【生物】2021届一轮复习人教版群落的结构与演替教案（湖北专用） 15页

第 28 讲　群落的结构与演替 课程内容 核心素养——提考能 生命观念 分析群落的结构与演替，构建结构与功 能观 科学思维 比较各种种间关系的不同特点，并用数 学模型表示 科学探究 土壤中小动物类群丰富度的研究 1.群落的结构特征 2.群落的演替 3.土壤中动物类群丰富 度的研究 4.探究水族箱(或鱼缸) 中群落的演替 社会责任 总结人类活动对群落演替的影响，关注 环境保护 考点一　群落的结构 1.群落的概念与物种组成 (1)群落 ①概念关键点：a.同一时间；b.一定区域；c.各种生物种群。 ②特征：物种的丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替等。 (2)群落的物种组成 ①意义：群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。 ②衡量指标：丰富度，即群落中物种数目的多少。 ③规律：不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。 ④探究实验：土壤中小动物类群丰富度的研究。 取样方法：取样器取样法。 统计方法：记名计算法和目测估计法。 2.四种常见种间关系比较 比较 互利共生 寄生 竞争 捕食 曲线模型 —— 营养关系图 举例 地衣，大豆与 根瘤菌 蛔虫与人 牛与羊，农作 物与杂草 狼与兔，青 蛙与昆虫 3.群落的空间结构 垂直结构 水平结构 模型 现象 分层现象 镶嵌分布 决定 因素 植物分层：光照、温度 动物分层：多种多样的栖息空间 和食物条件 地形变化、光照强度、土壤湿度、盐 碱度的差异、生物自身生长特点不同 以及人与动物的影响等 意义 显著提高了群落利用阳光等环境 资源的能力 在长期自然选择基础上形成的对环 境的适应：有利于群落整体对自然资 源的充分利用 1.寄生与捕食关系的辨析 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，如果是吃掉整个“寄主”或“寄主”的某一部分，则是捕 食关系。如：蚊子与人为寄生关系，蝗虫与青草为捕食关系。 捕食关系中，捕食者一般不会导致被捕食者灭绝；寄生关系中，寄生生物一般不 会导致寄主死亡。这都与长期的自然选择有关，在相互选择的作用下，捕食者与 被捕食者、寄生者与寄主长期共存。 2.寄生与腐生的区别 寄生是从活的生物体内获得营养物质；腐生是从死的生物体内获得营养物质。病 毒均营寄生生活。 3.“三看法”快速判断捕食曲线中的被捕食者 教材VS 高考 1.真题重组与判断 (1)群落是由空气、水和生物组成的(2016·海南卷，24D)(　　) (2)草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂(2015·全国卷Ⅰ，4B)(　　) (3)互利共生、捕食和竞争等可以出现在森林群落中(2015·海南卷，22C)(　　) (4)草原生物群落的空间结构包括垂直结构和水平结构[2013·全国卷Ⅱ，31(4)](　　) 提示　(1)×　群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。 (2)×　(3)√　(4)√ 2.深挖教材 (1)(人教版必修 3P71“群落水平上研究的问题”)在群落水平上研究的问题与在种 群水平上研究的问题有何不同？生态系统水平上呢？ 提示　群落水平上研究集中在群落特征(物种组成、丰富度、种间关系、优势种 等)、结构(垂直结构和水平结构)，而种群水平上研究集中在种群的特征(种群的数 量特征、空间特征等)、种群的数量动态(种群数量的变化)和影响种群变化的因素 等。生态系统水平上注重对生态系统的结构(组成成分、营养结构)、功能(能量流 动、物质循环、信息传递)和生态系统的稳定性的研究。 (2)(人教版必修 3P72“资料分析”)大草履虫和双小核草履虫混合培养时，后者由 于繁殖能力较强而在二者的竞争中获胜。 　以种内关系与种间关系为载体，考查分析判断能力 1.(2018·海南卷，22)在一个群落中，当甲、乙两个种群利用同一有限的资源时， 种群间通常会发生(　　) A.捕食 B.竞争 C.寄生 D.互利共生 解析　两个对资源利用方式完全相同的种群生长在一个稳定的、资源有限的环境 中，二者相互争夺氧气、营养物质和生存的空间，属于竞争关系。 答案　B 2.(2019·辽宁沈阳联考)在我国传统文化中有许多关于生物学知识的论述，下列叙 述错误的是(　　) A.“螟蛉有子，蜾蠃负之”体现了生物之间存在的互利共生关系 B.“远芳侵古道，晴翠接荒城”体现了群落次生演替的过程 C.