2.1群落的結(jié)構(gòu)講義高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

2.1群落的結(jié)構(gòu)1.定義：在相同時(shí)間聚集在一定地域中各種生物種群的集合，叫作生物群落，簡(jiǎn)稱群落。注意：時(shí)間、地域、全部生物且生物之間有一定關(guān)系，不是隨機(jī)結(jié)合。2.群落水平上研究的問題群落的范圍和邊界、群落的物種組成、優(yōu)勢(shì)物種、物種豐富度、生態(tài)位、種間關(guān)系、群落的空間結(jié)構(gòu)、群落的季節(jié)性、群落的演替。3.群落的物種組成1）區(qū)別不同群落的重要特征：物種組成。例：新疆北部針葉林：五針?biāo)?、冷杉、云杉等。福建武夷山常綠闊葉林：米櫧、甜櫧、木荷等。群落的物種組成不是固定不變的。（原因：時(shí)間和環(huán)境變化）2）豐富度：一個(gè)群落中物種數(shù)目。特點(diǎn)：不同群落豐富度不同，一般靠近熱帶，（環(huán)境條件越優(yōu)越）單位面積內(nèi)物種越豐富。3）優(yōu)勢(shì)物種：對(duì)群落的影響重大的種群，在群落中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。4）常見種：在群落中比較常見，但對(duì)其他物種的影響不大，不占優(yōu)勢(shì)。4.群落的種間關(guān)系原始合作（互惠）：兩種生物共同生活在一起時(shí)，雙方都受益，但分開后，各自也能獨(dú)立生活。例：?？图木有罚汉？S寄居蟹而活動(dòng)，更有效的捕食，?？糜卸镜拇碳?xì)胞保護(hù)寄居蟹。蚜蟲和螞蟻：螞蟻吃蚜蟲分泌的蜜露，螞蟻會(huì)保護(hù)蚜蟲，驅(qū)趕并殺死蚜蟲的天敵，冬天會(huì)把蚜蟲的卵帶回蟻穴加以保護(hù)。（蚜蟲喜歡吸食植物汁液，并從中攝取它們需要的氨基酸。但植物汁液中的氨基酸含量低、糖分含量高，所以蚜蟲只好將過量的糖分排出體外。這些甜蜜的“排泄物”，就成了螞蟻?zhàn)钕矚g的瓊漿玉露。而螞蟻也不白吃。它們會(huì)盡可能保護(hù)柔弱的蚜蟲免受瓢蟲、寄生蜂等天敵侵害。在螞蟻的照顧下，蚜蟲種群往往能快速發(fā)展壯大。）區(qū)分：種內(nèi)互助：同種生物之間?；ダ采簝煞N生物長(zhǎng)期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。如果彼此分開，則雙方或者一方不能獨(dú)立生存。例：豆科植物與根瘤菌：豆科植物向根瘤菌提供有機(jī)養(yǎng)料，根瘤菌將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)楹B(yǎng)料。拓展：小丑魚與?？〕篝~（genusAmphiprion,familyPomacentridae）居住在?？挠|手之間，這些魚可以使?？庥诒黄渌~類食用，而?？写碳?xì)胞的觸手，可使小丑魚免于被掠食，而小丑魚本身則會(huì)分泌一種黏液在身體表面，保護(hù)自己不被海葵傷害。在陸地環(huán)境，有一種鳥以擅長(zhǎng)捕食鱷魚身上的寄生蟲而出名，而鱷魚也歡迎鳥類在身上尋找寄生蟲、甚至張大口顎以利鳥兒安全地至鱷魚口中覓食，對(duì)鳥來(lái)說，這不僅是現(xiàn)成的食物來(lái)源，也是一個(gè)很安全的環(huán)境，因?yàn)樵S多掠食者不敢在鱷魚身邊攻擊這些鳥類。如白蟻與其腸道中的多鞭毛蟲的關(guān)系便屬共生。白蟻吃木材，但其腸道中卻沒有消化木質(zhì)纖維的酶；生活在白蟻腸道中的多鞭毛蟲能分泌纖維素水解酶，將木質(zhì)纖維消化分解成糖，這些糖既供多鞭毛蟲利用，又為白蟻的生命活動(dòng)提供能量。如果沒有多鞭毛蟲，白蟻就會(huì)餓死；但若離開白蟻的腸道，多鞭毛蟲也無(wú)法生存。當(dāng)白蟻蛻皮時(shí)，多鞭毛蟲便同時(shí)被從腸道中拋出來(lái)，而蛻皮的白蟻則靠吃未蛻皮白蟻的糞便而重新獲得多鞭毛蟲。