2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第1課時(shí)示范教案 新人教版.doc
《2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第1課時(shí)示范教案 新人教版.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第1課時(shí)示范教案 新人教版.doc(9頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第1課時(shí)示范教案 新人教版 自然界中的種群,數(shù)量不是固定不變的,而是會(huì)在外界各種環(huán)境因素的影響下發(fā)生各種變化。在“第2節(jié)種群數(shù)量的變化”中,通過實(shí)例來說明如何建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型。詳細(xì)討論了種群增長(zhǎng)的兩種方式,在理想環(huán)境中,種群增長(zhǎng)呈“J”型曲線;在環(huán)境資源有限的情況下,種群增長(zhǎng)呈“S”型曲線。種群增長(zhǎng)的兩種曲線各有產(chǎn)生的條件和特點(diǎn),還可以通過建構(gòu)的數(shù)學(xué)模型來解釋種群數(shù)量的增長(zhǎng),這是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。種群數(shù)量變化除了增長(zhǎng)以外,還存在波動(dòng)、下降等其他形式。最后文中分析了影響種群數(shù)量變化的各種因素,特別指出了人類對(duì)種群數(shù)量變化的重要影響。在教學(xué)過程中要注意進(jìn)行人文主義教育。 教學(xué)重點(diǎn) 嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。 教學(xué)難點(diǎn) 建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。 教具準(zhǔn)備 多媒體課件。 課時(shí)安排 2課時(shí)。 第1課時(shí),種群數(shù)量的變化. 第2課時(shí),培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化. 三維目標(biāo) 1.掌握建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。 2.通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。 3.用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。 4.關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)種群數(shù)量變化的影響。 5.通過分析問題→探究數(shù)學(xué)規(guī)律→解決實(shí)際問題→建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法,讓學(xué)生體驗(yàn)由具體到抽象的思維轉(zhuǎn)化過程。 6.通過和學(xué)生一起分析某種細(xì)菌的種群數(shù)量變化,讓學(xué)生學(xué)會(huì)建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。 7.通過列舉實(shí)際生活中的例子,和比較兩種增長(zhǎng)曲線各自產(chǎn)生的條件和特點(diǎn),使學(xué)生掌握“J”型增長(zhǎng)曲線和“S”型增長(zhǎng)曲線。 8.通過學(xué)生一起討論分析,理解影響種群增長(zhǎng)的因素和種群數(shù)量變化的意義。 9.通過研究種群數(shù)量變化,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到事物都是在不斷變化發(fā)展的,分析事物時(shí),要用動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)來分析。 10.引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,有利于培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象揭示本質(zhì)的洞察能力;同時(shí),通過科學(xué)與數(shù)學(xué)的整合,有利于培養(yǎng)學(xué)生簡(jiǎn)約、嚴(yán)密的思維品質(zhì)。 11.通過學(xué)生一起討論影響種群數(shù)量變化的因素,特別是人為因素的時(shí)候,要培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然的情感,能從一草一木開始保護(hù)環(huán)境。 