2018_2019版高中生物第三章生物群落的演替第二节生物群落的构成学案苏教版必修3

第二节生物群落的构成
[学习目标] 1.概述生物群落的概念。

2.进行“统计大型土壤动物的物种丰富度”的实验探究。

3.描述生物群落的种间关系及特征。

4.结合教材P75～77的内容，描述生物群落的结构。

方式一下图为呼伦贝尔大草原的图片，草原上生活着各种生物，如草本植物、小灌木、昆虫类、小型鸟类、啮齿类、蛇类、植食性动物类、肉食性动物类，还有进行腐生生活的细菌等等。

这些生物共同构成了生物群落。

生物群落的物种组成如何？各种生物之间的关系如何？生物群落有什么样的空间结构呢？
方式二在一片农田中，既有作物、杂草等植物，也有昆虫、鸟、鼠等动物，还有细菌、真菌等微生物，所有这些生物共同生活在一起，彼此之间有着直接或间接的联系。

在自然界中，任何一个种群都不是单独存在的，而是与其他种群通过种间关系紧密联系在一起。

那么，在一个区域内，各种生物之间具有怎样的关系呢？
一、生物群落的概念及构成
1．概念
在同一时间内占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合，叫做群落。

2．群落多样性的基础和表现
(1)组成：群落由一些动物、植物和微生物种群组成。

(2)基础：一个群落中物种的数目和每个种群的个体数量，是群落多样性的基础。

(3)从赤道到北极依次分布热带雨林、温带森林和苔原等不同类型的群落。

3．物种丰富度
(1)概念：一个群落或生态系统中物种数目的多少。

(2)某一地域中的植物物种丰富度常用物种丰富度指数D来表示。

计算公式：D＝S/ln A(S：物种数目；A：样地面积)。

4．统计大型土壤动物的物种丰富度
(1)土壤动物：是指一生或一生中某个阶段在土壤中生活，并对土壤产生一定影响的动物。

(2)探究原理
①研究土壤动物物种丰富度，不适于用样方法或标志重捕法进行调查，常用取样器(如采集罐、吸虫器等捕捉器)取样的方法进行采集、调查。

②物种丰富度的统计方法是确定物种丰富度的等级，表示方法有“很多”“多”“较多”“较少”“少”和“很少”等。

(3)探究步骤
①选择样地：一般在林下或落叶等腐殖质较为丰富的地方采集标本。

②确定样方与取样：在采样地随机选取3～5个样方(50 cm×50 cm×15 cm)，采集样方内的落叶和土壤，将其中的大型土壤动物用取样器或手捡的方法，放入盛有体积分数为70%的酒精溶液的采集罐中。

③标本鉴定与结果统计：根据有关资料，分拣并鉴定标本，填写表格，估算物种的丰富度。

点拨进行土壤动物的物种丰富度的研究时，不适于用标志重捕法的原因：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数量特征的，而物种丰富度是从群落水平上研究物种数目的，且土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小。

例1 为了对土壤动物的丰富度进行统计，下图A、B、C、D 4种土壤微型节肢动物分离收集装置中最合理的是( )
答案 A
解析土壤动物有趋暗、趋湿、避高温的特性，因此要让土壤动物从上面漏斗中转移到下面的收集瓶中，漏斗中的环境应有光、干燥、高温。

对比4个选项，A选项中热光源能同时满足有光和高温两个条件。

例2 某校生物课外兴趣小组对一个生物群落的调查结果如下表：
该生物群落总面积500 m 2
，则关于物种丰富度指数的计算正确的是( ) A.
598ln500B.1 738ln500C.122ln500D.122
500
答案 C
解析 根据表格信息可知，此生物群落物种总数为122种，样地面积为500 m 2
，再根据公式：
D ＝
S
ln A 即可得出物种丰富度指数为122
ln500。

二、生物群落中的种间关系
知识整合 比较各种种间关系
例3 下列属于种间竞争实例的是( ) A ．蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露
B ．以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食
C ．细菌与其体内的噬菌体均利用培养基中的氨基酸
D ．某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少 答案 D
解析 蚂蚁喜欢取食蚜虫腹部末端所分泌的含有糖分的蜜露，所以蚂蚁常常保护蚜虫，甚至把吃蚜虫的瓢虫赶走，有时蚜虫缺乏食物时，蚂蚁还会把蚜虫搬到有食物的地方，二者关系为“互利共生”，A 项错误；菜粉蝶幼虫与蜜蜂虽然都在同一株油菜上采食，但是菜粉蝶幼虫主要吃叶片，而蜜蜂主要采食花蜜，二者不能构成种间竞争，B 项错误；噬菌体寄生于细菌中，利用细菌的原料进行增殖，二者构成寄生关系，C 项错误；两种绿藻属于两个物种，二者竞争阳光、养料等生存资源，同时根据一种增加另一种减少，可推测是竞争关系，D 项正确。

