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《種群數(shù)量的變化教案1》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、www.ks5u.com第四章第二節(jié)種群數(shù)量的變化教學(xué)過程設(shè)計(jì):教學(xué)內(nèi)容教師行為與學(xué)生行為1.導(dǎo)入教師以“問題討論”直接引發(fā)學(xué)生討論:在營養(yǎng)和生存空間無限的情況下,某種細(xì)菌每20min分裂一次。請同學(xué)們思考:n代細(xì)菌的數(shù)量是多少?(看教材“細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量”圖)學(xué)生:2n那么,你是怎么得到這個(gè)式子的?你是如何思考的?2.種群增長模型的構(gòu)建(1)我們通過觀察發(fā)現(xiàn):觀察對象,提出問題細(xì)菌每20min分裂一次,分裂后的數(shù)量是上一次的2倍作出合理的假設(shè)如果資源和空間無限的話,它的增長就不受種群密度的影響第1代:2;根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),
2、以數(shù)學(xué)形式描述事物的性質(zhì)第2代:4第3代:8;……第n代:2n若以Nn代表n代的細(xì)菌數(shù)量,則可以數(shù)學(xué)形式表示:Nn=2n進(jìn)一步觀察和實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)和修正數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型是否正確,需要進(jìn)一步的驗(yàn)證和修正。(2)接著,大家來嘗試構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。在營養(yǎng)和生存空間無限的情況下,某種一年生生物T有4個(gè)體,一年后為40個(gè)個(gè)體。請同學(xué)們思考:此種生物第n年時(shí)的數(shù)量是多少?(要求同學(xué)們按照研究方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,臨近同學(xué)可以討論)①每隔一年繁殖一次,繁殖后的數(shù)量是前一年的10倍;②若資源和空間無限,其數(shù)量不受種群密度的影響;③第1代:40;第2代:4
3、00第3代:4000;……第n代:4×10n若以Nn代表n代的生物數(shù)量,即Nn=4×10n;④進(jìn)一步的檢驗(yàn)和修正。請大家完成T種群的增長曲線。(請一學(xué)生在黑板上完成曲線圖,并修改)數(shù)量/萬個(gè)時(shí)間/年012345403020103.種群增長的“J”型曲線和數(shù)學(xué)模型在營養(yǎng)和資源無限的情況下,種群增長的曲線近似于字母“J”,所以稱為“J”型曲線。根據(jù)前面的實(shí)例,同學(xué)們能否歸納出“J”型增長的數(shù)學(xué)模型?N0為種群的起始數(shù)量,則在問題探討中N0為多少?在后一實(shí)例中N0為多少?t為時(shí)間(年),也可以是月、日、小時(shí)等;λ為種群數(shù)量是一年前的
4、種群數(shù)量的倍數(shù),則在問題探討中λ為多少?在后一實(shí)例中λ為多少?Nt為t年后該種群的數(shù)量。數(shù)學(xué)模型:Nt=N0λt實(shí)例:1859年,一個(gè)英國人到澳大利亞定居,帶去了24只野兔,沒想到,一個(gè)世紀(jì)之后,這24只野兔的后代竟然達(dá)到6億只以上。大量的野兔與牛羊爭食牧草,啃樹皮,造成植被破壞,導(dǎo)致水土流失。問題:為什么24只野兔可以發(fā)展到6億只以上?學(xué)生:食物、空間充裕,氣候適意,沒有天敵……問題探究:你能否計(jì)算出這個(gè)實(shí)例中的λ?學(xué)生:N0=24;t=100;Nt=6×108;則6×108=24×λ1004.種群增長的“S”型曲線種群“J
5、”型增長的過程中,如果突然出現(xiàn)了資源和空間限制,種群的數(shù)量增長將發(fā)生什么變化?請你修改“J”型曲線,假設(shè)這個(gè)區(qū)域最多能容納20萬個(gè)生物T。數(shù)量/萬個(gè)時(shí)間/年01234540302010學(xué)生修改結(jié)果:在資源和空間有限的情況下,種群的數(shù)量趨于穩(wěn)定,為什么?學(xué)生:資源空間有限的情況下,當(dāng)種群密度增大時(shí),種內(nèi)對資源空間的競爭加劇,天敵增多,死亡率上升,出生率降低,當(dāng)死亡率與出生率相等時(shí),種群的增長就停止,從而穩(wěn)定在一定的水平上。在資源、空間有限的情況下,種群的增長曲線近似于字母“S”,我們把它稱為“S”型曲線。著名的生態(tài)學(xué)家高斯做過一
6、個(gè)實(shí)驗(yàn):在0.5mL的培養(yǎng)液中放入5只大草履蟲,每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖:在第2、3天時(shí),種群的增長很快,但是在第5天時(shí)種群數(shù)量基本維持在375只的水平上。也就是說,0.5mL的培養(yǎng)液所能維持的大草履蟲的最大種群數(shù)量是375只。我們把在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間所能維持的最大種群數(shù)量,稱為環(huán)境容納量,又稱K值。上一個(gè)實(shí)例中,K值是375只。比如,一個(gè)池塘在各種條件沒有明顯變化時(shí),鯉魚最多可以繁殖到2500條,則其環(huán)境容納量即K值為2500條。那么,在實(shí)際情況中,K值是不是固定不變的呢?可能發(fā)生什
7、么變化?如果環(huán)境進(jìn)一步惡化,K值下降;如果環(huán)境進(jìn)一步改善,K值上升。①基于這一認(rèn)識(shí),你認(rèn)為應(yīng)該如何保護(hù)瀕危動(dòng)植物資源?說說你的看法學(xué)生:建立自然保護(hù)區(qū),改善棲息環(huán)境;禁止非法獵殺瀕危動(dòng)物和采集瀕危植物;減少污染;避免人類活動(dòng)的干擾??傊?,目的是提高環(huán)境容納量。②家鼠是有害動(dòng)物之一,你認(rèn)為應(yīng)該用什么方法才能有效地控制家鼠的數(shù)量?學(xué)生:隱藏食物,避免暴露;堵塞洞穴,減少藏身之所;養(yǎng)貓;機(jī)械捕捉??傊?,目的是降低環(huán)境容納量。5.種群數(shù)量的波動(dòng)和下降可見,種群數(shù)量的變化受到了食物、空間、天敵、氣候以及傳染病等因素的影響。大多數(shù)的種群數(shù)
8、量總是在波動(dòng)之中的。鯨魚的數(shù)量在二戰(zhàn)時(shí)恢復(fù)到較高水平,但是戰(zhàn)后捕鯨業(yè)恢復(fù)了,捕鯨船噸位不斷上升,導(dǎo)致鯨的數(shù)量急劇下降,甚至瀕臨絕滅。圖示日本捕鯨:日本在11月18日開始,在南太平洋海域進(jìn)行一次大規(guī)模的捕鯨行動(dòng),他們掛著“科學(xué)研究”的旗號(hào),不顧國際捕鯨協(xié)會(huì)的反對,堅(jiān)決開始了日本