教學(xué)過程 第1課時(shí) 導(dǎo)入新課 師 種群不同于個(gè)體具有哪些特征? 生 種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例。 師 研究出生率和死亡率、遷入率和遷出率有什么意義? 生 這些都是決定種群大小和種群密度的重要因素。 師 研究年齡組成和性別比例有什么意義? 生 年齡組成對(duì)于預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化趨勢(shì)具有重要意義,性別比例對(duì)種群密度也有一定的影響。 師 從中我們可以發(fā)現(xiàn),研究這些特征還主要是為研究種群數(shù)量(種群密度)服務(wù)的,我們知道種群數(shù)量不是恒定不變的,而是不斷變化著的,那種群數(shù)量的變化有沒有規(guī)律可循?這是我們這堂課所要研究的問題。 板 書: 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 推進(jìn)新課 師 在自然界中細(xì)菌無處不在,有些細(xì)菌的大量繁殖會(huì)導(dǎo)致疾病。假如現(xiàn)有一種細(xì)菌,我們?cè)跓o菌培養(yǎng)基上培養(yǎng),如果營(yíng)養(yǎng)及各方面條件都適宜的話,細(xì)菌就會(huì)在培養(yǎng)基上大量繁殖,數(shù)量越來越多。現(xiàn)在我們一起來看一下細(xì)菌分裂的錄像。 (播放細(xì)菌分裂的錄像) 師 這些細(xì)菌個(gè)體的總和能否稱為一個(gè)種群? 生 可以。因?yàn)檫@些細(xì)菌滿足生活在同一地方,都是同種個(gè)體的條件。 師 好,那我們就一起來分析一下培養(yǎng)基上的這個(gè)細(xì)菌種群的數(shù)量是怎樣變化的。先請(qǐng)同學(xué)回憶細(xì)菌的繁殖方式。 生 細(xì)菌是單細(xì)胞生物,主要以二分裂的方式進(jìn)行繁殖的。 師 如果一個(gè)細(xì)菌繁殖一代也就是分裂一次,能產(chǎn)生幾個(gè)后代? 生 兩個(gè)。 師 是的,那如果一個(gè)細(xì)菌繁殖兩代,三代,n代以后有多少細(xì)菌個(gè)體了呢? 生 4個(gè),8個(gè),我們可以把它表示成2n。 師 大家歸納得非常好。現(xiàn)在我們?cè)賮硖硇l件在里面,細(xì)菌繁殖是非常快的,假如繁殖一代需要20分鐘,一個(gè)細(xì)菌一小時(shí)以后可以變成多少個(gè)?72小時(shí)以后呢? 生 一小時(shí)繁殖三代可產(chǎn)生8個(gè),72小時(shí)可繁殖216代,可產(chǎn)生2216個(gè)。 師 這個(gè)數(shù)據(jù)非常大了。假如我一開始接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌為N0,那么繁殖了n代后細(xì)菌數(shù)量為多少?(用Nn來表示) 生 可以表示為Nn=N02n。 師 這個(gè)公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的什么規(guī)律? 生 細(xì)菌種群的增長(zhǎng)是呈指數(shù)增長(zhǎng)。 師 根據(jù)這個(gè)公式請(qǐng)學(xué)生算出25個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量,并填寫到課本第66頁(yè)的表格中,然后畫出細(xì)菌的種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線。注意表明橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義。 (學(xué)生上黑板填表格、作圖) 時(shí)間 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 細(xì)菌數(shù)量 50 100 200 400 800 1 600 3 200 6 400 12800 25600 圖4-2-1 師 這樣的曲線圖和它所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)公式相比有什么優(yōu)勢(shì)?同時(shí),有沒有局限性呢? 生 這樣的曲線圖能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。但是和數(shù)學(xué)公式相比沒有數(shù)學(xué)公式來得精確。 師 實(shí)質(zhì)上在這過程中,我們已經(jīng)用數(shù)學(xué)模型來分析細(xì)菌的數(shù)量變化了。下面,我們具體來介紹一下有關(guān)數(shù)學(xué)模型的知識(shí)。 