例4 下图中的①～④为四组生物的种间关系图(纵轴为个体数，横轴为时间)。

A 是地衣中的藻类和真菌；B 是大、小草履虫；C 是兔与狐；D 是细菌和噬菌体。

请据图回答问题：
(1)判断四组生物关系对应曲线：
A ．________；B.________；C.________；D.________。

(2)造成②现象是由于________________________________________________________。

(3)④与②相比，结果不同是因为______________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)③②①④(2)竞争过程中，一种生物最终因缺乏食物、空间而全部死亡(3)因为寄生生物依赖于宿主生活，④寄生关系不像②竞争关系那样，不可能使宿主全部死亡
解析(1)地衣中的藻类和真菌属于互利共生关系，两者互助互利、难以分开，数量曲线波动近似平行，对应曲线为③；大、小草履虫是两个不同的物种，属于种间竞争关系，混养在一起后，小草履虫繁殖速率超过大草履虫，具有明显优势，最终大草履虫在竞争中消亡，对应曲线为②；狐与兔属于捕食关系，其数量变化曲线的特点是捕食者数量受被捕食者限制，即兔曲线波动变化在前(b)，狐曲线波动变化在后(a)，表现为此消彼长，对应曲线为①；细菌与噬菌体为寄生关系，寄生的结果是噬菌体大量增殖，而细菌大量死亡，造成细菌总体数量下降，对应曲线为④。

(2)造成②现象是由于竞争导致一种生物最终因缺乏食物、空间而全部死亡。

(3)因为寄生生物依赖于宿主生活，④寄生关系不像②竞争关系那样，不可能使宿主全部死亡。

一题多变
(1)若C组的狐死亡，则兔的发展趋势是________________________。

(2)若上述四种种间关系中的b死亡，对a有利的是________。

答案(1)先增多后减少，最后趋于平衡(2)②④
方法链接几种种间关系曲线的判断
(1)互利共生曲线——同步性变化(同生共死)。

(2)捕食曲线——不同步变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝)；捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定：
①从最高点判断，捕食者数量少，被捕食者数量多；②从变化趋势看，先达到波峰的为被捕食者，后达到波峰的为捕食者，即被捕食者变化在先，捕食者变化在后。

(3)竞争曲线——看最终结果，若一种数量增加，另一种下降甚至为零，或者是题干中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争关系，竞争激烈程度取决于空间、食物重叠的范围。

三、群落结构
1．形成原因：群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用逐渐形成。

2．类型
(1)垂直结构：主要指群落的分层现象。

①植物由高到低依次分为乔木层、灌木层、草本层等层次。

②动物的分层与不同层次提供的食物和栖息环境有关。

(2)水平结构
①概念：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。

②特点：种群呈现局部范围内的片状分布，如植物群落水平结构的主要特征是具有镶嵌性。

3．生态位
(1)概念：指自然生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系。

(2)意义：生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。

①减少或排除了物种间的相互竞争而共存下来。

②提高了生物利用环境资源的能力。

提醒玉米地中有的玉米高，有的玉米矮，这种现象不属于群落垂直结构中的分层现象，因为所有玉米属于一个种群而不是群落。

例5 (2018·河南新乡一中高二月考)如图a、b、c分别代表的是在－200～3 800 m的海拔内，山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。

据此判断下列选项中正确的是( )
A．在－200～3 800 m范围内，不同区域内植物的种类出现了很大的差异，温度是影响分布的主要生态因素
B．a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这说明群落具有垂直结构
C．b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，这说明群落具有垂直结构
D．影响b处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
答案 C
解析a处山坡植物的分布是由于地形的起伏引起不同高度的山坡上温度不同引起的，不属于群落的垂直结构。

b处森林植物的分布主要与光照有关；森林动物的垂直分布主要与食物和栖息场所有关，此种结构为垂直结构。

c处海洋动物的分层与阳光、温度、食物和含氧量等有关，此种结构为垂直结构。

例6 某a 处不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果见下表。

下列有关叙述，正确的是( )
A.不同垂直带的植被类型差异只与光照有关
B ．不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征
C ．蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关
D ．蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关 答案 D
解析 不同垂直带的植被类型差异是光照、温度等外界因素共同作用的结果；不同垂直带的植被类型差异反映了不同群落的物种组成不同，没有反映群落的空间结构特征。

