高中生物教案：群落的結構
高中生物教案：群落的結構
知識目標：
掌握生物群落的概念及例項；理解生物群落的組成和結構。
能力目標：
培養分析歸納問題的能力。憑藉概念對具體的生物學現象作出判斷和推理，訓練學生應用知識、解決問題的能力。
情感價值目標：
透過對群落動態規律的研究，懂得合理開發利用生物資源、保護生態平衡的重要意義，從而進一步樹立環保意識。
知識總結
本節知識點較少，在高考中所佔的比例較小，但卻是高考經常考的考查點。本節的基礎知識的考查主要包括群落的概念,種群與群落的區別,群落的基本特徵,特別是優勢種生活型等新提出的概念,群落的垂直結構、水平結構，生態位等。並且要注意結合現實問題進行分析回答問題，如人口控制、生態保護等熱點問題。本節考題主要以選擇題的形式出現，特別是結合能力型識圖作答題在近幾年的高考題中時常出現。複習重點把握生物群落的內涵和外延，要明確生物群落應包括一定自然區域內的生產者、消費者和分解者的綜合，三者缺一不可，複習中還要透過具體分析某一特定區域的空間配置來獲得群落的水平結構和垂直結構的感性認識，以加強對教材內容的全面理解和掌握。
合作與討論
1.如何正確理解個體、種群、物種和群落的關係？
我的思路：一個細菌，一個植物，一個動物等指的是一個生物個體，生物在個體水平上具有一系列特徵，如具有一定的形態特徵、生理特性，能夠進行新陳代謝，實現自我更新，在新陳代謝的基礎上，表現出生長、發育、衰老、死亡等等。
種群是生活在同一地點的同種生物的一群個體，種群中的個體並不是機械地集合在一起的，而是彼此可以交配，並透過繁殖將各自的基因傳遞給後代。因此，種群是繁殖的基本單位。生物在代代相傳的過程中由於存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷地變化，因此，種群又是生物進化的基本單位。
物種是指分佈在一定的自然區域，具有一定的形態結構和生理功能，而且在自然狀態下，能夠相互交配和繁殖，並能夠產生出可育後代的一群生物個體。不同物種之間一般是不能交配的，即使交配成功，也不能產生出可育後代。
群落是指在一定時間內，生活在一定區域內的各個生物種群相互聯絡、相互影響而形成的有規律的集合體，稱為生物群落，簡稱群落。它包含了生態系統內的所有生命成分。如生活在同一池塘中的所有動物、植物及微生物共同構成了池塘生物群落。
由個體到種群，不只是量的積累，而且是質的飛躍，具有個體所不具備的一系列特徵，如種群密度、出生率、性別比例、年齡組成等。
同一物種因時間、空間的不同，可包含若干個種群，種群是物種存在的基本單位。如西湖的鯉魚與洞庭湖的鯉魚屬於同一物種，但兩者不是同一種群，由於地理的隔離，在自然情況下，沒有交配的機會，因此，自然狀態下，同一種群內的個體才具有傳粉、交配和繁殖的機會，種群是繁殖的基本單位。
群落以種群為單位，是各個種群的集合體，在一個群落中不論其大小均生活著許多種群，這些種群間相互依存、相互制約，既有種內關係，又有種間關係，依靠這種關係使生物在長期自然選擇與進化中形成了穩定的、彼此適應的有機整體，從而把各種群連線為複雜的生命之網，進而決定著群落與生態系統的穩定性。群落是生活於同一區域內所有種群的集合體，這些種群並非隨意的、偶然的堆砌在一起，而是有嚴格的、合理的空間配置，是物種在長期進化過程中逐漸形成的彼此相互適應的有機整體。只有具備合理的空間配置,才能長期共處與合作,或者達到有效牽制,從而使群落長期維持下去,也只有具備合理的空間配置,才能更合理、更有效的利用空間及資源,進而使生態系統內的各生物物種能彼此和平共處以維持生態系統的穩定性。