菌根是真菌和高等植物根系共生的例子。真菌的菌絲不伸入根細(xì)胞內(nèi)，而是緊緊地纏繞在根外。真菌利用根的分泌物提供營(yíng)養(yǎng)，而高等植物的根則利用菌絲增加其吸收面積，真菌還為根系提供氮素和礦物質(zhì)。如果缺乏相應(yīng)的共生真菌，植物的水分和營(yíng)養(yǎng)吸收便受影響，甚至生長(zhǎng)緩慢或死亡；而某些真菌若不與特定種類的高等植物的根系共生也無(wú)法單獨(dú)生存。共生也是兩個(gè)物種長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。人的消化道里有無(wú)數(shù)的細(xì)菌和其他微生物。事實(shí)上，人排出的食物殘?jiān)饕揽考?xì)菌對(duì)食物的分解產(chǎn)生。這些細(xì)菌具有多種功能，但其首要職責(zé)是分解消化道內(nèi)的物質(zhì)，如果沒有它們，人的消化道就無(wú)法完成這一任務(wù)。比如，大量未經(jīng)消化的碳水化合物進(jìn)入腸道，腸道中的細(xì)菌能把它們分解成可以吸收和轉(zhuǎn)化的各種酸性物質(zhì)。就這樣，人體利用細(xì)菌消化，從食物中獲取更多的營(yíng)養(yǎng)和熱量，而消化道(腸道)的細(xì)菌則通過人體獲得穩(wěn)定的食物供應(yīng)。此圖不代表所有互利共生的數(shù)量變化（人與腸道益生菌）寄生：一種生物從另一種生物(宿主)的體液、組織或已消化的物質(zhì)中獲取營(yíng)養(yǎng)并通常對(duì)宿主產(chǎn)生危害的現(xiàn)象。例：馬蛔蟲與馬拓展：有很多種病毒寄生在一定的活細(xì)胞內(nèi)，它們直接利用細(xì)胞中的物質(zhì)作為自身的營(yíng)養(yǎng)，營(yíng)寄生生活。例如肝炎病毒、艾滋病病毒、煙草花葉病毒等。各種病毒(5張)某些細(xì)菌生活在人體或動(dòng)植物體內(nèi)，也是營(yíng)寄生生活的生物，例如大腸桿菌、痢疾桿菌等。還有一些單細(xì)胞的原生動(dòng)物也是營(yíng)寄生生活的。例如痢疾內(nèi)變形蟲、瘧原蟲等?；紫x則是多細(xì)胞動(dòng)物，它是人體腸道內(nèi)的一種常見的寄生蟲，直接吸收人體消化后的養(yǎng)料作為自身的營(yíng)養(yǎng)。除此，還有絳蟲、蟯蟲、血吸蟲等等，都屬于對(duì)人體有害的寄生蟲。生活在人體體表的體虱、跳蚤等是常見的體表寄生蟲，它們主要吸人血作為自身的營(yíng)養(yǎng)。使人患足癬的某些菌物生活在人體的足趾間和足底，依靠吸收人體體液作為自身的營(yíng)養(yǎng)。自然界的生物真是無(wú)奇不有，有些生物本身沒有制造養(yǎng)料的能力，必須生長(zhǎng)在另一種活的生物體上。例如，一種叫菟絲子的植物就常常生長(zhǎng)在大豆植株上。菟絲子的葉已經(jīng)退化，不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料，但它的不定根生在大豆莖內(nèi)，吸收大豆植株里的水分、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)養(yǎng)料，嚴(yán)重地影響大豆的正常生長(zhǎng)。像菟絲子這樣，一種生物生活在另一種生物體上，從中攝取養(yǎng)料來(lái)維持生活的現(xiàn)象，叫做寄生。營(yíng)寄生生活的生物，叫做寄生生物，如菟絲子。被寄生的生物叫做寄主（宿主），如大豆。寄生在寄主體內(nèi)的稱為體內(nèi)寄生，如蛔蟲、血吸蟲等；寄生在寄主體表的稱為體表寄生，如疥螨等。例如一種霉菌寄生在人體足部皮膚上，使人患足癬（俗稱“香港腳”），經(jīng)常發(fā)癢，令人煩躁不安，甚至感染細(xì)菌發(fā)炎，并發(fā)淋巴炎。體虱和頭虱分別寄生在人體體表和頭發(fā)中，吸食血液甚至傳播回歸熱、斑疹傷寒等疾病。