高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

2024-04-27

高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时(通用7篇)

篇1:高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

群落的结构

第1课时

一、教学目标 1.知识目标

(1)识别群落,说出群落水平上研究的问题。(2)分析群落的物种组成,区别不同的群落。(3)举例说出一个群落中不同生物种群间的种间关系。2.能力目标

培养分析归纳问题的能力。凭借概念对具体的生物学现象作出判断和推理,训练学生应用知识、解决问题的能力。

3.情感、态度和价值观目标

(1)通过学习群落的结构特征,使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。

(2)通过对群落动态规律的研究,懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义,从而进一步树立环保意识。

二、教学重点难点 重点:

群落的结构特征。难点:

从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。

三、课时安排 2课时

第1课时:群落的结构。

第2课时:土壤中小动物类群丰富度的研究。

四、教学过程 导入新课 课件展示:

某池塘示意图(标出水面、水中、水底生活的各种生物)

师:幻灯片上给我们展示的是一个池塘,从池塘中我们可以看到基本划分为三个部分,水面、水中和水底。现在请同学们观察一下这池塘中至少有多少个种群?分别有哪些种群?举例说明。生:至少有8个种群。有黑鱼、草鱼,水面上有浮萍、水葫芦等,还会有一些藻类。水底有河蚌、螺蛳,淤泥中会有各种微生物。

师:这位同学列举得非常详细,池塘中主要有浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、肉食性鱼类和微生物类群。这些种群的生物生活在一起,相互之间有没有联系呢?其实不用思考,我们也知道,生活在同一个环境中的个体之间是有联系的。在这里我们做这样一个假设,池塘中的肉食性鱼黑鱼被人类大量捕捞,池塘中其他种群的数量将会出现什么变化?

生: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。随着时间推移,植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。

师:从中,我们可以看出,生活在一起的种群之间也有着很多的联系,某一种群的数量不止受到同种生物个体的影响,还要受到异种生物的影响。所以我们研究种群的特征、种群的数量变化还是不够的,还必须把要观察的范围放得更大一些,要把池塘中所有生物的大家庭看作一个整体,这个整体我们叫它群落。群落在我们之前研究种群的时候有给大家提到过,现在,大家回忆一下,什么是群落?今天这节课将带着大家一起来了解一下群落的结构。

推进新课 课件展示: 群落的结构

群落的概念:同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫做群落。师:了解了群落的定义以后,请同学来举些群落的例子。

生:一块稻田中的水稻、杂草、各种昆虫、青蛙等动物组成一个群落。师:其他同学认为这些动植物种群的总和能否称为一个群落?

生:不能,因为稻田中除了各种动植物以外还生活着各种各样的微生物。师:很好,要注意群落是生活在一定区域生物的总和。

师:从群落的概念中,可看出群落是以种群作为基本组成单位的,能组成群落的种群应该是一个有机整体,其中的各种生物相互制约,又相互依存。而且群落这个有机整体比我们前面所讨论的种群这个整体层次更高、范围更广。请同学们回忆一下,当把种群作为一个研究对象时,我们研究了哪些问题?

生:研究了种群的数量特征:种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄组成和性别比例。还研究了种群的数量变化。

师:回答得非常好。群落是更高层次的整体,在群落水平上进行研究生物之间的关系和相互作用又会发现一些新的问题,获得一些新的认识。我们以池塘群落为例,来看看群落需要研究的问题。

板书:

一、群落水平上研究的问题

师:池塘里面生活着各种各样的生物,也就有很多的种群,对于稻田来说,也有好多生物种群,但是池塘群落和稻田群落相同吗?

生:是不一样的。

师:你从哪儿可以判断它们是不同的呢?

生:组成池塘群落和稻田群落中的各种种群是不同的。

师:非常好,通常情况下,不同群落的群落结构是不一样的。所以,我们研究一个群落首先要研究这个群落中有多少种群,而且不同种群在同一个群落中数量上是有差异的,哪些种群的数量比较多,占优势?这些种群生活在一起,彼此之间有些什么样的联系呢?这些都是研究一个群落必须要分析清楚的问题。在池塘中,水面表层、中层和底层生活的都是哪些生物?

生:表层主要是一些浮游植物和浮游动物,中层生活着一些吃草的鱼群,底层主要生活着肉食性的鱼类、蚌、螺蛳。池塘的淤泥中还生活着各种各样的微生物。

师:可以看出不同的种群在这池塘群落中占据了不同的位置,从而导致整个池塘群落具有一定的空间结构,这也是我们这节课要讨论的问题。还有,池塘、森林等这些群落如果受到干扰或破坏,会发生什么变化呢?这些我们将在群落的演替中一起探讨。看来,研究的角度不同,出现的问题也就不同,站得越高,能发现的问题越多,而且也能使我们分析问题越具体、越全面。下面,我们就针对群落水平上的这些问题逐一进行探讨。

板书:

二、群落的物种组成

师:每个群落都由植物、动物和微生物构成。如果要区别不同的群落,我们首先从哪个角度去分析呢?先请同学观察福建武夷山的长绿阔叶林和新疆北部的常绿针叶林,还有图边上的相关信息。说说这两个森林群落有哪些区别?

生:新疆北部主要是长绿针叶树种,而南方许多森林的树种主要是阔叶乔木。师:大家会发现,观察某一群落时,一般都会去分析该群落主要有哪些物种,也就是群落的物种组成。群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。而且,最明显的是该群落中数量较多,起到主要作用的物种,也称优势种。所以不同群落其种类组成的优势种是不同的。那为什么北方主要是针叶林呢?从个体水平的新陈代谢过程思考一下呢?

生:树叶变成针状主要是可以降低蒸腾作用,减少热量的散失来适应外界寒冷的环境。师:很好。通过信息还能找出有什么样的区别吗?

生:不同群落间,种群数量和种群中个体数量差别很大。在福建武夷山动植物种类繁多,而在寒冷的冻原上,动植物种类相对要少得多。

师:从这两个群落的物种组成上,可以发现不同群落的物种数目是有差别的。我们把群落中物种数目的多少称为丰富度。书上的这两个森林群落物种丰富度哪个更大?

生:福建武夷山的常绿阔叶林物种丰富度大。

师:同样,从我国东北到海南木本植物的丰富程度会怎么变化呢? 生:应该是越来越丰富。

师:这和科学家的研究结果也是一致的。越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。生活中,我们也会有这样的尝试,南方的森林明显会比北方的生物种类多,最简单的例子便是,热带雨林和大兴安岭这些。从这里我们又能得到一个结论:不同群落的物种丰富度是不同的。一般说来,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多。从赤道到北极,人们会发现动植物的种类将逐渐减少。有关的丰富度,我们课后一起做一个土壤中小动物类群丰富度的研究。

板书:

三、种间关系

师:不论是具有繁多生物种类的热带森林还是生物稀少的冻原地带,生活在同一群落的种群并不是随机聚集在一起的,而是通过复杂的种间关系,形成一个有机整体。种间关系有哪些?各种种间关系对群落中的种群有些什么样的影响?这些也是我们在群落水平上需要研究的问题。下面我们先来看一些例子。

课件展示:

资料一:1934年,生态学家高斯选用了两种形态和生活习性上很接近的草履虫进行了以下实验:取相等数量的双小核草履虫和大草履虫,用同一种杆菌为诱饵,放在某个容器中培养。结果发现:开始时两个种群的数量都有增长,随后双小核草履虫个体数继续增加,而大草履虫个体数下降,16天后只有双小核草履虫存活。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。高斯还对两种草履虫进行了单独培养,培养的结果,两种草履虫的数量一开始都是增加的,后来都维持在一个最大值。

资料二:生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里,对猞猁和雪兔的种群数量作了研究,结果如图所示。

资料三:(1)豆科植物和根瘤菌之间:植物供给根瘤菌有机养料,根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料,供植物利用。

(2)蛔虫寄生在人体内,小麦线虫寄生在小麦粒中。

资料四:(1)白蚁消化道内生活着一种厌氧型的多鞭毛虫,这种原生动物能分泌水解纤维素的酶用来消化白蚁的食物——木材。

(2)防治松毛虫常用的方法有招灰喜鹊和施放松毛虫白僵病菌。(3)美洲的灰松鼠引入英国后,当地原有松鼠几乎完全被灰松鼠所替代。

(4)人体肠道中的某些细菌,靠人体肠道中的营养物质维持生命,同时,他们还能制造维生素B12和维生素K,供人体利用。

师:如何解释资料一中的实验结果呢?单独培养时,两种草履虫的数量都增加能说明什么问题?

生:单独培养时,两种草履虫的数量都增加说明在合适的条件下,大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。

师:放到一起培养后,开始两个种群的数量都有所增加,为什么最后会只剩双小核草履虫了呢?

生: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。

师:分析得很好。资料一中还有这么一句:这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。为什么要加这么一句?能够说明什么?

生:进一步证明了大草履虫的死亡是由于没能够争夺到食物引起的,而并不是由于被有毒物质杀死。

师:像双小核草履虫和大草履虫的种间关系我们就称为竞争。课件展示:

竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果表现为相互抑制,有时表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡。

师:两种草履虫是为了争夺食物,最后的结果是双小核草履虫占优势,大草履虫灭亡。食物只是生物生活资源的一个方面,大家能不能举些生物竞争其他生活资源的例子呢?

生:水稻和稻田中的稗草之间争夺阳光、养料和水分。

师:对,再比如小家鼠和褐家鼠要争夺居住的空间和食物等。我们再一起来分析资料二,观察猞猁和雪兔种群数量的波动情况,你能发现什么规律?

生: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。而且一般总是雪兔的数量先增加,接着猞猁的数量也随之增加,减少也是一样的。

师:这位同学观察得比较仔细。也就是说,猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。这两种生物之间是什么关系呢?什么样的关系会使雪兔增加接着猞猁也增加,而雪兔减少时猞猁也减少呢?

生:很可能猞猁是吃雪兔的。

师:是的,像猞猁和雪兔之间的关系我们称为捕食。简单一点说就是一种生物以另一种生物为食物。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。如果说猞猁在森林中消失,大家想想可能会出现哪些情况?

生:雪兔的数量肯定会大量增加。师:会不会无限地增加下去呢?

生:不会。因为存在一定的环境容纳量。雪兔大量增加,使得雪兔的食物——植物大量减少。

师:所以大家考虑猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用?

生: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相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。

师:看来,群落中的每一种生物都起着重要的作用。除了猞猁和雪兔属于捕食关系,还有没有其他的例子呢?

生1:狼和兔子,青蛙和昆虫。生2:羊和草,草履虫和枯草杆菌。师:捕食关系在自然界中是非常普遍的。而且经过漫长的生物进化后,捕食者和被捕食者之间的关系是一定的,是不能颠倒的。那么,被捕食者会不会因为捕食者的存在而消失呢?捕食者的捕食行为对于被捕食者来讲是有利的还是有害的呢?

生:一般被捕食者不会因为捕食者的存在而消失,而且,我认为捕食行为对被捕食者来说是有利的。

师:为什么是有利的呢?

生:因为动物世界中,经常看到在草原上豹子捕食斑马时,一般都是吃掉跑得慢的、一些体弱多病的个体。反而使斑马种群中生存下来的个体都是些强者。

师:是的。体弱多病的个体捕食掉后,还可以防止疾病的传播。那么,跑得慢的或没有保护色的个体被捕食掉后,从遗传学的角度来分析,能使得不利于生物生存的遗传基因不会遗传到后代中,有利于后代的遗传特性。

我们讲了捕食和竞争两种种间关系,比较资料一和资料二中,两个种群之间的关系都和食物有关,资料一中两个种群之间是通过食物间接地发生作用(竞争);资料二中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用(捕食)。但是结果相同吗?

生:不相同。资料一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。资料二相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。

师:所以捕食和竞争是不相同的。一起来看一下资料三,这里面又提到了哪些种间关系? 不难看出,豆科植物和根瘤菌之间是互惠互利,属于互利共生;蛔虫和人是寄生关系。课件展示:

互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。

寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。

师:我们把四种种间关系介绍完了,下面请同学分析一下资料四里面提到的例子各属于哪一种种间关系?

生1:(1)属于互利共生;(2)中松毛虫和灰喜鹊是捕食关系;松毛虫和施放的松毛虫白僵病菌是寄生关系。

生2:(3)是竞争关系,(4)是互利共生。师:很好,看来大家对种间关系都掌握得不错。板书:

四、群落的空间结构 师:有着直接或间接种间关系的各种生物种群生活在一起构成了生物群落。在这个大家庭中,各种生物是随机分布的吗?还是各自占据了一定的空间?

生:是各自占据一定空间的。

师:由于各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构。从不同的观察角度,群落的空间结构分成垂直结构和水平结构等方面。群落具有一定的垂直结构和水平结构的原因是什么?这对群落来说有什么样的意义?

板书: 1.垂直结构 课件展示:

森林植物的分层现象:森林中自下而上分别有草本植物层、灌木层和乔木层形成群落的垂直结构。

某森林中鸟类的分层现象:林冠层栖息着鹰、伯劳、杜鹃、黄鹂等;中层栖息着山雀、莺、啄木鸟等;林下层则生活着画眉、八色鸫等。

师:森林中,导致植物具有分层现象的原因是什么呢?

生:可能和光照的强度有关,不同植物的生长需要不同的光照强度。

师:确实如此。群落下面各层要比上层的光照弱,不同的植物就分布在适合自己生长的光照范围内。这样的垂直分布有什么意义呢?

生:各种植物各得其所,而且充分利用了照射到森林中的阳光。

师:那么,森林中各种动物的分层现象是不是由于光照引起的呢?动物的分层和植物的分层现象有没有关系呢?

生:动物分层不是由光照引起的,应该和植物的分层有关,因为动物的食物直接或间接地来自于植物,植物还为动物提供了栖息的场所。

师:所以说群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构。那么,森林具有一定的垂直结构,其他生物群落有没有垂直结构呢?

生:也有。比如,池塘群落中藻类主要分布在表层其他植物,还可分成挺水植物、浮水植物、沉水植物,这就是植物分层;动物中螃蟹、虾、河蚌等主要生活在水底层,而鱼类中,青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼这四大家鱼,在池塘中所占的水层也是不同的。

师:藻类为什么主要分布在水面表层?

生:因为藻类要进行光合作用,要分布在有光照的地方。

师:除了光照对水生生物的分布有影响外,还有其他因素吗?想象水体中和陆地上有哪些区别?

