估计法C为了调查不同时间土壤中小动物丰富度，可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查D许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度解析：丰富度是指一个群落中物种数目的多少，对于无法知道名称的小动物，不可忽略，需要记录下它们的特征；丰富度的统计方法通常有两种，一是记名计算法，二是目测估计法；标志重捕法适用于活动范围较大的动物，土壤小动物身体微小，宜采用取样器取样法，不能采用标志重捕法。答案：C