蚜蟲和紅蜘蛛等寄生在一些作物和花卉的葉片上，用口器刺吸汁液，使葉片卷曲變形，嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育地衣：構(gòu)成地衣的藻類，通常是藍(lán)藻中的念珠藻屬和單細(xì)胞的綠藻，如共球藻屬、橘色藻屬；真菌則屬于子囊菌和擔(dān)子菌。一般某種地衣中的真菌和藻類的具體種類是固定的。在這類共生復(fù)合體中，藻類含有光合色素。能進(jìn)行光合作用，為真菌提供營(yíng)養(yǎng)；真菌可以從外界吸收水分和無(wú)機(jī)鹽，提供給共生的藻類，并將藻體包被在其中，以避免強(qiáng)光直射導(dǎo)致藻類細(xì)胞干燥死亡。二者互相依存,不能分離。真菌與藻類的共生不是對(duì)等的，受益多的是真菌，并在這種不對(duì)等的狀態(tài)下達(dá)到平衡。在自然情況下，這些共生的藻類或真菌都不能獨(dú)立生活。地衣雖然是真菌和藻類的共生復(fù)合體，但地衣的形態(tài)特征完全由共生菌決定。區(qū)分：寄生是從活的生物體上獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；（宿主結(jié)構(gòu)依然完整，一般不會(huì)導(dǎo)致宿主死亡。）腐生是從死的生物體或從腐殖質(zhì)中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。種間競(jìng)爭(zhēng)：兩種或更多種生物共同利用同樣的有限資源和空間而產(chǎn)生的相互排斥的現(xiàn)象。例：同一草原上生活的非洲獅和斑鬣狗競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱不同：大草履蟲與小草履蟲競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱相近：牛與羊。區(qū)分：種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)是同種生物。種間競(jìng)爭(zhēng)是不同生物之間。生存斗爭(zhēng)：生物與生物（同種、不同種），生物與環(huán)境之間。捕食：一種生物以另一種生物為食。例：狼與兔子，青蛙與昆蟲螟蛉有子，蜾蠃負(fù)之。（雄性蜾蠃，向風(fēng)一樣自由，完成交配之后就消失得無(wú)影無(wú)蹤，不參與筑巢和撫育后代，雌性蜾蠃，天生勞碌命，她不但要單獨(dú)完成筑巢，而且要為娃準(zhǔn)備食物，它捕捉螟蛉幼蟲入巢，用尾上的毒針刺人螟蛉體內(nèi)，并在其身上產(chǎn)卵，蜂毒麻痹了螟蛉幼蟲，使他們不會(huì)死去，一直處于被麻痹的狀態(tài)（營(yíng)養(yǎng)豐富而且很保鮮），蜾蠃把巢室封住離開，從卵中爬出來(lái)的蜾蠃幼蟲，便以這些螟蛉幼蟲為食物，螟蛉幼蟲，被蜾蠃幼蟲一口一口地吃掉，直到死亡，蜾蠃發(fā)育成健壯的小土蜂，飛出去繼續(xù)嚯嚯螟蛉。）A：曲線最高點(diǎn)大，先發(fā)生變化（先到達(dá)波峰的）→被捕食者者。B→捕食者。區(qū)分：同一物種內(nèi)，如大鱸魚吃小鱸魚，不是捕食，屬于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。牛喝水不叫捕食（非生物）。寄生與捕食：寄生者在寄主那里吸取的營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果是吃掉整個(gè)“寄主”或“寄主”的某一部分，則是捕食關(guān)系。如：蚊子與人為寄生關(guān)系，蝗蟲與青草為捕食關(guān)系。分析種間關(guān)系對(duì)群落的影響資料1:資料2:某地海邊潮間帶分布著海星、藤壺、貽貝、帽貝、石鱉等動(dòng)物，海星可以捕食該群落中其他四種動(dòng)物，其他四種動(dòng)物之間無(wú)捕食關(guān)系，在一個(gè)16平方米的實(shí)驗(yàn)樣地中，人為去除該樣地中的所有海星，幾個(gè)月后，藤壺在該實(shí)驗(yàn)樣地中占優(yōu)勢(shì)，數(shù)量最多，在過一段時(shí)間，貽貝成為最終占優(yōu)勢(shì)的物種。