課件展示: 數(shù)學(xué)模型 概念:數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。 數(shù)學(xué)模型并非是近年來才出現(xiàn)的新方法。在科學(xué)史上,牛頓等很多偉大的科學(xué)家都是建立和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的大師,他們將各個(gè)不同的科學(xué)領(lǐng)域同數(shù)學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,在不同的學(xué)科中取得了巨大的成就。如力學(xué)中的牛頓定律、電磁學(xué)中的麥克斯韋方程、化學(xué)中的門捷列夫周期表等,都是經(jīng)典的應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的光輝范例。在當(dāng)代,由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)用,數(shù)學(xué)模型在生態(tài)、地質(zhì)、航空等方面有了更加廣泛和深入的應(yīng)用。 師 在學(xué)過的生物學(xué)內(nèi)容中,有哪些生物學(xué)問題也是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表示呢? 生 在遺傳中所學(xué)的孟德爾遺傳規(guī)律也是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表示的。 師 那么如何來建立數(shù)學(xué)模型呢?有沒有一定的方法步驟呢? 課件展示: 建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟: 1.觀察研究對(duì)象,提出問題。 2.提出合理的假設(shè)。 3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)。 4.通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 師 我們剛剛研究的細(xì)菌數(shù)量變化過程可以和這些步驟一一對(duì)應(yīng)起來: 第一步:“細(xì)菌每20分鐘分裂一次”是通過大量觀察和實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律。這也是建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ),接著就要慢慢把生物學(xué)上的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)上的問題了。 第二步:提出合理的假設(shè)。這是數(shù)學(xué)模型成立的前提條件,假設(shè)不同,所建立的數(shù)學(xué)模型也不相同。在這兒,我們的假設(shè)應(yīng)該是什么呢? 生 提出的假設(shè):在資源和空間無限多的環(huán)境中,細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受到種群密度增加的影響。 師 有了假設(shè),有了觀察的結(jié)果,我們就要進(jìn)行重要的第三步:對(duì)我們所需要研究的問題用數(shù)學(xué)形式來表達(dá),也就是數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式。分裂N代后的細(xì)菌數(shù)量這個(gè)生物學(xué)上的問題可用數(shù)學(xué)公式Nn=N02n來表示。在這個(gè)公式中,每一個(gè)量,我們都應(yīng)該說出它的生物學(xué)意義。 生 N0表示原有的細(xì)菌個(gè)數(shù),N表示細(xì)菌數(shù)量,n代表第幾代,2表示細(xì)菌每一代都是原來的上一代數(shù)量的兩倍,因?yàn)榧?xì)菌是二分裂的。 師 最后第四步也是非常必要的。還必須通過觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量,對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。在理想狀態(tài)下細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型是比較簡(jiǎn)單的,而生物學(xué)中大量現(xiàn)象與規(guī)律是極為復(fù)雜的,存在著許多不確定因素和例外的現(xiàn)象,所以對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正,在科學(xué)研究中是必不可少的步驟。 