2.生物群落的空間結構指群落結構中最重要的部分，你如何理解生物群落的空間結構？
我的思路：生物群落的結構特徵包括垂直結構和水平結構，在群落內的各種生物之間存在著各種各樣的錯綜複雜的聯絡，有直接的，有間接的，群落內的各種生物透過複雜的中間關係有機的結合在一起，群落內部的每一種生物都處在一個對它來說最適合的位置上，這個位置稱為生態位，在這個生態位上，外界因素對它的影響最小。不同的生物佔有不同的生態位，這就構成了群落的空間結構特徵，這是長期自然選擇的結果。
在群落內部，各種生物處在不同的生態位上，在不同的生態位上擁有不同的生態資源，換句話講，處在不同生態位上的生物利用的生態資源是不同的，如森林中的喬木利用的是太陽的直射光（即強光），而林下的灌木和草本利用的是散射光（即弱光），這種群落結構特點提高了對光資源的利用率。所以，群落的空間結構特徵越是複雜，對資源的利用率就越高。
在群落中的各種生物之間存在著複雜的種間關係，有競爭、捕食、寄生、共生等。對競爭而言，兩種生物的生態需求越是一致，競爭就越是激烈。群落內部複雜的.空間結構，使得不同的生物都能找到最適宜於它生存的生態位，生態需求較為一致的生物之間生態位也較為接近，但在群落複雜的空間結構中一般不會完全重疊，這樣就緩和了種間競爭。在群落內部的各種生物共同維護著群落內部的生態環境，群落內部的生物種類越多，生態條件越優越，環境也越穩定，這是種間互助的具體表現。
維持群落內部結構特徵的主要非生物因素是陽光，溫度和水分是從屬於陽光的。以森林生態系統為例，從上到下依次是：喬木、灌木、草本、地被植物。這種結構是由陽光引起的。由於在不同的層次上植被型別的不同，棲息的動物也不同。
自主練習
1.什麼是種群？
2.研究種群的數量變化規律，應該從哪幾方面入手？
3.我們的研究能不能停留在種群水平上？為什麼？
答案：1.生活在同一地點的同種生物的一群個體。
2.（1）瞭解種群的特徵；
（2）掌握調查種群數量的方法；
（3）找到種群數量變化的規律；
（4）分析引起種群數量變化的因素（出生率、死亡率、年齡組成、性別比例等）。
3.不能。因為種群水平上的研究集中於種群的數量動態，而在自然界中，一個種群是不可能單獨存在的，它必然與其他的種群透過種間關係緊密聯絡，共同維護生態系統的穩定狀態。
群落的結構
一、教學目標
1.識別群落，說出群落水平上研究的問題。
2.描述群落的結構特徵。
3.嘗試進行土壤中小動物類群豐富度的研究。
二、教學重點和難點
1.教學重點
群落的結構特徵。
2.教學難點
從結構與功能相統一的角度描述群落的結構特徵。
三、課時安排
1
四、教學過程
〖引入以“問題探討”引入，學生思考回答老師提示。
〖提示1.本討論題關注池塘中的生物組成及其有序性，討論池塘中的種群組成（群落結構），具體有多少個種群並不重要。可以從肉食性魚、植食性魚、浮游動物、浮游植物、微生物等方面舉例。
2.本討論題關注池塘中生物之間的相互關係。池塘中的肉食性魚大量減少，一些小魚等小型水生動物因天敵減少，數量會大量增加，池塘中浮游動物、浮游植物以及其他一些水生植物數量會大量減少。隨時間推移，植食性魚類等生物也因食物來源減少而數量減少。
〖板書第三節群落的的結構
同一時間內聚集在一定區域中各種生物種群的集合，叫做群落。
〖問題以“本節聚焦”再次引起學生的思考。
〖板書一、種群水平上研究的問題
〖學生活動閱讀P71。
〖板書二、群落的物種組成
豐富度：群落中物種數目的多少稱為豐富度。
三、種間關係
〖學生活動閱讀P72倒數第一段到P73，完成資料分析的“討論”。