生:溶氧量和盐度也会影响生物的分布。

师:所以不同的群落我们应该具体分析。草原群落有没有垂直结构呢?它的植物分层的层次和森林相比又有什么特点呢?

生:也有。但是它的层次没有森林多。师:草原中动物的种类和森林相比呢? 生:没有森林多。

师:实际上动物种类的多少是随植物层次的多少而变化的,因此,由于森林的植物层次比草原植物层次多,所以森林群落一般比草原群落的动物种类多。群落的垂直结构或者说生物的分层现象有什么意义呢?

生:使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,能最充分地利用空间和营养物质,就像植物分层可以充分利用光照,从而为动物生产更多的食物、提供更多的栖息空间。

板书: 2.水平结构

师:不仅从垂直方向上看,生物种群占据不同的空间,其实,在水平方向上,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,它们常呈镶嵌分布。导致生物种群在水平方向上分布不均的原因可能有哪些呢?

生:可能和光照不均匀有关,例如,在森林中,在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方,光线较暗,适合苔藓植物和其他喜阴植物生存,而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方,则有较多的灌木和草丛。

师:从他所举的例子中也可以看出其实和生物自身的生长特点也有关系,比如苔藓长在树阴下,一方面是这儿光线不足,从另一个角度来说也是因为苔藓是喜阴植物。除了这两方面的因素还有没有其他的?

生:也和土壤的一些性质有关,比如,土壤的酸碱度、土壤的湿度也会影响到植物的生存。

师:人类的行为会不会影响群落的水平结构呢? 生:也会的,过度放牧、盲目开垦等能破坏地表的植被。师:植被的破坏对土壤有没有影响呢? 生:会使土壤的水分蒸发加快。师:也会导致地表土壤的含盐量逐渐增加,使一些耐盐碱植物生活良好,而其他植物逐渐死亡,也就使草原植物成斑块分布,有了一定的水平结构。

生:由于人类的践踏也会使周边生长的植物不同。

师:对。由于诸多因素的存在,群落也就会具有一定的水平结构。那么,在农业生产上,人们有没有利用群落空间结构的原理,充分利用空间和资源的呢?

课件展示: 桉树——菠萝结构

海南省某林场在桉树幼林里栽培菠萝,通过精心管理取得了桉树、菠萝两旺,提高了经济效益。桉树是一种深根性树种,而菠萝的绝大部分根系分布在地表10~20 cm的范围内。两种植物根系深浅搭配,合理地利用了不同土壤内的水分和养分。同时,由于菠萝地上部分的覆盖作用,一方面有效地截留了降水,降低了水土流失,另一方面又减少了地表蒸发。桉树的一般高度在2m左右,而菠萝高度多在1m以下,桉树喜光,而菠萝属于半阴生植物。两种植物高矮结合,充分利用了不同层次的光能。

课堂小结

师:有没有你所了解的例子呢?

生:有些人家的屋顶、墙面还有市区的立交桥的两侧栏杆上都被绿色植物包围了,这也是对空间的充分利用吧,还给人以赏心悦目的感觉。

师:是的,这些立体绿化也是很好的例子。我们今天所研究的群落的这些特征有什么样的意义?给你带来些什么样的启示?

生1:我觉得使我以后在考虑问题的时候会更注意事物和事物之间的联系,而且能从更高层次的角度,更大的范围去全面考虑问题。

生2:这一节知识,让我更明白了保护各种动植物的意义,不光是为了保护某一种生物,实质上我们在保护某种生物的同时还在一定程度上保护了和它生活在一起的其他生物,因为它们之间存在着各种各样的种间关系。

生3:还让我觉得生物学有很多值得去研究的地方,我一定会好好学好生物。师:大家讨论得非常好。我希望大家在以后的学习中,都能说出自己的想法,相互交流,共同提高!

五、板书设计

群落的结构

一、群落的概念 同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫做群落。

二、群落水平上研究的问题

物种组成,优势种,种间关系,空间结构,群落的演替,群落的分布范围和边界等问题。

三、群落的物种组成

丰富度:群落中物种的数目的多少称为丰富度。

四、种间关系 1.捕食 2.竞争 3.寄生 4.互利共生

五、群落的空间结构 1.垂直结构 2.水平结构

篇2:高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

一、教学目标

1.识别群落,说出群落水平上研究的问题。2.描述群落的结构特征。

3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。

二、教学重点和难点 1.教学重点

群落的结构特征。2.教学难点

从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。

三、课时安排 1

四、教学过程

〖引入〗以“问题探讨”引入,学生思考回答老师提示。

〖提示〗1.本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性,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.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。

〖板书〗第三节群落的的结构

同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫做群落。〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考。〖板书〗

一、种群水平上研究的问题 〖学生活动〗阅读P71。

〖板书〗

二、群落的物种组成

丰富度:群落中物种数目的多少称为丰富度。

三、种间关系

〖学生活动〗阅读P72倒数第一段到P73,完成资料分析的“讨论”。

〖提示〗1.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。

2.90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。

篇3:“群落的结构”第一课时教学设计

“群落的结构”是人教版高中生物学教材《稳态与环境》第4章第3节内容。本节一般安排2课时完成。学生已初步了解了生命系统的各结构层次,学习了种群的特征,本节的学习也为生态系统的学习奠定了基础。第1课时主要内容是群落的概念、群落水平的研究问题及种间关系,第2课时包括群落的空间结构及土壤中小动物类群丰富度的探究。第1课时的重点内容是群落的种间关系,结合资料,小组合作对种间关系曲线图进行分析,从结构与功能相适应的角度描述群落的种间关系,突破本节的教学难点。

二、教学目标

1.知识目标。识别群落,说明群落水平上的研究问题,能判断种间关系。

2.能力目标。抓关键词,把握概念,举一反三,能识别种间关系曲线图。

3.情感态度与价值观。认同结构与功能相适应的观点。

三、教学过程

1.通过实例,把握“群落”概念。以“自然保护区内的所有保护动物”“池塘中全部的鱼、植物和微生物”“一座山上的各种植物、动物等全部生物”为例让学生自己比较,对“群落”概念进行认识。

2.群落水平的研究问题。群落是比种群更高一层的生命系统。对种群的研究,核心问题是种群数量的变动,种群密度是其基本特征。那么,群落水平的研究问题呢?以池塘群落为例,其边界与范围如何,群落中哪些种群占优势,种群的分布以及各种群之间的关系等,即以范围更广的角度来研究群落中种群之间的关系和相互作用以及整个群落的发展趋势。

3.分析资料,结合曲线图认识种间关系。群落中各种群是相互独立的吗?不论物种多少,并不是简单相加,而是通过复杂的种间关系建立起的有机整体。过渡到本节课的重点内容,对四种种间关系的学习。让学生花4分钟时间阅读并小组讨论。

资料1“草履虫实验”中引导学生逐步思考:(1)“两种草履虫形态和习性接近”及“没有分泌杀死对方的物质”意味着什么?(2)在10~12d时,混合培养两种草履虫的数量均低于单独培养的原因是什么?(3)相互竞争的两个物种能否稳定共存?请举例说明。(4)什么样的生物之间竞争更激烈?提醒:竞争不仅是对食物的相互争夺,还包括资源和空间等。如水稻和稻田中的杂草之间争夺阳光、养料和水分等。

资料2“猞猁和雪兔种群数量的变化曲线”中思考:(1)分析两者的数量波动,有什么规律?(2)请学生绘制简易捕食关系图,明确两者波动的不同步,分析曲线的每一个周期,确定变化在先者。(3)猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用?强调“精明的”捕食者能促进生物的共同进化,体现结构与功能相适应的特点。(4)资料1和资料2中两个种群之间的相互作用结果有什么不同?