板 書: 二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線 師 以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化,在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何?我們一起來看幾個(gè)實(shí)例。 課件展示: 實(shí)例一:1859年,一位英國(guó)人來到澳大利亞定居。他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是,一個(gè)世紀(jì)之后,這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭(zhēng)食牧草,啃嚙樹皮,造成植被破壞,導(dǎo)致水土流失。后來,人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。 實(shí)例二:在20世紀(jì)30年代曾將環(huán)頸雉引入美國(guó)華盛頓州海岸附近的一個(gè)島嶼,此后環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)如圖422所示。 圖4-2-2 20世紀(jì)30年代美國(guó)某島嶼環(huán)頸雉種群增長(zhǎng)圖 實(shí)例三:16世紀(jì)以來,世界人口表現(xiàn)為指數(shù)增長(zhǎng),所以一些學(xué)者稱為人口爆炸。 圖4-2-3 2 000年來世界人口增長(zhǎng)曲線 師 這三個(gè)自然界中的實(shí)例和在理想條件下細(xì)菌的數(shù)量變化有什么相似之處嗎? 生 種群數(shù)量都是增長(zhǎng)較快,而且所畫成的增長(zhǎng)曲線圖類似。 師 大家觀察一下這條曲線大致和哪一個(gè)字母形狀相似? 生 和字母“J”相似。 師 所以我們把這樣的增長(zhǎng)曲線稱為“J”型增長(zhǎng)曲線。前面,我們提到細(xì)菌呈指數(shù)增長(zhǎng)是有前提條件的,還記得是什么嗎? 生 資源和空間無限多,細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響。 師 可以說,細(xì)菌是在理想條件下呈指數(shù)增長(zhǎng)的。那么,這三個(gè)實(shí)例中,種群呈“J”型增長(zhǎng)的原因有哪些呢? 生 實(shí)例一和實(shí)例二中,野兔、環(huán)頸雉都是被帶到一個(gè)原來沒有該種生物的地方,所以,對(duì)于這些種群來說數(shù)量比較少,所以食物和空間都是充裕的。 師 再?gòu)倪@些生物的天敵來考慮一下呢? 生 這種野兔原來是澳大利亞所沒有的,所以在澳大利亞也沒有這些野兔的敵害。環(huán)頸雉到了美國(guó)的島嶼以后,情況也是一樣的。野兔、環(huán)頸雉就在一個(gè)非常理想的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖。 師 在這兩個(gè)實(shí)例中,野兔、環(huán)頸雉對(duì)那些原來沒有這些生物的地方來說是“外來物種”。大家也能從介紹中看到,一般外來物種的引入對(duì)于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境都會(huì)造成一種破壞。所以在引入外來物種的時(shí)候一定要慎重!看了實(shí)例三中2 000年來世界人口增長(zhǎng)曲線后,你有些什么想法呢? 生 世界人口呈“J”型增長(zhǎng),一方面體現(xiàn)了人們生活水平在不斷地提高,而且,醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施等方面也在不斷加強(qiáng),但是,另一方面如果人口繼續(xù)呈這一形勢(shì)增長(zhǎng)的話,地球總有一天會(huì)“承受”不了的,所以我們必須采取一定的措施來控制人口的增長(zhǎng)。 板 書: 三、“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 師 通過上述這些例子可以看出,自然界確實(shí)有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式,如果以時(shí)間為橫坐標(biāo),種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示,曲線大致呈“J”型。那么前面我們對(duì)細(xì)菌的增長(zhǎng)構(gòu)建了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,我們能不能推而廣之,對(duì)自然界的呈“J”型增長(zhǎng)的種群也來構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型呢?我們大家一起來試試好不好? 