“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链中不同物种之间的捕食关系 D.“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃淤泥”描述的食物链中淤泥中的藻类属于 第一营养级 解析　“螟蛉有子，蜾蠃负之”体现了生物之间存在捕食关系，A 错误；“远芳 侵古道，晴翠接荒城”体现了一个群落被另一个群落所替代的过程，属于群落的 次生演替，B 正确；“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了螳螂、蝉和黄雀三者间的捕 食关系，C 正确；“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃淤泥”中虾米是初级消费 者，它捕食淤泥中的藻类，藻类属于第一营养级，D 正确。 答案　A 　围绕群落的结构，考查理解应用能力 3.(2017·海南卷，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 解析　由题意可知，乙作物的引入改变了原有的种间关系和群落空间结构，结果 使害虫 A 受到抑制，说明新的种间关系和群落空间结构不利于害虫 A，A、B 正 确；作物乙生长良好，可以看出乙与害虫 A 之间不应是相互抑制，D 不合理。 答案　D 4.下列关于群落水平结构的叙述，正确的是(　　) A.草原生态系统具有群落水平结构而森林生态系统没有 B.环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一 C.湖泊各个水层中分布着不同种动物属于群落水平结构 D.种群中的个体在水平方向上的分布构成群落水平结构 解析　草原和森林生态系统都具有群落水平结构，A 错误；环境条件分布不均匀 是形成群落水平结构的原因之一，B 正确；湖泊各个水层中分布着不同种动物属 于群落的垂直结构，C 错误；种群中的个体在水平方向上的分布构成种群的空间 特征，D 错误。 答案　B 考点二　群落的演替 1.演替的概念 随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。 2.群落演替的类型比较 类型内容 初生演替 次生演替 起点 原先从没有过植被，或虽存在过 植被，但被彻底消灭了的地方 虽失去了原有植被，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 时间 经历的时间比较长 经历的时间比较短 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 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 3.人类活动对群落演替的影响 会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。 4.群落演替的趋势 自然条件下，群落沿着一定的方向演替：生物种类越来越多，群落结构越来越复 杂，总生产量越来越高，稳定性越来越强。 1.“三看法”区分初生演替和次生演替 2.群落演替的几个要点归纳 (1)群落演替的实质是群落中物种丰富度的增加及优势种的变化。 (2)自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完 善化的方向发展。 (3)最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。如：在干旱的荒漠地区很 难形成森林。 (4)演替并不都是“不可逆”的 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，但人类活 动可使其不按自然演替的方向和速度进行。 (5)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程。 当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。 1.(人教版必修 3P79 图 4－14)裸岩上的演替过程中，最关键的阶段是什么？为什 么说这个阶段最为关键？ 提示　地衣阶段。地衣阶段为后续阶段的演替提供了土壤条件。 2.(人教版必修 3P78“思考与讨论”)群落演替时，不同种群间是取而代之还是优 势取代？在森林阶段，还能否找到地衣、苔藓等其他植物？ 提示　在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代，而不是“取 而代之”。如形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种 类型的植物都是存在的。 　