举例对概念进行巩固:(1)桦木林中出现云杉幼苗后,不断生长,最终桦木林被云杉林取而代之;(2)生活高度相同的甲、乙两种鸟均以一种昆虫为食。

与学生共同分析典例,理解“寄生”和“互利共生”概念,另举特例进行讲解,如菟丝子与果树、地衣中的真菌与藻类、白蚁与其肠内的鞭毛虫之间的关系。思考问题:“寄生与互利共生均是两种生物生活在一起,如何对其进行区分?”

利用经典例题,对种间关系进行巩固。下图为四组生物的种间关系:①地衣中的藻类和真菌;②混合培养的大、小草履虫;③猞猁与雪兔;④细菌和噬菌体,请据图回答下列问题。

(1)四组生物关系对应的曲线为:①;②;③;④。

(2)造成B图现象的原因是。

(3)D与B相比,结果不同是因为。

(4)若猞猁死亡,则雪兔的发展趋势是。

对本节课进行总结可知,物种组成是区分不同群落的主要特征,群落是各种群通过直接或间接的种间关系形成的一个有机整体。从进化的角度考虑,各种间关系均有利于种群的进化,使各种群处于相对稳定的状态。引导学生课后思考:一个农贸市场里的所有生物属于群落吗?“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”体现了什么样的生物关系?

四、教学反思

在“群落是一个生命系统”的核心认识下,借助科学研究结果和生活实例,创建了既科学又真实生动的学习环境,通过问题引导,促使学生分析思考,把握概念,深入理解“群落是以种群为单位,通过相互依存、相互制约的种间关系形成的有机整体”。

篇4:高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

【目标导航】

1.简述群落演替的概念。2.举例说出初生演替、次生演替的过程。3.举例说明人类活动对群落演替的影响。

一、群落的演替及演替类型

1.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.类型(1)初生演替

①概念: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发生的演替。

地衣阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。③实例:在沙丘、火山岩和冰川泥上的演替都为初生演替。(2)次生演替

①概念: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发生的演替。

②弃耕农田上的演替过程:弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→乔木。③实例:在火灾过后的草原、过度砍伐的森林和弃耕后的农田上的演替为次生演替。

二、人类活动对群落演替的影响 1.人类的活动方式

(1)不合理方式:砍伐森林、填湖造田、捕杀动物。

(2)合理方式:封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至可以建立人工群落。2.影响结果:使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。3.退耕还林、还草、还湖

(1)原因:以牺牲环境为代价的垦殖活动(如毁林开荒、围湖造田等),造成严重的水土流失,并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。

(2)目的:处理好经济发展同人口、资源、环境的关系,走可持续发展的道路。(3)措施:颁布了《退耕还林条例》。

(4)预期结果:预计很多地区的生态环境问题有望得到明显改善,调节气候和洪水流量的功能将大大增强。

知识点一 初生演替与次生演替的比较

1.有关初生演替和次生演替的叙述,正确的是()A.沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替,冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次生演替 B.初生演替形成的群落内无竞争现象,次生演替形成的群落内竞争明显

C.次生演替比初生演替所用的时间少,原因是次生演替原有的土壤条件基本保留 D.初生演替能形成森林,次生演替很难形成森林 答案 C 解析 冰川泥上进行的演替应是初生演替;不论初生演替还是次生演替在环境适宜条件下所 形成的群落内均有竞争现象;初生演替与次生演替所形成的终极群落均是森林。2.下列有关群落演替的叙述,不正确的是()A.初生演替和次生演替的主要区别是二者的起始条件不同

B.农田被弃耕后,在自然状态下演替的起点是从一年生草本植物开始 C.一般来说,初生演替所需时间较长,次生演替所需时间较短 D.随着演替的进行,群落内物种的多样性增加,能量减少 答案 D 解析 本题主要考查初生演替和次生演替的区别,具体分析如下:

知识点二 群落演替的原因及过程 3.群落演替的一般过程是()A.裸地形成→生物侵移、定居及繁殖→环境变化→物种竞争→环境变化→群落稳定和平衡

B.环境变化→裸地形成→生物侵移、定居及繁殖→物种竞争→群落稳定和平衡 C.裸地形成→生物侵移、定居及繁殖→物种竞争→环境变化→群落稳定和平衡 D.环境变化→裸地形成→物种竞争→生物侵移、定居及繁殖→群落稳定和平衡 答案 A 解析 本题从群落演替的方向、原因及过程三个方面进行考查。环境变化是该群体演替的一个重要原因,使群落结构向复杂的方向进行,并依次经过了侵入定居阶段、竞争平衡阶段和相对稳定阶段。

4.群落演替是一个动态的发展变化过程,下列相关说法中正确的是()A.群落演替是群落自身发展的过程,不受外界因素影响 B.人类活动不会改变群落演替的方向

C.一般来说,群落的演替总是朝着物种逐渐增多、结构逐渐复杂的方向发展 D.海洋生态系统中不会出现群落演替 答案 C 解析 群落演替受外界多种因素的干扰,如人类活动。植树造林会加快群落演替的速度和改变群落演替的方向;海洋中与陆地上的群落都是在不断演替的。知识点三 人类活动对群落演替的影响

5.我国在某些地区进行退耕还林、还草、还湖的主要目的是()A.增加当地森林、草原等的面积 B.改变产业方向,提高经济效益

C.改善当地的生态环境,增强对自然灾害的抵抗能力 D.增加植被 答案 C 解析 我国在西部地区实施的退耕还林、还草、还湖措施,是为了改善西部地区的生态环境,实现环境和经济的可持续发展。

6.下列有关人类活动对群落演替的影响的叙述,不正确的是()A.人类的许多活动在影响群落的演替 B.人类可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制之下 C.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制 D.人类活动对群落的影响不只是破坏性的 答案 C 解析 群落的演替也是有规律的,人类的活动不能违背客观规律,也就是说不能任意对生物和环境的关系加以控制,否则要遭到客观规律的惩罚。

基础落实

1.下列有关群落演替的叙述,正确的是()A.群落中一些生物消失了,另一些生物来占据它们的空间,就属于演替 B.光裸的岩石上最先出现的是地衣 C.在弃耕的农田上不可能形成树林

D.不论在什么条件下,群落的演替都能形成树林 答案 B 解析 原来的群落被新的群落取代了,这就是群落的演替,这里的取代并不是群落的代替,故A错;如果在干旱的荒漠地区,群落的演替很难形成树林,但如果气候适宜,弃耕的农田就会演替成树林,故C、D两项错误。

2.下列群落演替系列中,哪一种演替属于初生演替()A.从湖底开始的水生演替

B.草原的放牧演替

C.农田弃耕后的恢复演替

D.砍伐森林的恢复演替 答案 A 解析 从湖底开始的水生演替是从自由漂浮植物阶段演替而成的,这一阶段湖底有机物的积聚,主要靠浮游生物的死亡残体,以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒,天长日久,湖底逐渐提高,湖底从来没有被植被覆盖属于初生演替。B、C、D三项原有的土壤条件并没有被破坏,属次生演替。

