第一节 生物群落的基本单位——种群 教学设计 教案

教学准备 1.   教学目标 1．知识目标： ⑴明确种群的概念。 ⑵列举说明种群的特征和影响种群数量变动的因素。 ⑶联系实例说明估算种群密度的常用方法；说明建构种群增长模型的方法。 ⑷通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。 ⑸注人类活动对种群数量变化的影响。 2．能力目标： ⑴能尝试用样方法调查周边地区双子叶植物的种群密度，并能据所得数据进行准确计算，作出合理的分析和判断，提高探究、收集信息、分析和解决问题的能力。 ⑵尝试进行自主学习和合作学 习。 3．情感、态度和价值观目标： ⑴体验、领悟科学研究的方法，培养不断创新精神。 ⑵学生通过联系生活生产实际，能了解本节课的实践价值，并进一步关心生活生产，关心我国的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 生育政策。 2.   教学重点/难点 重点：⑴种群的特征。 ⑵调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法。 ⑶种群数量增长的规律。 ⑷制约种群数量变动的因素。 ⑸尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。 难点：⑴种群的特征。 ⑵调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法。 ⑶种群数量增长的规律。 ⑷制约种群数量变动的因素。 ⑸建构种群增长的数学模型。 3.   教学用具 多媒体 4.   标签 苏教版,生物 教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 回顾：生命系统的结构层次 细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落+无机环境→生态系统→生物圈 教师：种群与自然界、生物个体、基因库之间存在着直接或间接的关系，那么种群与物种之间是什么关系？ 学生：种群是物种存在的基本单位。 教师：达尔文曾计算了一对繁殖速度极慢的大象，在生活条件充足，没有其他生物危害的情况下，仅在750年后，就可以繁殖成1.9X107头大象的巨大种群。 细菌以二分裂方式繁殖,如果在适宜的条件下,20分钟就可以繁殖一代,如果这样计算,一昼夜可以产生272(约4.7 X 1021)个个体,重达4722吨。但实际却很难发生这样爆发性增长的情况，你知道这是什么原因吗？ （三）合作探究、精讲点拨。   探究一  种群密度的变化判断 〖问1〗生活在一片草地上的全部的草是一个种群吗？ 【讲述】不是。种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和，生活在一片草地上的草并非是同一个物种。如果改为全部的眼镜蛇草，就是一个种群了。 〖问2〗那么与上述草地上的全部眼镜蛇草数量相关的特征有哪些？（与种群的数量相关的特征有哪些？）各特征之间的关系又是如何的？ 【讲述】（1）在种群的三个特征中，种群密度是基本特征。种群密度越高，一定范围内个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。 （2）出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率高、迁入数量多时，种群数量增加；反之，则减少。 （3）年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量的，年龄组成是预测种群密度（数量）未来变化趋势的重要依据。它们之间的关系如下图所示： 〖问3〗年龄结构通常以不同宽度的横柱从上到下配置而成的年龄锥体图来表示，按锥体形状的特点，年龄锥体可划分为哪三种类型？分别有哪些特点？ 【讲述】年龄锥体类型可分为：增长型、稳定型、衰退型。增长型：种群中繁殖前期个体多，繁殖后期个体很少，这样的种群正处于发展时期，种群的密度越来越大；稳定型：种群中各年龄组中的个体比例适中，这样的种群处于稳定时期，种群密度在一定时间内会保持稳定；衰退型：种群中繁殖前期的个体较少，而繁殖后期的个体较多，这样的种群正处于衰退的时期，种群密度会越来越小。 〖问4〗影响种群密度的因素有哪些？ 【讲述】⑴物种的个体大小——个体大的物种密度低。                  ⑵生存资源的供给能力——生存资源丰富的地方种群密度高。 ⑶周期性变化——环境条件的周期性变化引起种群密度周期性变化。如候鸟飞来时密度较高，飞走后密度为零。蚊子密度夏天高，冬天低…… ⑷外来干扰——如农田中洒农药后害虫因大量死亡而密度很快下降…… ⑸天敌数量的变化——如猫增多导致鼠密度下降；青蛙增多导致害虫减少…… ⑹偶然因素——如流行病、水灾、旱灾…… 点睛：种群特征之间的关系 (1)在种群的数量特征中，种群密度是最基本的数量特征。种群密度越高，一定范围内个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。 (2)出生率、死亡率及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率高、迁入数量多时，种群数量增加；反之，则减少。 (3)年龄组成和性别比例(性比率)则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的，年龄组成是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。 ①首先依据年龄组成。 探究二：种群密度的测定方法 〖问5〗实际研究中，不可能在该草地上逐一数眼镜蛇的个体总数，那么我们如何测定该眼镜蛇的种群密度呢？ 【讲述】种群密度的取样调查法。 （1）概念：在一般情况下，总数量调查比较困难，研究者只计数种群的一小部分，用以估计种群整体的数量。 （2）常用方法 ①样方法：在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群整体。样方形状可以有方的、长方形的、条带的、圆形的，但样方必须具有良好的代表性，这可以通过随机取样法来保证。常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。 ②对于动物的种群密度的调查一般采用标志重捕法，具体过程如下： 〖问6〗样方法的适用范围及计数时应注意的问题是什么？ 【讲述】(1)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。 (2)样方法计数时应遵循的原则。同种植物无论大小都应计数，若有正好在边界线上的个体，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。 〖问7〗为什么要强调随机取样？ 【讲述】为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情况。 〖问8〗样方的多少会影响调查结果吗？ 【讲述】样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。 〖问9〗比较各小组对同一种群的种群密度的调查结果，就发现的问题进行讨论。 【讲述】不同小组对同一种群的种群密度调查结果可能是不一样的。种群密度的调查结果应当允许在一定范围内波动，例如5%以内。如果超出了此范围，在其他条件相同的情况下，造成不一样的原因应当首先归结为采取不同的样方法所致。所以，要针对实际情况，讨论取样方法是否存在问题。 探究三：种群数量增长的数学模型 〖问10〗建构数学模型的方法 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 主要有哪4步？ 【讲述】观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正。 〖问11〗“J”型曲线能一直持续下去吗？如何验证这个观点？ 【讲述】不会。原因是资源和空间是有限的；种群密度大，种内斗争，出等于死。即存在环境阻力。 生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。　 〖问12〗“J”型曲线表明生物具有什么特性？ 【讲述】“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。 〖问13〗同一种群的K值是固定不变的吗？为什么？ 【讲述】不是，因为种群周围的环境是在不断变化的。 〖问14〗如何理解种群增长的两种曲线？ 【讲述】见下表。 〖问15〗生物数量的增长曲线呈现“J”型，那么出现“J”型曲线需要什么条件？又有什么规律？ 【讲述】生物生活在食物或养料充足、空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的条件之下，生物数量的增长曲线就呈现“J”型，因为生活中没有这样的条件，所以只有在理想的条件之下才会出现“J”型曲线。在理想条件下，如果某种生物的寿命只有一年，每年只生殖一次，起始数量为N0，年增长率为λ，t年后该种群的数量为Nt=N0λt，坐标图呈现“J”型曲线。 〖问16〗种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线，达到一定程度就呈“S”型。那么“S”型曲线具有哪些特点呢？ 【讲述】由于受环境条件限制，种群不可能按照“J”型曲线无限增长，种群达到环境条件允许的最大值（K）后，数量就会停止增长，呈现“S”型曲线。“S”型曲线具有以下特点：开始时经过一个适应环境的停滞期后，即进入指数增长时期，种群密度增加，然后增长速度变慢，最后增量和减量相等，种群不再增长而达到最高密度的稳定期，这时种群的数量达到一个最大值。 〖问17〗培养液中的酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ 【讲述】在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”型增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。 课堂小结 整节课教学效果较好，教学目的达成，尤其是讲述样方法时，结合调查学校蒲公英的种群密度来学习，较有新意，但如有时间还可以再深入地讲解如何取样。从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律，这是学习本节的要旨。把握学习方法要旨数学模型在生物学中也越来越表现出强大的生命力，它通过建立可以表述生命系统发展状况等的数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。 课后习题 3.经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率α＝1.3且保持不变，则第三年该种群数量为                                                                                 (  ) A.1.3N0         B.1.69N0                      C.2.3N0                      D.5.29N0 4.在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是(  ) A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线 B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线 C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系