1．下列关于种群和生物群落的叙述中，不正确的是( ) A ．种群是构成群落的单位
B．在一定时间内，生活在一定区域内的生物，同种个体形成种群，不同种群形成群落C．种群与群落没有任何关系
D．种群特征和群落结构都与生态因素密切相关
答案 C
解析群落中包括许多种群。

2．大多数生物群落在空间上有垂直分层现象，称为群落的垂直结构。

引起森林群落中植物和动物垂直分层现象的主要因素分别是( )
A．温度、食物 B．温度、光照
C．温度、湿度 D．光照、食物
答案 D
3．(2018·贵州贵阳六中高二调研)下列关于“统计大型土壤动物的物种丰富度”的相关叙述中，错误的是( )
A．许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，适于用样方法或标志重捕法进行调查B．该实验调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度
C．样土塑料袋上应标明取样的地点和时间
D．可设计数据收集和统计表，分析所收集的数据
答案 A
解析有较强的活动能力的土壤动物，不适于用样方法；身体微小的动物，也不适于用标志重捕法。

进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。

4．一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是( ) A．田鼠和杂草
B．豌豆和杂草
C．豌豆和其根中的根瘤菌
D．细菌和其细胞内的噬菌体
答案 B
解析田鼠与杂草之间是捕食关系；豌豆和杂草的生长都需要光、无机盐、水分及二氧化碳等，因此二者之间是竞争关系；豌豆与其根中的根瘤菌之间是互利共生关系；细菌与其细胞内的噬菌体之间是寄生关系。

5．飞蝗大发生时，可长途迁徙，所经之处农作物受到严重破坏。

研究发现飞蝗种群数量的消长受多种因素的影响。

当雨量充沛、气候潮湿时，真菌、丝虫和蛙等大量繁殖可抑制飞蝗的
种群数量；蝗虫的产卵量受相对湿度的影响(见图1)，飞蝗的发生量又与降雨量有密切关系(见图2)。

请依据以上信息，回答下列问题：
(1)真菌与飞蝗的关系是________，蛙与飞蝗的关系是________(将正确答案前的字母填在相应的横线上)。

A．互利共生B．寄生C．捕食D．腐生
(2)当雨量充沛、空气相对湿度在70%左右时，飞蝗产卵数量比空气干燥时要______________。

(3)在干旱的气候下，飞蝗发生量变化趋势是什么？可能的原因是什么？__________________ ________________________________________________________________________。

答案(1)B C (2)多(3)变大。

气候干旱，真菌、丝虫和蛙等天敌的数量减少，会使飞蝗的发生量变大
解析由题意可知，真菌、丝虫和蛙等大量繁殖可抑制飞蝗的种群数量，飞蝗与真菌的关系为寄生，蛙与飞蝗的关系为捕食；由图示看出，当雨量充沛、空气相对湿度在70%左右时，飞蝗产卵量比空气干燥时要多；在气候干旱时，真菌、丝虫和蛙等天敌的数量会减少，飞蝗的发生量变大。

[对点训练]
题组一生物群落的概念及构成
1．鉴别不同群落类型的基本特征是( )
A．群落所在的大小 B．群落的垂直结构
C．群落的物种组成 D．群落的水平结构
答案 C
解析群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。

2．下表的群落中，以数字1～5代表物种，每个物种的密度不同。

其中丰富度最大的群落是( )
答案 D
解析D群落物种种类最多，丰富度最大。

3．在同一纬度地区，引起植被分布呈“森林→草原→荒漠”的主要影响因素是( ) A．温度 B．阳光 C．水分 D．矿物质
答案 C
解析同一纬度的光照相同，但植被却差别很大，主要影响因素是水分。

4．(2018·贵州毕节地区联考)下列关于生物群落的叙述中，不正确的是( )
A．种群是群落的基础，群落是由多个种群构成的
B．一个池塘中所有的鱼构成一个生物群落
C．群落内的生物具有一定的种内、种间关系
D．群落的物种组成是区分不同群落的重要特征
答案 B
解析生物群落是同一时间内聚集在一定区域的各种生物种群的集合，即群落是由多个种群构成的，种群是群落的基础；池塘中所有的生物才能构成一个生物群落。