3.在气候条件合适的条件下,从裸露的岩石开始的初生演替的完整过程是()A.地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、森林阶段 B.草本植物阶段、灌木阶段、地衣阶段、苔藓阶段、森林阶段 C.地衣阶段、灌木阶段、森林阶段、苔藓阶段、草本植物阶段 D.森林阶段、灌木阶段、草本植物阶段、地衣阶段、苔藓阶段 答案 A 解析 初生演替是在从未有过生物或有过生物生长却被彻底消灭的原生裸地上发生的生物演替。从岩石表面开始的群落演替为初生演替。陆地植物的初生演替过程大致经过地衣植物群落、苔藓植物群落、草本植物群落和木本植物群落阶段。地衣、苔藓两个阶段与环境之间的关系主要表现在土壤的形成和积累方面,对小气候的影响还很不显著。草本植物群落阶段土壤继续增加,小气候也开始形成。同时土壤微生物和小型土壤动物的活动能力增强,植物的根系可深入到岩石缝隙,因此环境条件得到了大大的改善,为一些木本植物的生长创造了条件。到了森林群落阶段,演替速度又开始减慢。

4.演替过程中灌木逐渐取代了草本植物,其主要原因是()A.灌木繁殖能力较强 B.草本植物寿命较短 C.草本植物较为低等 D.灌木较为高大,能获得更多的阳光 答案 D 解析 灌木高大,能够获得较多的阳光,在竞争过程中处于优势,而草本植物处于劣势,部分喜阳草本植物被淘汰,久而久之,草本植物被灌木取代。5.初生演替和次生演替的主要区别是()A.影响因素不同 B.起始条件不同

C.产生的植物种群不同 D.产生的生物数量不同 答案 B 解析 初生演替是发生在裸岩上且不存在土壤的条件下,由地衣等生物作用而逐渐形成的,而次生演替是从土壤条件良好的情况下开始的。无论初生演替还是次生演替,都会受到自然和人类活动的影响。

6.人类的下列活动,有利于群落向正面演替的是()A.围湖造田

B.过度放牧 C.封山育林

D.退草还耕 答案 C 解析 围湖造田、过度放牧、退草还耕都会导致生物群落结构简单化,生产力下降,不利于群落向正面演替。封山育林使生物群落的结构和成分由简单到复杂,对环境资源利用由不充分到充分,使生产力由低到高,有利于群落的正面演替。能力提升

7.弃耕的农田上进行的演替属于()A.初生演替

B.先是初生演替,后为次生演替 C.次生演替

D.先是次生演替,后为初生演替 答案 C 解析 演替分为两种类型:初生演替和次生演替。初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是在原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原土壤条件基本保留,甚至保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。弃耕的农田里植被虽然已不存在,但土壤条件没有被彻底毁灭,甚至土壤里还保留有农作物的种子或其他的繁殖体,故属于次生演替。

8.群落不断发展变化,按照一定的规律进行着演替。下列关于演替的叙述,正确的是()A.初生演替历程短、速度快

B.在正常情况下,群落演替的最终结果使生物多样性降低 C.在演替早期,群落中优势种群的基因频率发生显著变化

D.在森林遭受火灾后的地段上重新形成森林,是次生演替的一个例子 答案 D 解析 根据发生环境的差异,群落演替可分为初生演替和次生演替。与次生演替相比,初生演替经历时间长,速度要缓慢得多;演替若不受外界干扰,最终结果使生物多样性增加;在演替过程中,群落中的优势种群相对稳定,因此其基因频率的改变不会过于显著;火灾过后的森林,其土壤条件基本不变,甚至还保留着植物的繁殖体,因此,再重新形成森林的演替属于次生演替。

9.在寒温带地区,一场大火使某地的森林大面积烧毁,在以后漫长时间中,在原林地上依 次形成了杂草地、以白桦为主的阔叶林、以云杉为主的针叶林,这种现象称为()A.物种进化

B.外来物种入侵 C.群落演替

D.垂直结构 答案 C 解析 在森林被破坏后,群落结构发生变化,从杂草到白桦林及针叶林,该现象为群落的次生演替。

10.下列关于演替特点的说法,不正确的是()A.植物群落也像群落个体一样,有一个发生、发展到死亡的过程 B.初生演替一般都比次生演替进行得快

C.促使植物群落发生演替的动力因素既有内因,又有外因

D.地衣、苔藓被称为先驱物种,是初生演替中出现的第一批物种 答案 B 解析 初生演替与次生演替的起始条件不同,是从无到有再到发展繁荣,时间较长,所以演替进行的慢;群落演替主要受内因决定,外因也影响演替;地衣、苔藓被称为先驱物种,属于初生演替中出现的第一批物种。

11.实施西部大开发,要切实搞好生态环境保护和建设,大力植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。试回答下列问题:(1)西部大开发过程中,“退耕还林、还草”的目的是为了处理好________同________、______、______的关系,走__________________的道路。

(2)根据群落演替的原理分析,如果草原的载畜量过大,将会造成牧草的________,引起________的减少,甚至消耗殆尽,________就会取而代之。由此可以看出,人类的活动往往会使________按照不同于________的速度和方向进行。答案(1)经济发展 人口 资源 环境 可持续发展(2)过度消耗 优质牧草 杂草 群落演替 自然演替

解析 群落演替是有规律的,掌握了这种规律,就能根据现有的情况来预测群落的未来,从而正确掌握群落的动向,使之朝向有利于人的方向发展。

12.某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题,对某草原进行了几项专题研究,并绘制了如下两图。其中,甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群增长曲线,乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系,图中的虚线代表未放牧时草原中生产者的净生产量。请据图分析并回答下列问题:

(1)放牧引起的群落演替属于__________________,研究者发现,适当放牧__________(“促进”、“抑制”)牧草生长,该草原的最适宜放牧量应为乙图中____点对应的放牧量。(2)甲图中最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增长的线段是________________。(3)乙图中适宜的放牧量应控制在A~D之间,为什么?

________________________________________________________________________。(4)如果该草原生态系统的放牧量长期大于C点,会造成怎样的后果?

________________________________________________________________________。(5)请列举两点合理利用和保护草原生态系统应采取的措施:

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。答案(1)次生演替 促进 A(2)C~D(3)既能保持草原生态系统的稳定性,又能保持较高的畜产品产量(4)草原退化,严重时可导致草原沙漠化

(5)培育优良牧草,消除有害植物,提高牧草产量;合理确定载牧量,防止过度放牧;发展季节性放牧;提倡划区轮牧;采取合理灌溉、施肥、灭鼠、防旱等措施;积极宣传有关法律、法规等(答对两条即可)解析 放牧引起的演替是次生演替,草本植物是群落演替中重要的物种。一般正常的放牧,能促进牧草的发育,增强其再生性,提高营养价值。因此,适当的放牧,对草原植被的发展和维持、畜产品产量的提高都有好处。但是如果过度利用,长期过度的啃食及践踏,超出了草原生态系统的调节能力,则常常引起草场的退化,即植被的“逆行演替”。根据放牧引起的演替规律,对草场进行合理的经营管理,消除无价值的植物物种,提高有价值牧草的生产率,可以防止因过度放牧引起草场退化。一般情况下,简单的封育就可以达到满意的效果。但是积极的方法是对退化的草场进行改良和改造,建立起保护与合理利用天然草场的制度。在草场建设上实行“划区轮牧”,通过轮牧,缩短家畜的啃食期,延长草原休整期,并可使优良牧草开花结实,自然落子,为提高植物覆盖度创造条件。实验拓展

