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第4章种群和群落第3节群落的结构,问题探讨,1.提示：本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性，要引导学生讨论池塘中的种群组成（群落结构），具体有多少个种群并不重要。可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。2.提示：本讨论题关注池塘中生物之间的相互关系。池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。,生物个体不但离不开自己的群体种群，也同样离不开环境中的其它生物。生活在一起的许多种生物构成群落。,生活在这些地方的各种动物、植物和微生物，组成了它们的群落。,学习新课,群落(munity)：是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。,要点：、一定的区域，包含这里的各种生物。、区内各种生物之间具有直接或间接关系。,一、群落水平上研究的问题,二、群落的物种组成,丰富度(speciesrichness):是指群落中物种数目的多少。,农田生物群落,农田中除农民种植的农作物外，还有杂草等多种植物及昆虫、青蛙、老鼠等多种动物及细菌等微生物,海洋生物群落,海洋中除鱼类外，还有珊瑚、贝类、甲壳类等许多动物及海藻等各式各样的植物和微生物。,森林生物群落,森林中有大树、小树、草本等各种各样的植物，还有种类繁多鸟兽虫鱼各类动物及细菌、真菌等。,群落的物种组成,特点：1）物种组成是区别不同群落的重要特征。2）不同群落间种群数量和种群中个体数量差别很大。,丰富度：群落中物种数目的多少。越靠近热带地区，单位面积内物种越丰富，即丰富度越大。,营巢鸟高等植物哥伦比亚1395种佛罗里达2500种巴拿马1100种马萨诸塞1650种佛罗里达143种拉布拉多390种纽芬兰118种巴芬岛218种格陵兰56种,不同群落的物种数目有差别,三、种间关系,资料分析:高斯实验,在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。,种间关系竞争：,哥们，且分一杯羹！,（一只大象为了草原中唯一的水源而驱走斑马群）,竞争(petition)：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至于灭亡。,如果用坐标系来表示两种生物的竞争关系，则可表示为,竞争,资料2,1.提示：90多年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。从多年的调查看，雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。2.提示：雪兔是以植物为食，猞猁是以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物雪兔猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态。,捕食（predation)：指一种生物以另一种生物作为食物的现象。,例如：草食动物兔以某些植物为食；小型肉食动物可以草食动物为食；大型肉食动物可以草食或小型肉食动物为食；杂食性生物可以植物或动物为食等。,捕食,捕食者,被捕食者,捕食者与被捕食者数量变化曲线,如果用坐标系来表示两种生物的捕食关系，则可表示为,捕食者与被捕食者相互制约，二者的种群数量保持相对稳定,时间,种群数量,资料一和资料二中，两个种群之间的相互作用的结果有什么不同？,资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用（竞争）；资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用（捕食）。资料1相互作用的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。资料2相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。,竞争与捕食作用的结果有何区别？,竞争的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。捕食的结果是两个种群相互制约，两个种群数量保持相对稳定。,种间关系包括竞争、捕食、互利共生和寄生,又如：豆科植物与根瘤菌的共生,根瘤菌在豆科植物根部利用豆科植物制造的有机物生活，同时将空气中的氮气转化为氮肥回报豆科植物。,两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。