题组二群落中的种间关系
5．(2018·河南信阳一中高二质检)下图中物种Ⅰ表示捕食者，物种Ⅱ表示被捕食者的是( )
答案 A
解析具有捕食关系的两种生物呈现“此消彼长”的不同步性连续变化特点，因此只有A、D 项符合这一特点，捕食者以被捕食者为食，因此被捕食者个体数先增加先减少，捕食者个体数后增加后减少，则A项中Ⅰ表示捕食者，Ⅱ表示被捕食者，D项中Ⅱ表示捕食者，Ⅰ表示被捕食者，故A项正确，D项错误；B项中两种生物呈现“同生共死”的变化特点，应为互利共生关系；C项中两种生物呈现“你死我活”的变化特点，应为竞争关系。

6．为了降低一种真菌对果树的毒害，园艺家引入一种形态结构，生理特征和原真菌相似，但毒性较低的真菌，从而使果树增产，园艺家利用的原理是( )
A．寄生 B．竞争
C．捕食 D．共生
答案 B
解析引入的另外一种真菌与原真菌的形态结构、生理特征相似，因此两者最有可能是竞争关系，B项正确。

7．甲、乙、丙是食性相同的、不同种的蝌蚪，三者之间无相互捕食关系。

某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1 200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如表所示：
下列推测不合理的是( )
A．捕食者主要捕食甲和丙
B．蝌蚪的种间斗争结果可能受捕食者影响
C．无捕食者时蝌蚪的种间斗争可能导致乙消失
D．随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少
答案 D
解析四个池塘实验对照比较，随捕食者数量增加，甲、丙种群存活率越来越少，可见甲、
丙是捕食者的主要食物来源；同时甲、乙、丙相对数量发生变化，说明捕食者数量会影响甲、乙、丙之间的竞争情况。

随捕食者数量增加，乙存活率增加，说明获得的生存资源包括食物或生存空间有可能增多。

故题中选项不合理的为D项。

8．鳄鱼常爬上岸来躺着不动，并张开口让一种小鸟吃口腔内的小虫，当敌害来临时，鸟惊飞，鳄鱼逃走。

下列有关上述生物之间的关系的叙述中，不正确的是( )
A．敌害与鳄鱼之间属于捕食关系
B．鳄鱼与小虫之间可能属于寄生关系
C．鳄鱼与小鸟之间属于种间互助关系
D．小鸟与小虫之间属于竞争关系
答案 D
解析由“敌害来临时，鳄鱼逃走”可判断，敌害可能是鳄鱼的天敌，二者具有捕食关系；小虫生长在鳄鱼的口腔内，二者可能属于寄生关系；小鸟吃寄生在鳄鱼口腔内的小虫，当敌害来临时，鸟惊飞通知鳄鱼敌害来临，属于种间互助；小鸟与小虫之间属于捕食关系。

9．(2017·海南，18)在某一农田生态系统中，大面积单一种植某种农作物(甲)可导致害虫A 的爆发，改成条带状合理地间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害虫A的爆发也受到了抑制。

对此，不合理的解释是( )
A．新的种间关系不利于害虫A
B．新的群落空间结构不利于害虫A
C．乙的出现使害虫A的环境容纳量下降
D．乙和害虫A存在互相抑制的竞争关系
答案 D
解析由题目所给信息“间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害虫A的爆发也受到了抑制”可以直接推出新的种间关系和群落空间结构对害虫A是不利的且乙的出现使害虫A 的环境容纳量下降， A、B、C项正确；由题目所给信息“乙生长良好，害虫A的爆发受到了抑制”可判断出乙和害虫A之间不存在互相抑制的竞争关系，D项错误。

10．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
答案 A
解析由题干信息可知，青蛙与稻飞虱是捕食关系，A项正确；青蛙和水稻并未竞争共同的资源，B项错误；植物病毒V是可寄生在水稻细胞内的病毒，因此病毒V与青蛙不是寄生关系，水稻和病毒V是寄生关系，C、D项错误。

题组三群落结构
11．校园有一片草坪和一片树林，下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述，正确的是( )
A．草坪和树林中的动物都具有分层现象
B．草坪和树林中的动物都没有分层现象
C．只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象
D．草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象
答案 A
解析树林中的动物，营树栖攀援生活的种类特别多，具有明显的垂直分层现象；草坪中的动物，大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点，这个群落中动物也具有分层现象，如：土壤中的蚯蚓、草上的蜘蛛等。