13.某实验小组欲探究外界环境对群落演替的影响,做了如下实验。目的:探究酸雨对水体中的原生动物群落演替的影响。

材料器具:干稻草、蒸馏水、池塘水、量筒、滴管、载玻片、SO2溶液、盖玻片、显微镜、镊子、酒精灯、铁架台、烧杯等。探究过程:

a.取适量的干稻草加水煮沸,然后冷却至室温后,取一滴制成临时装片,放在显微镜下观察,并记录结果。

b.将冷却后的稻草水均分到两个大烧杯中,并进行标号,即为A、B。向A烧杯加入________________;B烧杯加入________。

c.向A、B烧杯中分别加入等量的池塘水,混合均匀后,取水样用显微镜进行检察,以后每隔3天,对原生动物的________进行观察并记录。d.分析数据。请回答下列问题:

(1)补充探究过程中的空缺部分。(2)加入干稻草并加水煮沸的目的是:

①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。(3)观测到的生物来源于

________________________________________________________________________。(4)其中加蒸馏水的烧杯,结果如图所示:

①从图中可以看出,开始时培养液中有机物较多时,种群中________、________占优势,然后随有机物减少而减少,最后,培养液中所有的动物种群终将灭亡。②从演替方向来说,这种演替群落结构是________________。答案(1)b:适量的SO2溶液 等量的蒸馏水 c:相对密度(2)①灭菌 ②提供有机物(3)空气和加入的池塘水(4)①滴虫 肾形虫 ②由复杂到简单

篇5:高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

生物的每一组织水平都有其特定的结构,并与其功能相联系,生物群落也是如此。群落结构是群落中相互作用的种群在协同进化中形成的,其中生态适应和自然选择起了主要作用,因此,群落外貌及其结构特征包涵了重要的生态学内容。前一节介绍的种类组成也是群落结构的重要特征,这一节着重介绍群落的空间结构(或物理结构)及其生态内涵。

一、群落的结构要素(一)生活型

生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式。同一生活型的物种,不但体态相似,而且其适应特点也是相似的。植物生活型的研究工作较多,最著名的是丹麦生态学家C.Raun-kiaer生活型系统,他选择休眠芽在不良季节的着生位置做为划分生活型的标准。因为这一标准既反映了植物对环境(主要是气候)的适应特点,又简单明确,所以该系统被广为应用。根据这一标准,C·Raunkiaer把陆生植物划分为5类生活型。

(1)高位芽植物(phanerophytes):休眠芽位于距地面25 cm以上,又依高度分为4个亚类,即大高位芽植物(高度>30m),中高位芽植物(8~30 m),小高位芽植物(2—8m)与矮高位芽植物(25 cm一2m)。

(2)地上芽植物(chamaephytes):更新芽位于土壤表面之上,25 cm之下,多半为灌木、半灌木或草本植物。

(3)地面芽植物(hemicryptophytes):又称浅地下芽植物或半隐芽植物,更新芽位于近地面土层内,冬季地上部分全枯死,即为多年生草本植物。

(4)隐芽植物(cryptophytes):又称地下芽植物,更新芽位于较深土层中或水中,多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。(5)一年生植物(Therophytes):以种子越冬。

上述Raunkiaer生活型被认为是植物在其进化过程中对气候条件适应的结果。因此,它们可做为某地区生物气候的标志。

Raunkiaer从全球植物中任意选择1 000种种子植物,分别计算其上述5类生活型的百分比,其结果为高位芽植物(Ph.):46%;地上芽植物(Ch.):9%;地面芽植物(H.):26%;隐芽植物(Cr.):6%;一年生植物(Th.):13%。上述比例被称为生恬型谱。C.Raunkiaer将不同地区植物区系的生活型谱进行比较,归纳得出4种植物气候(phytoclimate):①潮湿地带的高位芽植物气候;②中纬度的地面芽植物气候(包括温带针叶林、落叶林与某些草原);③热带和亚热带沙漠一年生植物气候(包括地中海气候);④寒带和高山的地上芽植物气候。

用心

爱心

专心 1 C.Raunkiaer将地图上同一生活型谐的地点联合成线,称为等生活型线。他又把高山地区不同海拔高度加以比较,发现随高度增加,地上芽植物的比重增加。

我国自然环境复杂多样,在不同气候区域的主要群落类型中生活型组成各有其特点。在天然存在的状况下,每一类植物群落都是由几种生活型的植物组成但其中有一类生活型占优势。一般凡高位芽植物占优势的.反映了群落所在地生长季节中温热多湿的特征;地面芽植物占优势的群落反映了该地具有较长的严寒季节。地下芽植物占优势的,环境比较冷、湿;一年生植物最丰富的,气候干旱。例如,表中的暖温带落叶阔叶林,高位芽植物占优势,地面芽植物次之,就反映了该群落所在地的气候夏季炎热多雨,但有一个较长的严寒季节。至于寒温带暗针叶林,地面芽植物占优势,地下芽植物次之,高位芽植物又次之,反映了当地有一个较短的夏季,但冬季漫长,严寒而潮湿。

(二)叶片大小、性质及叶面积指数 1.叶片大小及性质

叶片是进行光合作用的重要器官,它的大小、形状和性质直接影响群落的结构与功能。

例如,针叶、阔叶,常绿、落叶等是决定群落外貌的重要特征。叶片的大小与水分平衡密切相关。有人据此建立了叶子大小与水分条件关系的模型,以预测最佳叶子大小。大叶比小叶更能阻碍空气的对流和热的散失,所以在太阳光照射的条件下,大叶比小叶的叶温高、蒸腾量大。相反,在荫蔽的条件下,大叶的叶温降低也较快,叶温影响光合速率,所以叶子大小与光合收益的效果有密切联系。蒸腾量大小要以植物的根从土壤吸收水分的多少为代价。最佳叶子大小就是根据经济学上收益—成本分析方法,以平衡蒸腾失水的植物根吸水量作为成本,以光合收益高低作为收益,从这两个参量随叶子增大而变化的相互关系中,求得收益与成本相差最大时的叶子大小。蒸腾耗水随叶子增大而上升,而光合收益随叶子增大而上升的曲线有一高峰值,超过此限,光合收益反而减低(这是受气体交换所限制的)。

通过这种收益—成本分析,预测在各种光照和土壤水分条件下的最佳叶子大小。荒漠和热带旱生林的植物叶子都较少,这与模型预测在较高辐射和较低水分的最佳叶子相符合。图中被虚线分隔的斜带可代表雨林的林冠(右上)到地被(左下)的光照和水分条件,根据热带雨林调查结果,叶子大小由林冠向下有增大,然后再变小的倾向,与模型预测也相符。古植物学家还根据叶子大小对地质时期的气候进行预测,所采用的叶长与降水和温度关系的数据,由此可见,根据气候条件,主要是温度、降水和辐射,对植物生长型、陆地植物群落类型的预测是有根据的。2.叶面积指数