〖提示1.在合適的條件下，大草履蟲和雙小核草履蟲均能正常生長繁殖。由於這兩種草履蟲具有相似的生活習性（尤其是能以同一種桿菌為食），當它們被放在同一個容器中培養時，起初兩種草履蟲的數量較少，而食物（桿菌）數量較多，因此表現為兩種草履蟲的種群數量均增加。但是，隨著兩種草履蟲數量的增加，相互之間對食物的爭奪表現為大草履蟲處於劣勢，雙小核草履蟲處於優勢。隨著雙小核草履蟲數量的增加，爭奪食物的優勢越來越大，最終大草履蟲失去了食物來源而滅亡。兩種草履蟲沒有分泌殺死對方的物質，進一步證明了該實驗結果緣於兩種草履蟲爭奪資源，這就是競爭。
2.90多年的調查研究表明，猞猁和雪兔種群數量之間存在相關性。例如，從1845年到1855年間，猞猁數量的增加導致雪兔減少；而雪兔的減少，又會造成猞猁減少，之後雪兔又大量增加。從多年的調檢視，雪兔和猞猁相互制約，使它們的種群數量保持在一定範圍內波動。
3.雪兔是以植物為食，猞猁是以雪兔為食。猞猁的存在不僅制約雪兔的種群數量，使得植物→雪兔→猞猁之間保持相對穩定，而且由於植物資源比較穩定，進而使得另一些以植物為生的動物數量及其食物鏈相對穩定，因而整個群落可以處在相對穩定的狀態。
4.資料1中兩個種群之間是透過食物間接地發生作用（競爭）；資料2中兩個種群是透過捕食與被捕食直接地發生作用（捕食）。資料1相互作用的結果是一方處於優勢，另一方處於劣勢，最終滅亡。資料2相互作用的結果是兩個種群數量相對穩定。
〖板書種間的關係（不同種生物的關係）包括競爭、捕食、互利共生和寄生等
①互利共生：兩種生物生活在一起，相互依賴互相從對方獲利。如：豆科植物和根瘤；人和腸道細菌。
②寄生：一種生物生活在另一生物體表或體內，對一方有利而對另一方有害。如：植物和菟絲子；噬菌體和病毒；絛蟲和豬。
③競爭：兩種不同生物為爭奪資源和空間而鬥爭。如：牛和羊，田裡的水稻和雜草。
④捕食：（鬥爭中最激烈的）一種生物以另一種生物為食。如：羊吃草，狼吃鹿。
二、種群的空間結構
〖學生活動閱讀P74～P75。
1.垂直結構
2.水平結構
〖想象空間學生思考老師提示。
〖提示首先，要明白自然選擇的要意是什麼。其次，要明白森林群落經垂直分層後，其中的植物種群在資源和空間的分配上有什麼變化。由此想像出透過自然選擇，不同形態結構的森林植物在森林群落的空間分佈上呈現垂直分層現象
〖探究學生閱讀思考，師提示。
〖提示主要是取樣和採集方式要進行改進。根據調查水中小動物種類的不同，取樣裝置也不同，例如用網兜、瓶子等。取樣和採集時要考慮定點、定量等因素。定點就是要選取有代表性的地點取樣；定量就是每次取樣的數量（例如一瓶、一網等）要相同。
〖小結見黑體字（板書）。
典型例題
生活在一個生物群落中的兩個種群(a、b)的數量變化如圖 ，下列判斷正確的
A．a種群與b種群為捕食關係,a種群依賴於b種群
B．a種群與b種群為競爭關係,競爭程度由強到弱
C．a為S型增長,其增長受本身密度制約
D．b為J型增長,始終受到a種群的制約
解析 根據題意，種群a隨著時間的延續，種群數量在不斷增加，達到K值時趨於平衡，呈現出“S”型增長曲線。之所以不能無限增長，主要是種群數量的不斷增加，種內鬥爭加劇而致。種群b在前期不斷增長，尚未達到K值就銳減，既不是“S”型、也不是“J”型增長曲線。從曲線圖分析推出二者不是競爭關係，因為開始時二者的數量同步增長了一段時間，排除競爭可能性；也不是捕食關係，捕食者與被捕食者之間呈波動的關係，且不同步，相差一個時間段。從圖中看不出二者之間的關係。因此本題正確答案是C。