结合群落演替的类型及规律，考查分析推断能力 1.(2018·11 月浙江选考)某森林曾被开垦用于种植农作物，后因产量不高而弃耕， 若干年后又恢复到森林。下列关于该演替的叙述，错误的是(　　) A.该演替属于次生演替 B.演替过程中群落结构不变 C.人为因素引发了该演替 D.弃耕地中有种子等繁殖体 解析　弃耕农田中留有大量有机质和有生存力的孢子和种子等，因此属于次生演 替，A、D 正确；演替过程中群落的结构将发生改变，B 错误；该农田演替为森 林群落是由于人为弃耕而引发，C 正确。 答案　B 2.(2018·江苏卷，13)如图是某处沙丘发生自然演替过程中的三个阶段，下列叙述 正确的是(　　) A.从形成沙丘开始发生的演替是次生演替 B.阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势，群落尚未形成垂直结构 C.阶段Ⅰ与Ⅱ的沙丘上生长的植物种类完全不同 D.阶段Ⅲ沙丘上的群落对外界干扰的抵抗力稳定性最强 解析　从形成沙丘开始的演替属于初生演替，A 错误；草本植物阶段的群落中也 存在垂直结构，B 错误；群落演替是指优势取代而非完全的取而代之，所以阶段Ⅰ 与Ⅱ的沙丘上生长的植物种类有相同的，C 错误；与阶段Ⅰ、Ⅱ相比，阶段Ⅲ沙 丘上的群落中生物种类最多，营养结构最复杂，故阶段Ⅲ沙丘上的群落的自我调 节能力最强，对外界干扰的抵抗力稳定性最强，D 正确。 答案　D 　围绕群落演替的特点，考查生命观念 3.(2015·全国卷Ⅰ，4)下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是 (　　) A.草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同 B.草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂 C.草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强 D.草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境 解析　初生演替中，草本阶段演替为灌木阶段，灌木阶段物种的丰富度大于草本 阶段，A 错误；与草本阶段相比，灌木阶段群落的空间结构更为复杂，B 错误； 与草本阶段相比，灌木阶段群落的自我调节能力强，C 错误。 答案　D 4.(2018·广东深圳一模)如图表示弃耕农田的群落演替情况，相关叙述正确的是 (　　) A.群落的演替顺序就是生物进化的顺序 B.b 阶段存在群落的水平结构，不存在垂直结构 C.从演替的过程可以看出，群落的演替就是指植物的演替 D.b 阶段为 c 阶段的群落形成创造了适宜环境 解析　生物进化的实质是种群的基因频率发生改变，而群落演替过程是优势种的 替代过程，群落的演替过程不能等同于生物进化的过程，A 错误；b 阶段既存在 群落的水平结构，也存在群落的垂直结构，B 错误；群落演替是指随着时间的推 移，一个群落被另一个群落代替的过程，包括了植物、动物和微生物的变化过程， C 错误；据图分析，群落的演替过程为 a→b→c→d，每一个阶段都为后一个阶段 的形成创造了适宜的条件，D 正确。 答案　D 考点三　(实验)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)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方 法进行采集、调查。 (3)统计方法：记名计算法和目测估计法 2.研究步骤 步骤 实施 提出问题 不同区域土壤中，物种丰富度相同吗？ 制订计划 包括步骤、时间、地点、内容、方法、备注等。 准备 及取样 用取样器取样(如用采集罐、吸虫器等进行取样)的方法进行采集、 调查 采集 小动物 ①诱虫器采集 ②简易采集法：用解剖针拨找同时用放大镜观察，发现小动物后 进行采集 ③采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管 中 观察 和分类 ①可借助放大镜、实体镜进行观察 ②可借助动物图鉴查清小动物名称，并进行分类 实 施 计 划 统计 和分析 丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法 实验结论 组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同 的。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。 3.采集小动物所用到的仪器 (1)诱虫器(A 图)： 该装置中的电灯是发挥作用的主要部件，该装置利用土壤动物具有趋暗、趋湿、 避高温的习性，使土壤动物远离光源、热源。 (2)吸虫器(B 图)： 该装置中的纱布作用是防止将土壤小动物吸走。 1.注意区分丰富度的两种统计方法 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，一般用于 个体较大、种群数量有限的群落。 ②目测估计法：指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，等 级的划分和表示方法有非常多、多、较多、较少、很少等。 2.样方法、取样器取样法、抽样检测法的区别 样方法一般是针对植物和活动能力不强的动物如跳蝻，取样器取样法是针对土壤 中的小动物，抽样检测法针对单独的细胞或微生物，各有侧重。取样器取样法用 于调查物种丰富度，样方法和抽样检测法可以比较准确地计算出种群的数量。另 外，样方法计数的是活的种群个体数，抽样检测微生物时可能死活都有。 　土壤中小动物类群丰富度的调查方法的分析 1.(2019·淄博期初)下列有关种群和群落的研究和分析中，正确的是(　　) A.田鼠在被捉过一次后更难捕捉，统计得到的种群密度比实际数值要低 B.对培养液中酵母菌进行计数采用的是抽样检测的方法 C.对土壤小动物的种群密度进行调查时，不能采用标志重捕法，一定要采用样方 法 D.某同学决定以校园内的池塘为对象进行物种丰富度调查，应在同一水层取样 解析　用标志重捕法调查种群密度时，种群数量值＝第一次捕获并标记的个体数 ×第二次捕获的个体数÷第二次捕获的有标记的个体数，若田鼠被捕捉过一次后 更难捕捉，会使第二次捕获的有标记的个体数偏小，则统计得到的种群密度比实 际数值要大，A 错误；酵母菌是单细胞生物，对培养液中酵母菌进行计数，应采 用抽样检测的方法，B 正确；土壤小动物中许多有较强的活动能力，而且身体微 小，不适合用样方法或标志重捕法调查其种群密度，而常用取样器取样的方法进 行采集、调查，C 错误；以校园内的池塘为对象进行物种丰富度调查，因不同的 水层分布的生物存在差异，所以应在不同水层取样，D 错误。 答案　B 2.(2018·河北沧州质检)下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验的有关 描述正确的是(　　) A.在进行土壤中小动物类群丰富度研究时，常用记名计算法或目测估计法进行调 查 B.土壤中小动物类群不存在群落的空间结构 C.采集的小动物可以放入体积分数为 70%的酒精溶液中，也可放入试管中 D.利用小动物的趋光趋热性收集土样中的小动物，可采用带灯罩的热光源 解析　常用取样器取样法对土壤中的小动物类群进行调查，A 错误；土壤中小动 物类群生活在不同的空间，也存在群落的空间结构，B 错误；采集的小动物可以 放入体积分数为 70%的酒精溶液中，也可放入试管中，C 正确；利用小动物的避 光、避热和趋湿性收集土样中的小动物，可采用带灯罩的热光源，D 错误。 答案　C 澄清易错易混·强化科学思维 [易错易混] 易错点 1　对种群密度与丰富度研究对象分辨不清 点拨　种群密度是指单位面积的环境中某种生物个数的多少，研究对象是种群。 丰富度是指物种数目的多少，研究对象是物种。群落的丰富度的大小只与物种数 目多少有关。 易错点 2　群落演替并非都能达到森林阶段 点拨　群落演替不一定能达到森林阶段，因为群落演替还受温度、降水等气候因 素的影响。如热带沙漠很难形成森林。 易错点 3　高山不同的海拔高度植物分布并不是群落的垂直结构 点拨　群落垂直结构是指一定区域中群落内部各物种在垂直方向上的空间配置状 况。 高山不同海拔地带应各自有其独特的群落，每一群落内部均各自具备其自身的垂 直结构和水平结构，故不同海拔地带分布有不同群落，不可看作群落的垂直结构， 而属于植被的垂直地带性分布。 [深度纠错] 1.(2019·吉林市高三四调)下列调查生物种群密度的方法，不宜采用的是(　　) A.调查灰喜鹊种群密度可用标志重捕法 B.蚜虫的种群密度可用样方法调查 C.蒲公英的种群密度可用样方法进行统计 D.土壤中小动物类群的丰富度可用标志重捕法进行调查 解析　土壤中小动物种类多、个体较小、活动能力较强，进行丰富度调查时一般 不采用样方法和标志重捕法，通常采用取样器取样的方法。 答案　D 2.(2019·河南天一大联考)下列有关群落的叙述，正确的是(　　) A.群落中全部生物的所有基因构成了一个基因库 B.光照会影响群落的垂直结构，但不会影响水平结构 C.群落演替过程中，森林阶段动物的分层比灌木阶段的复杂 D.裸岩和荒地经过长时间的演替都必然成为森林 解析　本题主要考查群落的结构，考查学生的理解能力。种群基因库是指种群内 全部生物含有的全部基因，A 错误；光照会影响群落的垂直结构和水平结构，B 错误；群落演替过程中，与灌木阶段相比，森林阶段群落结构更为复杂，C 正确； 裸岩和荒地是否会演替成森林，受气候等因素的影响，D 错误。 