叶面积指数是群落结构的一个重要指标,并与群落的功能有直接关系,一般定义为: LAI=总叶面积(单面计算)/ 单位土地面积

用心

爱心

专心

(三)层片

层片作为群落的结构单元,是在群落产生和发展过程中逐步形成的。前苏联著名植物群落学家D.H.Cykaqeb(i957)指出:“层片具有一定的种类组成,这些种具有一定的生态生物学一致性,而且特别重要的是它具有一定的小环境,这种小环境构成植物群落环境的一部分”。层片与德国学者提出的生态种组有相似之处,但层片强调的是群落结构组分,而生态种组则强调其生态性质的指示作用。一般讲,层片具有下述特征:

①属干同二层片的植物是同一个生活型类别。但同一生活型的植物种只有其个体数量相当多,而且相互之间存在着一定的联系时才能组成层片。

②每一个层片在群落中都具有一定的小环境,不同层片小环境相互作用的结果构成了群落环境。

③每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间,而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。

层片是群落的三维生态结构,它与层有相同之处,但又有质的区别。例如,森林群落的乔木层,在北方可能属一个层片,但热带森林中可能属于若干不同层片。一般层片比层的范围要窄,因为一个层的类型可由若干生活型的植物所组成。例如,常绿夏绿阔叶混交林及针阔混交林中的乔木层都含有两种生活型。再如草原群落中,羊草、大针茅和防风属于同一层 次,但羊草是根茎禾草层片,大针茅是丛生禾草层片,而防风则是轴根杂类草层片。

(四)同资源种团

群落中以同一方式利用共同资源的物种集团被称为同资源种团,它们在群落中占有同一功能地位,是等价种。如果一个种由于某种原因从群落中消失,其他种就可能取而代之,因而可利用它们进行竞争和群落结构的实验研究。另一方面,同资源种团作为群落的亚结构单位,比只从形态或营养级划分更为深入,所以一些学者认为同资源种团的研究是群落生态学研究的一个很有希望的研究方向。

(五)生态位

C.Elton(1927)把生态位定义为种在群落中的机能作用和地位。后来,许多人认为生态位可与资源利用谱等同(May,1976)。根据G.P.Gause(1934)等人的实验,生态位相同的种不能共存,因之有人提出每个生态位一个种的概念,上边谈到的同资源种团,实际上它们的资源利用谱也不可能完全一致。生态位与群落结构有密切的联系,群落结构越复杂,生态位多样性越高。

用心

爱心

篇6:高中生物必修三第五章第一节教案

第五章 生态系统及其稳定性

第一节 生态系统的结构

一 教材分析

本节内容在全书及章节的地位:本节是高中生物必修三第5章《生态系统的稳定性》第一节。在教材中具有承上启下的作用。一方面,加深对种群、群落内容的理解,另一方面是生态系统的能量流动、物质循环、信息传递、生态系统的稳定性内容的基础。而通过本节的学习对培养学生系统分析的方法,建构模型的学习方法有积极意义,是高中生物教学的重要内容之一。二 教学目标

根据上述教材与内容分析,考虑到学生已有的认知结构、心理特征,确定如下教学目标:

1、知识方面

(1)举例说明什么是生态系统(2)讨论某一生态系统的结构(3)尝试建构生态系统的结构模型

2、能力方面

培养学生观察、阅读、分析、归纳、推理、综合、语言表达能力

3、情感目标

认同生态系统是一个统一的整体,为树立人与自然和谐发展的观念,形成生态意识和环境保护意志奠定基础。三

教学重点、难点

本节的教学重点是师生、生生讨论某一生态系统的结构。难点是从物质和能量的角度说明生态系统是一个整体。因此,课堂教学的关键是通过一系列问题的讨论,让学生寻找生物与生物、生物与无机环境之间的联系,在讨论中体验物质与能量这一纽带的存在,从而认同生态系统是一个无机环境与生物群落相互作用的统一整体。

四、教法

“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。结合本节内容,教师通过图、文、科学事件等创设教学情境,联系学生生活实际,通过形式多样的活动,引导学生思维,在思考中形成生态系统概念,构建生态系统结构。

五、学法

高中课程改革的具体目标之一是“ 倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力,获取新知识的能力、分析和解决问题能力及交流与合作的能力”。以建构主义理论为指导,结合高中生物课程的基本理念,注重与现实生活联系,运用多媒体课件,着力引导创新学生学习方法。

六、课时设计

2课时

七、教学程序

第一课时

一、生态系统的概念和类型

1、生态系统的概念:生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

二、生态系统的结构:

1、组成成分

(1)非生物的物质和能量(无机环境)

-①无机物质:CO2、O2、N2、NH3、H2O、NO3 等各种无机盐 ②有机物质:糖类、蛋白质等

③其他:阳光、热能、压力、pH、土壤等

(2)生产者:主要是指绿色植物及化能合成作用的硝化细菌等。①绿色植物

②蓝藻、光合细菌(一种能进行光合作用而不产氧的特殊生理类群原核生物的总称,如红螺菌、紫硫细菌、绿硫细菌、紫色非硫细菌等)

③化能合成细菌:硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌等

(3)消费者:包括各种动物。它们的生存都直接或间接地依赖于绿色植物制造出来的有机物,所以把它们叫做消费者。消费者属于异养生物。(从活体中获取营养的、营寄生生活的)

①大部分动物(但不是所有的动物)②非绿色植物(菟丝子等)、食虫植物——猪笼草、茅膏菜、捕蝇草

③某些微生物(根瘤菌、炭疽杆菌、结核杆菌、酿脓链球菌、肺炎双球菌、虫草属真菌等)、寄生生物(蛔虫、线虫、猪肉绦虫、大肠杆菌等)、病毒(SARS病毒、禽流感病毒、噬菌体等)。

消费者的作用:加快生态系统的物质循环、对于植物的传粉和种子的传播等有着重要作用。

(4)分解者:将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物,主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物。(营腐生生活的生物。分解者不一定都属于微生物,微生物也不一定都属于分解者)

①大部分微生物(圆褐固氮菌、反硝化细菌、乳酸菌等细菌,酵母菌、霉菌、蘑菇、木耳、灵芝等真菌、放线菌);

②一些动物(蚯蚓、蜣螂、白蚁、甲虫、皮蠹、粪金龟子等)。

(5)生态系统中各成分的地位和作用:非生物的物质和能量为生物成分提供物质和能量,生产者是属于自养生物,能制造有机物,为生态系统提供物质和能量来源,在生态系统中有着举足轻重、不可替代的作用,是生态系统中的主要成分。消费者有利于生产者的传粉和种子的传播,保证能量流动和物质循环的通畅进行。分解者的作用是把动植物的遗体残骸分解成无机物,归还无机环境,保证物质循环的通畅进行,也是生态系统的重要成分。(6)生态系统中各成分的关系

生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”;生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网,是能量流动和物质循环的渠道。它们的关系如下图:

第二课时

2、营养结构

(1)食物链:在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。表示:草→兔→狐(注意:①箭头方向,②第一环节一定是生产者)

(2)捕食链中生态系统的成分、营养级的划分

同一种生物在同一食物链中只能有一个营养等级和一个消费者等级,且二者仅相差一个等级。

特别注意:

①食物链(捕食链)由生产者和各级消费者组成,食物链一般不会超过五个营养级,分解者不能参与食物链。

②食物链中的营养级是从食物链的起点(生产者)数起的,即生产者永远是第一营养级,消费者是从第二营养级(即植食性动物)开始的。

③在食物网中计算食物链的条数,一定是从生产者开始一直到具有食物关系的最高营养级为止,中间不能断开。

(4)食物网:一个生态系统中可能有多条食物链,各个食物链并不是彼此分离的,许多食物链彼此交错连结的复杂营养关系,叫做食物网。(如图)