生 好。 師 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的第一步先要觀察研究的對(duì)象和提出相應(yīng)的問題。首先,對(duì)象是什么呢? 生 我們要研究的是自然界呈“J”型生長(zhǎng)的種群。 師 通過觀察研究這些對(duì)象能獲得什么信息? 生 這些種群每年都是按照一定的倍數(shù)增長(zhǎng)。 師 我們用一字母來表示一下這個(gè)倍數(shù),用λ來表示。接下來,第二步就是要進(jìn)行假設(shè)了。 (提示一下,我們?cè)谟?jì)算細(xì)菌種群數(shù)量變化時(shí)的假設(shè)是在資源和空間無限多的環(huán)境中,細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受到種群密度增加的影響) 生 假設(shè)這個(gè)自然界的種群也是理想環(huán)境,所以種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)。 師 大家能不能對(duì)這位同學(xué)涉及到的理想環(huán)境再具體一點(diǎn)呢? 生 就是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件。 師 假設(shè)好以后第三步我們就要用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式來表示t年后種群的數(shù)量了,哪位同學(xué)上黑板來表示一下呢? 生 (上黑板來書寫)Nt=N0λt 師 其他同學(xué)看一下,和你在下面寫的一樣嗎? 生 相同。 師 建構(gòu)的這個(gè)模型是正確的,我們還要請(qǐng)一位同學(xué)來描述一下模型中各參數(shù)的意義。 生 N0為該種群的起始數(shù)量,t為時(shí)間,Nt表示t年后該種群的數(shù)量,λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。 師 很好,從這個(gè)種群生長(zhǎng)模型也可以看出,影響第t年后種群的數(shù)量的因素主要取決于哪些? 生 主要取決于N0,種群的起始數(shù)量,還有λ。 師 這樣我們建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型是否就完成了呢? 生 還沒有。我們必須通過觀察、統(tǒng)計(jì)每一年種群的數(shù)量,對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 師 是的,真理應(yīng)該是經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)的。 板 書: 四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線 師 這樣的“J”型增長(zhǎng)在自然界中能一直維持下去嗎? 生 不能。 師 為什么呢? 生 自然界存在著很多限制種群數(shù)量增多的因素。比如食物的量是一定的,氣候也不一定是非常合適,還有天敵的存在等等。 師 所以盡管物種具有巨大的增長(zhǎng)潛力,在自然界中,種群卻不能無限制地增長(zhǎng)。因?yàn)?,隨著種群數(shù)量的增長(zhǎng),制約因素的作用也在增大,所以在自然界,種群總是在增長(zhǎng)到一定限度后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。種群數(shù)量不能呈現(xiàn)“J”型曲線增長(zhǎng)。下面我們也來看看科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)。 課件展示: 圖4-2-4 師 這是生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過的一個(gè)實(shí)驗(yàn):在0.5 mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲,然后每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),得到如圖424所示的結(jié)果。你能不能簡(jiǎn)單地描述一下大草履蟲的數(shù)量是如何在發(fā)生變化的? 生 從圖中可以看出,大草履蟲的數(shù)量在第二天和第三天增長(zhǎng)較快,第五天以后基本保持在375個(gè)左右。 師 像這樣,種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后,數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線,稱為“S”型曲線。那么高斯實(shí)驗(yàn)的條件與前面“問題探討”中的條件有何區(qū)別? 