两种生物的这种关系叫互利共生(mutualisticsymboisis)。,互利共生,例二：地衣,例如：地衣是藻类与真菌共生体,其它典型实例,白蚁的肠道为鞭毛虫提供了生活场所,而鞭毛虫可以帮助白蚁消化其所赖以生存的纤维。,如果用坐标系来表示两种生物的共生关系，则可表示如下：,互得共生,冬虫夏草是一种叫做蝙蝠蛾的动物，将虫卵产在地下，使其孵化成长得像蚕宝宝一般的幼虫。另外，有一种孢子，会经过水而渗透到地下，专门找蝙蝠蛾的幼虫寄生，并吸收幼虫体的营养，而快速繁殖，称为虫草真菌。当菌丝慢慢成长的同时，幼虫也随着慢慢长大，而钻出地面。直到菌丝繁殖至充满虫体，幼虫就会死亡，此时正好是冬天，就是所谓的冬虫。而当气温回升后，菌丝体就会从冬虫的头部慢慢萌发，长出像草一般的真菌子座，称为夏草。在真菌子座的头部含有子囊，子囊内藏有孢子。当子囊成熟时，孢子会散出，再次寻找蝙蝠蛾的幼虫作为寄主，这就是冬虫夏草的循环。,寄生：是指一种生物（寄生者）寄居在另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。,寄生(parasitism),种间关系辨析（1）寄生与共生的区别相同的是两者都是两种生物共同生活在一起。不同的是共生的两种生物，相互依赖，彼此有利，而寄生的两种生物，对寄生者来说，当然是有利的，但对寄主来说，则是有害的。,（2）寄生与捕食的区别寄生是一种生物寄居在另一种生物的体内或体表，从那里吸取营养物质来维持生活，从而对寄生造成危害。寄生者在寄主那里吸取的营养物质一般是寄主体内的汁液、血液或寄主从外界环境中摄取的营养物质，而不是吃掉整个寄主或寄主的某一部分，如果是吃掉整个寄主或寄主的某一部分，那就不是寄生关系，而是捕食关系了（捕食致伤致残甚至致死，寄生只致病虫草真菌等的捕食性寄生除外）。,四、群落的空间结构：指群落中各种生物在空间上的配置状况，包括垂直结构和水平结构等。,、垂直结构：在垂直方向上的明显的分层现象即不同生物占据不同高度。,在森林生物群落中，高大的乔木总是处于群落最高层，它下面有灌木层、草本植物层，还有地下生物。动物则鹰、松鼠等处于顶层，麻雀、雉等处于中层，画眉、八色鸫等处于下层，鼠和兔等在地面，蚯蚓、蝼蛄等在地下。,森林中植物的分层结构与对光的利用有关：群落下面各层要比上层的光照弱，不同植物适于在不同的光照强度下生长。动物分层则与栖息空间和食物有关垂直结构显著提高了群落充分利用阳光等环境资源的能力。,1、垂直结构:在垂直方向上的明显的分层现象即不同生物占据不同高度。,池塘生物群落中，荷花、芦苇等将茎叶高高地挺出水面；睡莲、满江红、浮萍等浮于水面；金鱼藻等则生长于水底。鲢鱼在水体浅层、鲩鱼在中层、青鱼、虾、蚌等在水底，泥鳅、鳝鱼等则在水底淤泥中生活。,、水平结构：在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别。,常呈镶嵌分布,受水制约，芦苇、泽泻等水生植物只能长在浅水或水边；红树、柳树等只能长在水源附近；松、杉、柏树等能长在比较干旱处，仙人掌、沙棘等可长在极干旱的沙漠。鸭子、青蛙只可在水中或水源附近活动，而鹰、黄羊、沙鼠等可在干旱的陆地自由活动。,根系发达、茎杆粗壮的木本和草本植物在阳光充足的区域生长；某些喜阴的植物只能生长于它们的阴蔽之下；而极喜阴的苔藓等则只能生长于小草下形成地被层。,荔枝、木棉、榕树等只能生长于温暖湿润的南方；马尾松等适应性强的植物南方北方都可生长；红松等喜凉怕热植物只能生长于东北较为寒冷的地方；雪莲等生长于终年积雪的雪峰之上。,热带雨林,常绿阔叶林,落叶阔叶林,针叶林,苔原,垂直结构与水平结构的区分,垂直结构的分层现象是由于生物本身的高度或活动空间的高度造成的；水平结构的分段（区）是由于环境的光、热、水及地形等条件对生物的选择造成的。垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。同种生物的不同不能构成垂直结构或水平结构。（也不因同种生物的一致而影响垂直或水平结构的存在。）,例如：八面山(在湖南桂东县)海拔2042米，800米以下为常绿阔叶林，800至1300米为针阔混交林，1300至1600米为针叶林，1600至1800米为灌木林，1800米以上为草地。植物的这种分带现象属于,水平结构,想像空间（P74）你能想像一下某个森林群落通过自然选择形成分层结构的大致过程吗？提示：首先，要明白自然选择的要意是什么。其次，要明白森林群落经垂直分层后，其中的植物种群在资源和空间的分配上有什么变化。由此想像出通过自然选择，不同形态结构的森林植物在森林群落的空间分布上呈现垂直分层现象。