5.群落的空間結(jié)構(gòu)概念：在群落中，各個(gè)生物種群分別占據(jù)了不同的空間，使群落形成一定的空間結(jié)構(gòu)。類型：垂直結(jié)構(gòu)：在垂直方向上，大多數(shù)群落都具有明顯的分層現(xiàn)象。植物：提高了群落對(duì)陽(yáng)光等環(huán)境資源的利用能力。影響因素：光照強(qiáng)度、溫度等。上層光照強(qiáng)度大。海洋：綠藻、褐藻、紅藻湖泊：挺水層、浮水層、沉水層影響因素：光照（波長(zhǎng)）、溫度、氧氣。波長(zhǎng)越短，透射能力越強(qiáng)。陸地地下：水、無(wú)機(jī)鹽等。動(dòng)物：植物分層很大程度上決定了動(dòng)物分層：食物和棲息地等。水中動(dòng)物：食物、棲息地、含氧量等。注意：1）“竹林中的竹子高低錯(cuò)落有致”不屬于群落的垂直結(jié)構(gòu)，竹林中的竹子是種群，不具有群落的空間結(jié)構(gòu)。2）草坪和樹林中的動(dòng)物都有分層現(xiàn)象。任何群落，都有水平和垂直結(jié)構(gòu)。水平結(jié)構(gòu)：在水平方向上表現(xiàn)為“鑲嵌分布”。含義：不同地段往往分布著不同種群，同一地段上種群密度也有差別。原因：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(zhǎng)特點(diǎn)的不同以及人和動(dòng)物的影響等。群落結(jié)構(gòu)的形成原因與意義形成原因：在長(zhǎng)期自然選擇基礎(chǔ)上形成的對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。意義：利于群落整體對(duì)自然資源的充分利用。6.群落的季節(jié)性由于陽(yáng)光、溫度和水分等隨季節(jié)而變化。群落的外貌和結(jié)構(gòu)隨季節(jié)發(fā)生有規(guī)律的變化。季節(jié)性≠演替，演替不受季節(jié)性變化的影響。例：有些植物早春萌發(fā)、開花結(jié)果。有的夏季達(dá)到生命活動(dòng)高峰，動(dòng)物遷移，冬眠，夏眠等。7.生態(tài)位定義：一個(gè)物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關(guān)系等，稱為這個(gè)物種的生態(tài)位。研究動(dòng)物生態(tài)位：棲息地、食物、天敵及與其他物種的關(guān)系。研究植物生態(tài)位：出現(xiàn)頻率、種群密度、植株高度及與其他物種的關(guān)系。意義：群落中每種生物都占據(jù)著相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)位，這有利于不同生物充分利用環(huán)境資源。形成原因：是群落中物種之間及生物與環(huán)境間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。思考：1）河蟹是雜食性動(dòng)物，以魚、蝦、螺、蚌、水生昆蟲和水草等為食，它們喜歡潛伏在水草或底泥中。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們不會(huì)將河蟹與食性和它相似的青魚混養(yǎng)。為什么？河蟹喜歡潛伏在水草或底泥中，而青魚也棲息在水體的中下層；二者的食性又相似，都以螺、蚌和水生昆蟲等為食。河蟹和青魚的生態(tài)位相似，一起混養(yǎng)，二者種間競(jìng)爭(zhēng)激烈，不利于充分利用環(huán)境資源，在生產(chǎn)實(shí)踐中，不利于增加二者的產(chǎn)量?；祓B(yǎng)青魚、草魚、鳙魚、鰱魚。原理：生態(tài)位不同即降低了種間競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度，用充分利用了空間和資源。