答案　C 3.(2019·湖北黄石质检)下列有关群落结构的叙述，错误的是(　　) A.同一座山的山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，体现了群落的垂直结构 B.群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力 C.不同种类的淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象，这与各种淡水鱼的食性有 关 D.不同地段的种群在水平方向上呈现斑块状分布属于群落的水平结构 解析　同一座山不同海拔地带分布着不同的植物种群，体现的是植被的垂直地带 性分布，A 错误；群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力，B 正确；不同种类的淡水鱼由于食性不同，占据不同的水层，捕食不同食物，C 正 确；不同地段的种群，由于地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度不同 等，出现斑块状(实际上就是镶嵌性)分布，这体现了群落的水平结构，D 正确。 答案　A 随堂·真题&预测 1.(2018·4 月浙江选考)影响水生群落垂直分层的主要因素不包括(　　) A.温度 B.氧气的垂直分布 C.光的穿透性 D.大气中颗粒物含量 解析　本题考查的是群落的垂直结构。水生群落也有分层现象，其层次性主要是 由光的穿透性、温度、氧气的垂直分布决定的。 答案　D 2.(2017·海南卷，19)加强管理后，某自然保护区中过去难觅踪迹的大型食肉、食 草野生动物种群得到了恢复。数年后，出现了保护区中的某种大型食草动物经常 到保护区外的农田中采食的现象。针对该现象，下列叙述最为合理的是(　　) A.该现象说明野生动物是人类的忠实朋友 B.该现象说明人与野生动物形成了和谐相处的关系 C.该现象说明野生动物正在积极地寻求人类的帮助 D.该现象说明该种动物的种群数量增大，种内竞争增强 解析　由题干信息可知，保护区内的某种大型食草动物经常到保护区外采食，说 明，对于该种生物来说，保护区内的食物资源已经相对短缺，从而造成种内竞争 增强，D 正确。 答案　D 3.(2016·海南卷，22)下列有关群落的叙述，错误的是(　　) A.群落有垂直结构和水平结构 B.演替是生物群落的特征之一 C.群落中物种之间是相互联系的 D.群落是由空气、水和生物组成的 解析　群落的空间结构包括垂直结构和水平结构；群落特征包括物种丰富度、种 间关系、空间结构、群落演替等；群落是一定自然区域内所有生物个体的总和， 不包括无机环境。 答案　D 4.(2020·选考预测)2017 年，为实现国家倡导的“绿水青山就是金山银山”的号召， 国家投入大批资金用于退耕还林还草。下表数据是某退耕地，不同退耕时间物种 多样性指数的变化情况。 退耕时间/年 1 5 10 15 20 25 30 35 物种多样性指 数 1.41 1.75 2.46 3.04 3.36 3.52 3.55 3.55 (1)该退耕地各种生物分别占据了不同的空间，其中植物的不同物种在垂直方向上 具有明显的　　　　现象，其意义是______________________________________。 (2)在整个演替过程中，生态系统的营养结构的变化趋势是　　　　　　　　，抵 抗力稳定性的变化趋势是　　　　　　　　，生产者固定的太阳能总量的变化趋 势是　　　　　　　　。 (3)分析表中数据可以看出第 25 年到第 35 年间，该退耕地已经演替到顶级阶段， 能不能确定顶级阶段就是森林群落？　　　　，理由是：_____________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)群落中的植物在垂直结构上具有分层现象，提高了群落利用阳光等环境 资源的能力和为动物创造了栖息空间和食物条件。(2)一般来说，群落演替的趋势 是：营养结构越来越复杂直至相对稳定、生产者固定的太阳能总量越来越多直至 相对稳定、自我调节能力越来越强直至相对稳定、抵抗力稳定性越来越强直至相 对稳定。(3)群落演替受土壤和气候等自然条件的影响，只有在具备森林群落生存 和发展的自然条件下才能演替为森林群落。 答案　(1)分层　提高了群落利用阳光等环境资源的能力和为动物创造了栖息空 间和食物条件(回答出第一点即可) (2)逐渐复杂直至相对稳定　逐渐增大直至相对稳定　逐渐增多直至相对稳定 (3)不能　群落演替受土壤和气候等自然条件影响，只有在具备森林群落生存和发 展的自然条件下才能演替为森林群落