,一、群落水平上研究的问题,二、群落的物种组成,三、种间关系,四、群落的空间结构,知识小结,1、垂直结构,2、水平结构,探究：土壤中小动物的类群丰富度的研究,丰富度的统计方法通常有两种：1、记名计算法：指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落2、目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少,实施计划：1、准备（1）制作取样器（2）记录调查地点的地形和环境的主要情况2、取样3、采样小动物诱虫器、吸虫器4、观察和分类5、统计和分析,土壤中小动物类群丰富度的研究1.土壤动物的特点有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用_法或_法进行调查。在进行这类研究时,常用_取样的方法进行采集、调查。2.丰富度的统计方法一是_法,二是_法。,样方,标志重捕,取样器,记名计算,目测估计,选择取样地点,用罐子取土壤,将土壤倒入塑料袋中,3.实施过程制作_:,取直径为5cm的硬质金属饮料罐,在高度为5cm处剪断,取样:,取样器,方法一:将盛有土壤的去底花盆,放在_上,打开电灯方法二:简易采集法,体型较大的用包着纱布的_取出,体型较小的可以用_采集,采集小动物:,观察和分类:,统计和分析:,诱虫器,镊子,吸虫器,最好用_进行观察,并做好记录,收集数据,进行分析完成研究报告,实体镜,土壤中小动物类群丰富度的研究,说明(1)许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。(2)土壤中小动物具有“两趋(趋湿、趋暗)”“两避(避光、避高温)”的习性。,诱虫器,探究（P76）如果要调查水中小动物类群的丰富度，应如何对研究方法进行改进？提示：主要是取样和采集方式要进行改进。根据调查水中小动物种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样；定量就是每次取样的数量（例如一瓶、一网等）要相同。,练习（P77）基础题1.B。2.提示：屏障撤掉后，很可能出现以下情况：由于种群A捕食种群B，种群B的数量减少，而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少，种群A因食物来源减少而出现数量减少，种群B的数量又会出现一定的增加。这样，假设水族箱中资源和其他条件较稳定，种群A和种群B将出现此消彼长的相对稳定情况。,拓展题1.提示：大致步骤：（1）选择的植物（一般用草本植物）应能适应同一环境，植株大小基本一致。最好查阅有关资料搞清楚植物名称与生活习性等；（2）实验前要做必要的观察记录，如植株的（尤其是根）生长情况；（3）设立对照组（单独种植、同种植株种植在一起）、实验组（不同种植株种植在一起），并给予相同的环境条件，也可进一步从不同的植株间距来设计实验；（4）通过比较分析根系的长势，论证自己的假设是否成立；（5）解释实验结果。2.蜾蠃捕食螟蛉幼虫。,2、下列三图分别表示两种生物种群随时间推移而发生的数量变化。那么,甲、乙、丙三图表示的关系依次是（）A.共生、竞争、捕食B.共生、捕食、竞争C.竞争、共生、捕食D.捕食、竞争、共生,B,巩固练习,3、将、两种单细胞生物分别放在两个容器中培养，得到图所示结果，将这两种生物放在一个容器中混合培养，得到图所示结果。从实验结果可知，这两种生物的种间关系是A竞争B捕食C共生D寄生,A,4生活在一个生物群落中的两个种群(a、b)的数量变化如图所示，下列判断正确的是Aa种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群Ba种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱Ca种群为s型增长，其增长受本身密度制约Db种群为J型增长，始终受到a种群的制约,C,5、自然界中生物种内及种间是相互作用、相互影响的。下述观点不正确的是A林鸽群较大时被苍鹰捕食的几率降低B鲈鱼有时捕食鲈鱼的幼鱼，这有利于鲈鱼一种的维持C自然界中的猴群经过争斗建立了优劣等级制度，并依次占据资源，这对种的保持是有利的D自然界中物种间捕食对一个种有利，但会使另一个种消失,D,6、防治松毛虫常用的方法有招引灰喜鹊和施放毛虫白僵病菌，灰喜鹊和白僵病菌与松毛虫的关系依次是A竞争和互利共生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湿度、温度D光照、食物,D,8、下列关于生物群落结构的叙述不正确的是A在垂直方向上，群落具有分层现象B动物在群落中的垂直分布依赖于植物C在水平方向上，生物种类分布也有差异D在动物群落中没有水平结构,D,9、在一群落中，对甲、乙两个动物种群的数量进行研究后得到下图，据图回答：(1)甲、乙两种群之间的关系是。(2)在3、4月份甲种群数量的下降，很可能是由于。(3)种群数量变化的周期是。,捕食关系,乙种群数量的增长,1年,
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