青魚：中下層，食物：水底的螺、蚌、水生昆蟲等。草魚：中下層或水草多的地，食物：主要水草。鳙魚：中上層，食物：主要浮游動(dòng)物，也食用浮游植物。鰱魚：上層，食物：主要浮游植物。3）間作套種：間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農(nóng)作物的種植方式。間作套種是運(yùn)用群落的空間結(jié)構(gòu)原理，充分利用光能、空間和時(shí)間資源提高農(nóng)作物產(chǎn)量。間作套種是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類的農(nóng)作物，間作套種是運(yùn)用群落的空間結(jié)構(gòu)原理，以充分利用空間和資源為目的而發(fā)展起來(lái)的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，也可稱為立體農(nóng)業(yè)。一般把幾種作物同時(shí)期播種的叫間作，不同時(shí)期播種的叫套種。間作套種是我國(guó)農(nóng)民的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，是農(nóng)業(yè)上的一項(xiàng)增產(chǎn)措施。間作套種能夠合理配置作物群體，使作物高矮成層，相間成行，有利于改善作物的通風(fēng)透光條件，提高光能利用率，充分發(fā)揮邊行優(yōu)勢(shì)的增產(chǎn)作用。拓展：自然界兩種生物生態(tài)位重疊（兩種或多種以上生態(tài)位相似的物種生活在同一空間分享或競(jìng)爭(zhēng)共同資源的現(xiàn)象）越多，競(jìng)爭(zhēng)越激烈，（前提：資源有限），競(jìng)爭(zhēng)往往對(duì)雙方不利，所以導(dǎo)致生態(tài)位出現(xiàn)分化，從而減少競(jìng)爭(zhēng)，共同生存下來(lái)。如：劃分分布區(qū)域活動(dòng)范圍，錯(cuò)開活動(dòng)時(shí)間，改變食物種類，形成不同食性，生態(tài)位的分化是自然選擇和生物對(duì)環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。8.研究土壤中小動(dòng)物類群的豐富度調(diào)查方法：常用取樣器取樣的方法進(jìn)行采集、調(diào)查。原因：土壤動(dòng)物活動(dòng)能力較強(qiáng)，身體微小，不適合用樣方法，如果調(diào)查森林喬木物種豐富度，用樣方法。調(diào)查對(duì)象：樣本中肉眼可見的所有動(dòng)物。調(diào)查指標(biāo)：樣本中小動(dòng)物的物種數(shù)和物種在群落中的相對(duì)數(shù)量。物種相對(duì)數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法：一是記名計(jì)算法，（直接數(shù)出各種群的個(gè)體數(shù)目，適用于個(gè)體較大的，數(shù)量有限的物種）二是目測(cè)估計(jì)法。（多度等級(jí)：非常多、多、較多、較少、少、很少等。）采集小動(dòng)物方法：幼蟲器或鑷子+吸蟲器誘蟲器中的電燈是發(fā)揮作用的主要裝置，它利用土壤動(dòng)物具有趨暗、趨濕、避高溫的習(xí)性，遠(yuǎn)離光源、熱源。吸蟲器中的紗布作用是防止將土壤小動(dòng)物吸走，將其收集在試管中。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)論組成不同群落的優(yōu)勢(shì)種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。一般來(lái)說，環(huán)境條件越優(yōu)越，群落發(fā)育的時(shí)間越長(zhǎng)，物種越多，群落結(jié)構(gòu)也越復(fù)