生 前面細(xì)菌的培養(yǎng)條件是完全理想的;高斯實(shí)驗(yàn)中沒有給大草履蟲提供理想條件。 師 了解了條件不一樣,能不能來解釋為什么大草履蟲第二天、第三天增長(zhǎng)較快,而第五天以后數(shù)量基本穩(wěn)定,呈“S”型增長(zhǎng)呢? 生 在0.5 mL培養(yǎng)液中,空間和營(yíng)養(yǎng)都是一定的。隨著大草履蟲的數(shù)量越來越多,有限的資源導(dǎo)致大草履蟲之間為了生存,斗爭(zhēng)越來越激烈,競(jìng)爭(zhēng)能力弱的個(gè)體就被淘汰掉了,所以數(shù)量就只能維持在一定的數(shù)值。 師 在高斯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,如果要進(jìn)一步搞清是空間的限制,還是食物的限制,該如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)呢? 生 可以進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。我準(zhǔn)備三組實(shí)驗(yàn)。把高斯所做的實(shí)驗(yàn)作為第一組。第二組其他條件和第一組相同,就改變一個(gè)條件:把用來培養(yǎng)大草履蟲的容器換成大號(hào)的。第三組也是只有一個(gè)條件和第一組不同:在培養(yǎng)過程中,不斷地為大草履蟲添加食物。 師 同學(xué)們能不能來預(yù)測(cè)一下可能的結(jié)果,并且根據(jù)相應(yīng)的結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論呢? 生 如果第二組大草履蟲的數(shù)量大增,而第三組的數(shù)量和第一組差不多,那么在高斯所做的實(shí)驗(yàn)中,限制大草履蟲數(shù)量的主要是空間;如果第三組大草履蟲的數(shù)量大增,而第二組的數(shù)量和第一組差不多,那么在高斯所做的實(shí)驗(yàn)中,限制大草履蟲數(shù)量的主要是食物。 師 這位同學(xué)的分析是正確的,但是還不夠完整,還可不可能出現(xiàn)其他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢? 生 還有可能第二組和第三組的草履蟲數(shù)量都增多,那么可以得出:空間和食物都會(huì)限制草履蟲數(shù)量的增長(zhǎng)。 師 很好。在自然界中,不論哪一種生物的種群,總是生活在一定的環(huán)境中。所以,自然界中,多數(shù)種群的增長(zhǎng)應(yīng)該呈“S”型增長(zhǎng),“S”型增長(zhǎng)的曲線圖和“J”型增長(zhǎng)的曲線圖區(qū)別在哪里? 生 “J”型增長(zhǎng)曲線中數(shù)量是無限上升的,而在“S”型增長(zhǎng)曲線中,數(shù)量有一個(gè)最大值;而且“J”型增長(zhǎng)曲線中增長(zhǎng)率一直在增大,而“S”型增長(zhǎng)曲線中增長(zhǎng)率是先增大后減小為零。 師 這位同學(xué)觀察得比較仔細(xì)。我們把在“S”型曲線中生物數(shù)量達(dá)到最大的數(shù)值稱為K值。具體我們來看一下K值的定義。 課件展示: K值:指在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量,又稱K值。 師 在高斯所做的實(shí)驗(yàn)中,該環(huán)境容納大草履蟲的數(shù)量為多少? 生 為375個(gè)。 師 不知大家有沒有注意,K值的概念中有個(gè)前提條件:“在環(huán)境條件不受破壞的情況下”,如何解釋?能不能舉例說明呢? 生 也就是說環(huán)境容納量或者說K值都是針對(duì)特定的環(huán)境而言的,如果環(huán)境破壞或改變,K值也會(huì)發(fā)生改變。例如,人類的家園——地球現(xiàn)在能夠容納一定數(shù)量的人口,但是由于人類對(duì)環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重,如果再不改善的話,在地球上能存活的人越來越少,還可能有一天人類會(huì)在地球上滅絕。就像恐龍的滅絕也很可能是由于生存環(huán)境發(fā)生了改變,使得K值就發(fā)生了改變。 師 是啊,所以我們每個(gè)人都有義務(wù)保護(hù)我們的生存環(huán)境,這也相當(dāng)于在保護(hù)我們自己。所以,大家想想一個(gè)種群的K值是固定不變的嗎? 生 不是的,它會(huì)隨著環(huán)境的改變而發(fā)生改變,而不是單單由種群自身的特征來決定的。 師 我們研究種群的K值有沒有現(xiàn)實(shí)意義呢?我們來看一個(gè)例子。 課件展示: 我們國(guó)家的國(guó)寶大熊貓由于棲息場(chǎng)所遭到破壞后,由于食物的減少和活動(dòng)范圍的縮小,其K值就會(huì)變小。