12．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．灌木群落不存在空间结构
C．均匀分布的形成原因主要是种内竞争
D．集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
答案 B
解析沙漠上的一个灌木群落在生长进程中的分布型的改变会导致群落的水平结构发生变化，A项正确；灌木群落存在空间结构，B项错误；均匀分布的形成原因主要是种内斗争，C 项正确；幼小和小灌木集群分布主要是因种子落在母株附近，D项正确。

[综合强化]
13．(2018·江苏如皋高二期中联考)科研人员对江苏某地沿海滩涂米草群落和裸露泥滩的大型底栖(土壤)动物丰富度进行了对比研究。

在相同取样条件下，利用一种常用底泥采样器(50
cm×50 cm×30 cm)采得各动物类群的物种数和个体总数如下表。

下列有关本研究的叙述，正确的有( )
A.米草群落的大型底栖动物物种丰富度高于裸露泥滩
B．米草群落的大型底栖动物种群密度高于裸露泥滩
C．改用另一规格的常用底泥采样器会影响对比研究的结论
D．改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数
答案 D
解析由表格信息可知，裸露泥滩的大型底栖动物的物种数及个体总数均大于米草群落，即米草群落比裸露泥滩的种群密度低；由于取样的随机性和代表性强，因而改用另一规格的取样器不会影响对比研究的结论；不同种类底栖动物的生活习性不同，即改变取样时间会影响采集的物种数及个体总数。

14．在某栎林中，植物和动物的分布如下表：
(1)上表体现了生物群落的________________，它反映了动物、植物都具有________现象。

(2)该栎林中，上层、中层、下层的植物种类不同，这种分布的差异主要与哪种非生物成分有关？________。

(3)栎林中动物的分布取决于植物的分布，这是因为植物能为动物的生存提供_____________，而且动物的这种分布有利于减轻物种之间的________。

答案(1)垂直结构分层(2)光照(3)食物和栖息场所竞争
解析每个生物种群都有其特定的食物、栖息场所及资源等生存条件的需求，这些具有不同生态需求的种群在该区域中必定构成不同的空间配置状况，从而使各种群间能有机结合，进行物质及能量的流通。

这种空间配置可分两个方面：垂直结构和水平结构。

垂直结构是指在垂直方向上，群落中的各种群具有分层分布特点。

如在森林中，高大的乔木占据森林的上层，再往下依次是灌木层、草本层。

某些动物如鸟类、昆虫有明显的垂直分层分布现象，它们有些专生活于区域的上层，吃上层的食物，而有些专生活于中层，有些专生活于底层。

15．(2017·渭南模拟)在烧杯中加入一些枯草浸出液，烧杯中的枯草杆菌以其中的有机物为食，过几天后放入大草履虫，再过一段时间后，放入双小核草履虫，它们均以枯草杆菌为食。

三种生物在浸出液中数量的增减情况用图中A、B、C曲线表示，据图分析回答下面的问题：
(1)枯草杆菌和草履虫之间构成________关系，两种草履虫之间构成________关系。

(2)A、B两条曲线分别表示__________、____________的数量变化情况。

(3)曲线C在c～d段下降的原因是__________________________________________________。

(4)曲线A在a～b段下降的原因是__________________________________________________。

答案(1)捕食竞争(2)枯草杆菌双小核草履虫(3)双小核草履虫与大草履虫竞争资源(4)大草履虫(捕食者)数量增多
解析草履虫以枯草杆菌为食，构成捕食关系，两种草履虫之间构成竞争关系。

图中三条曲线根据放入的时间先后判断：A为枯草杆菌，C是大草履虫，B是双小核草履虫。

曲线C在c～d段下降是由于双小核草履虫的加入，竞争压力大，大草履虫处于劣势，数量下降，而曲线A 在a～b段下降是由于此期间大草履虫增多。

16．在统计土壤动物的物种丰富度的实验中，通常利用如图所示的收集装置，请回答下列问题：
(1)物种丰富度是指群落中____________的多少。

(2)进行这类物种丰富度的探究时，________(填“能”或“不能”)用样方法或标志重捕法进行采集和调查。

(3)装置中土样中的动物会自动远离热光源，穿过筛网的网孔，向下移动，掉入土壤动物收集瓶中。

据此推测土壤动物具有__________、________、________的生活习性。

(4)若完成统计和分析后，发现小动物还存活，不能再放入70%的酒精溶液中，为保护生态环境，应________。

答案(1)物种数目(2)不能(3)避光趋湿避高温(4)放回原地。