(5)生物之间的关系:食物链中的不同种生物之间一般有捕食关系;而食物网中的不同种生物之间除了捕食关系外,还有竞争关系。

(6)某种生物数量的减少对其他生物的影响

①在某食物链中,若处于第一营养级的生物减少,则该食物链中的其他生物都将减少。②若一条食物链中天敌减少,造成被捕食者的种群数量先增加后减少,最后趋向稳定。〖例题〗如下图所示的食物网中,由于某种原因蚱蜢大量减少,蜘蛛数量将发生什么变化?()

A.增加

少 B.减少

C.基本不变

D.可能增加也可能减【解析】A 本题考查食物网中各种食物链之间的关系。在该食物网中,由于蚱蜢大量减少,必然导致晰蜴和蛇的食源短缺,从而影响其数量使之减少。鹰作为该食物网中的最高级消费者,由于失去了原先占有的一个营养来源,于是鹰将增加对兔和相思鸟的捕食,这样导致蜘蛛的天敌(相思鸟)数量减少,进而使蜘蛛的数量增加。〖例题〗下图表示南极洲生态系统,该系统的大鱼因过度捕捞而急剧减少,那磷虾的数量将会发生什么变化?

【解析】当大鱼数量急剧减少,中间这条食物链不能为虎鲸提供大量的食物来源,虎鲸就会加剧对两侧食物链的捕食。对左侧食物链来说,虎鲸较多地捕食须鲸,使须鲸数量减少,从而使磷虾的数量增加。

(7)食物链的计数

在生态系统中,食物链不是单一存在的。由于动物的食物来源多种多样,食物链常交织成网。在计数食物链的时候,要注意食物链的起止:起于生产者,沿着箭头数,直到最后一个营养级,中间不能中断。在食物链中,第一营养级必定是生产者,草食动物必定在第二营养级,是初级消费者。在一条食物链中,营养级一般不超过五个,原因是生产者的能量流到第五营养级时,已经不足以维持一个营养级的生命活动。

〖例题〗下图是一个陆地生态食物网的结构模式图,下列叙述不正确的是()

A.在该食物网中,共有5条食物链存在B.在该食物网中,H处于3个不同的营养级

C. 若B种群各年龄期的个体数量比例适中,则该种群的密度在一段时间内会明显变大

D.在该食物网中,如果C种群的数量下降10%,则H种群的数量不会发生明显变化

【解析】C 根据数食物链的原则,可知有如下食物链:①A→B→H,②A→C→D→H,③A→C→F→G→H,④A→E→F→G→H,⑤A→E→D→H。H在这五条食物链中,分别处在第三、四、五、五、四营养级,因此它处于3个不同的营养级。B种群各年龄期的个体数量比例适中,属于稳定型种群,种群密度相对稳定。由于C与B、E存在竞争关系,C数量下降,A的能量更多地流向B、E,并经过食物链传递给H,因此H的能量供给不会受到影响。

八、作业布置:《三维设计》P101-104

篇7:高中生物必修三4.3群落的结构教案第一课时

教学目标

1.知识与能力 概述植物生长素的发现过程。2.方法与过程

(1)体验发现生长素的过程和方法。

(2)评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性。

3.情感态度与价值观 培养缜密的思维逻辑,树立严谨的科学态度。教法导引

1.巧妙设疑,层层探究。

2.指导预习,领略生长素发现过程中科学家创造性的思维方式和严谨的科学方法。3.重放或整理“生长素发现过程”,再次感受众多科学家的贡献。

建议教师借助教材中的总结:“人类的许多科学发现,就是像这样经过一代又一代人的探索,才一步一步地接近事实的真相。每一位科学家所取得的进展可能只是一小步,众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。”让学生整理,理出课文内容是如何体现这个总结所表达的含义的,也可以进一步查找资料,作补充说明。

学法建议

1.通过学习尝试简述植物生长素的发现过程。2.大量作题总结生长素的产生、运输和分布。3.作实验时要怀着科学实验设计的严谨性分析的态度。名师课堂

(一)名师说课

植物向光性生长的光是短波光,植物胚芽鞘中接受这种光刺激的受体是与β-胡萝卜素和核黄素类似的物质。受体接受到单侧光刺激后,会引起一系列反应,使胚芽鞘不同部位产生电势差:向光一侧带负电荷,背光一侧带正电荷。弱酸性的IAA阴离子带负电荷,因而会向背光一侧移动,使背光一侧生长素含量升高。

(二)精品教案

引入:以“问题探讨”引入,学生思考回答。老师提示: 1.弯向窗外生长。

2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。这样,可以使植株获得更多阳光,从而可以通过光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。

3.植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。

教师讲述:以上都与生物体本身所具有的调节功能有密切的联系,而不同种的生物调节方式不同,植物是通过激素调节,动物则是通过神经调节和体液调节。教师:“生长素是什么?科学家是怎样发现生长素的?” 讲解

一、生长素的发现过程

教师:给出达尔文向光性实验示意图。

1880年,达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响。实验一:胚芽鞘受到单侧光照射时,弯向光源生长。实验二:切去胚芽鞘的尖端,胚芽鞘既不生长,也不弯曲。实验三:用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端,胚芽鞘直立生长。

实验四:用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段,单侧光只照射胚芽鞘尖端,胚芽鞘仍然弯向光源生长。

达尔文根据实验提示,单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因此出现向光性弯曲。

这种“刺激”究竟是什么呢?在达尔文之后,先后有许多科学家通过进一步的实验继续探索。

1910年,詹森的实验证明,胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。1914年,拜尔的实验证明,胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的

这些实验初步证明尖端产生的刺激可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。

教师:“学生们继续思考胚芽鞘尖端真的会产生某种物质吗?这种物质怎么会影响下面部分的生长呢?

1928年,荷兰科学家温特,把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时后,移去胚芽鞘尖端,并将这块琼脂切成小块,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧,结果胚芽鞘向放琼脂的对侧弯曲生长。

教师:“现在能说明达尔文的推想是正确的吗?”

学生分析,并说明理由。有的学生说是正确的;有的说是不能说明,因为不能排除琼脂块的影响。

教师总结:不能。因为没有排除琼脂本身对去尖胚芽鞘的影响。介绍实验的设计原则: 1.单一的变量 2.要有对照组

讲述 由此说明,胚芽鞘尖端确实会产生某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并能促使胚芽鞘下面某些部分的生长。这种物质是什么呢?学生阅读教材,得出1934年,荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了这种物质,经鉴定这种物质是吲哚乙酸。吲哚乙酸具有促进植物生长的功能,因此给它取名为生长素。后来科学家又陆续发现了其他植物激素包括赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。

植物激素:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,称作植物激素。

师生共同回顾生长素的发现过程:

设计实验 提出假说 实验验证 得出结论(指出:这是真理发现的模式之一)讲述

三、生长素的产生、运输和分布。产生部位:叶原基、嫩叶和发育中的种子

运输方向:从植物形态的上端向下运输,不能反向。分布情况:生长旺盛部位。技能训练 生阅读思考回答。老师提示:

1.不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。

2.结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。3.应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验,以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。

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