這是大熊貓種群數(shù)量銳減的重要原因。因此,建立自然保護(hù)區(qū),給大熊貓更寬廣的生活空間,改善它們的棲息環(huán)境,從而提高環(huán)境容納量,是保護(hù)大熊貓的根本措施。 師 對(duì)大熊貓我們應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行保護(hù),但對(duì)人人見了都喊打的家鼠等有害動(dòng)物人們平時(shí)都采取了什么措施來減少它們的數(shù)量呢? 生 經(jīng)常是在老鼠常出沒的地方放置一些捕鼠器,或是老鼠藥來減少老鼠的數(shù)量。 師 這種方法是可以讓它們的數(shù)量暫時(shí)減少,但是只采取殺死老鼠這一方法,其實(shí)效果往往不好。為什么?大家可以分析一下“S”型增長(zhǎng)曲線上每一點(diǎn)的增長(zhǎng)速率,從中得到啟示。 生 我們將老鼠數(shù)量減少的時(shí)候,會(huì)使得老鼠的增長(zhǎng)速率更快。 師 是的。而且如果把老鼠數(shù)量減少到一半時(shí),會(huì)使存活的老鼠反而降到指數(shù)生長(zhǎng)期,因而老鼠將按指數(shù)增長(zhǎng),很快就恢復(fù)到原來數(shù)量。難道我們就沒有消滅家鼠的方法了嗎?如果從環(huán)境容納量的角度考慮呢? 生 可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量的方法。如將食物儲(chǔ)藏在安全處,斷絕或減少它們的食物來源;室內(nèi)采取硬化地面等措施,減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵,等等。 師 看來,有效的滅鼠方法是既殺死老鼠,又要通過清除垃圾,嚴(yán)密儲(chǔ)存食物等手段使環(huán)境容納量降低,這才能從根本上限制了老鼠的種群數(shù)量。 師 自然界的多數(shù)種群都是以“S”型曲線增長(zhǎng)的,當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到K值以后,種群數(shù)量是否就能夠一直維持穩(wěn)定? 生 一般都是不可以的。 師 自然界中多數(shù)生物種群都已達(dá)到穩(wěn)定期,總體上看,許多種群的種群數(shù)量一般不再增長(zhǎng),而是波動(dòng)或變動(dòng)。 板 書: 五、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 師 對(duì)種群數(shù)量有決定作用的因素有哪些? 生 是種群的出生率和死亡率、遷入率和遷出率。 師 那么,在自然界中,影響種群數(shù)量變動(dòng)的因素有哪些呢?我們先來看兩個(gè)例子。 課件展示: 事例一: 圖4-2-5 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng) 事例二:第二次世界大戰(zhàn)時(shí),捕鯨業(yè)停了下來,鯨的數(shù)量恢復(fù)到較高水平。戰(zhàn)后捕鯨船的噸位不斷上升,鯨的捕獲量越來越大,導(dǎo)致許多鯨的種群數(shù)量急劇下降,有的鯨瀕臨絕滅。 師 東亞飛蝗種群數(shù)量的變動(dòng)主要是和氣候有關(guān)的,那么第二個(gè)事例,影響種群數(shù)量變化的因素是什么? 生 是由于我們?nèi)祟惖牟粩嗖稉茖?dǎo)致的。 師 除了這些影響因素,你還能想到其他影響種群數(shù)量變化的因素嗎? 生1 生物要能存活,必須要有足夠的食物才行,所以我覺得食物肯定是一個(gè)重要的因素。 生2 前些年,有些地區(qū)由于人類大量捕蛇使得田鼠的數(shù)量大增,所以天敵也是影響種群的重要因素。 生3 養(yǎng)雞場(chǎng)有時(shí)會(huì)因?yàn)閭魅静?dǎo)致大數(shù)量的雞死亡。傳染病也是一個(gè)因素。 師 其實(shí)在自然界中,有很多因素會(huì)影響著種群數(shù)量,比如剛剛同學(xué)所列舉的氣候、食物、天敵、傳染病等。所以,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)中;在不利的條件下,種群數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡。近些年來,隨著人口的增長(zhǎng),科技水平的提高,人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大,人類活動(dòng)對(duì)自然界種群數(shù)量變化的影響越來越大,有時(shí)甚至成為決定因素。你對(duì)這方面了解嗎? 生1 隨著人類工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染使很多生物的種群數(shù)量急劇下降。 生2 人類大量砍伐森林,捕獵動(dòng)物使得野生生物的種群數(shù)量急劇減少。 師 人類也是有使種群數(shù)量增加的時(shí)候的,比如,隨著農(nóng)牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,受人工控制的種群數(shù)量不斷增加。為了我們?nèi)祟惖目沙掷m(xù)發(fā)展,我們?cè)撛鯓幼瞿兀? 生 我們應(yīng)該減少對(duì)環(huán)境的污染。 師 怎樣做才能減少對(duì)環(huán)境的污染呢? 生1 在發(fā)展工業(yè)的同時(shí),要節(jié)約能源,而且可以尋找新的潔凈能源。 生2 我們?cè)讷@取各種自然資源的時(shí)候,應(yīng)該做到適量取材,不能破壞原有的種群。 師 這位同學(xué)提到要適量取材,那我們今天研究種群數(shù)量變化后,大家想想該怎么適量法?是在種群快速增長(zhǎng)時(shí)捕撈,增長(zhǎng)開始減慢時(shí)可以捕撈,還是一定要種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)才能捕撈?捕撈量又為多少呢? 生1 我覺得在到了K值后進(jìn)行捕撈。 (學(xué)生的討論開始越來越激烈) 生2 我認(rèn)為應(yīng)該在增長(zhǎng)開始減慢時(shí)就可以進(jìn)行捕撈。 生3 我贊同后一種看法,因?yàn)榉N群增長(zhǎng)減慢的話,說明種群數(shù)量的增多已經(jīng)開始阻礙種群數(shù)量的增長(zhǎng)了。這時(shí)進(jìn)行捕撈的話反而可以加快種群的增長(zhǎng)。 師 這位同學(xué)分析得很好。一般認(rèn)為種群數(shù)量在K/2值時(shí),種群增長(zhǎng)是最快的,所以,我們可以在過K/2值時(shí)進(jìn)行捕撈。捕撈量為多大呢? 生 捕撈量應(yīng)該使剩余的在K/2左右。 師 這樣就對(duì)了。從我們的討論中大家覺得我們研究種群增長(zhǎng)曲線對(duì)實(shí)際生活有沒有意義?。? 生 有,可以決定養(yǎng)魚時(shí)的捕撈時(shí)間和捕撈量。 師 其實(shí),我們?cè)趯?duì)森林中樹木進(jìn)行砍伐時(shí)也應(yīng)該注意這樣的問題。除了這方面的意義還有沒有其他方面的意義呢?前面我們?cè)谥v種群數(shù)量的波動(dòng)時(shí)提到了東亞飛蝗。有關(guān)蝗蟲我們先來看一段資料,看完后,再來說說研究種群數(shù)量變化有什么意義。 課件展示: 蝗蟲是世界上最重要的農(nóng)業(yè)害蟲。在歷史上,我國(guó)也深受蝗災(zāi)之苦。據(jù)《元史》記載,元至正十九年:“五月,山東、河北、河南、關(guān)中等處,蝗飛蔽天,人馬不能行,所落溝塹盡平……”新中國(guó)成立初期,我國(guó)的蝗災(zāi)仍十分嚴(yán)重,黨和政府非常重視蝗災(zāi)的防治,采取了一系列綜合防治措施,現(xiàn)在已經(jīng)基本上控制住蝗害。 我國(guó)是世界上具有最長(zhǎng)的氣象記錄的國(guó)家。我國(guó)生態(tài)學(xué)家馬世駿從統(tǒng)計(jì)上探討過大約1 000年的有關(guān)東亞飛蝗危害和氣象方面的資料,明確指出東亞飛蝗在我國(guó)的大發(fā)生沒有周期性現(xiàn)象(過去曾認(rèn)為是周期性的),他指出,在黃河、淮河等大河三角洲的濕生草地上,連年干旱使土壤中蝗卵的存活率提高,是造成蝗蟲大發(fā)生的主要原因。東亞飛蝗大發(fā)生與旱澇災(zāi)害之間的關(guān)系還因地而異。在淮河流域,干旱與飛蝗同年發(fā)生的可能性最大。在黃河流域,如邢臺(tái)地區(qū)的內(nèi)澇蝗區(qū),前一年大澇,來年飛蝗大發(fā)生的可能性最大,因此,河北地區(qū)常出現(xiàn)“先澇后旱,螞蚱成片”“大水之后,必鬧蝗災(zāi)”的情況。 師 通過這則資料,你覺得研究種群數(shù)量變化還有什么意義? 生 可以通過研究數(shù)量變化來找出數(shù)量增多的原因。 師 所以,還可以對(duì)害蟲預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。 課堂小結(jié) 我們總結(jié)一下研究數(shù)量變化的意義:研究種群的變化規(guī)律以及影響種群數(shù)量變化的因素,對(duì)于有害動(dòng)物的防治、野生生物資源的保護(hù)和利用,以及瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù),都有重要意義。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第1課時(shí)示范教案 新人教版 2019 2020 年高 生物 種群 數(shù)量 變化 課時(shí) 示范 教案 新人
鏈接地址:http://weibangfood.com.cn/p-2610663.html