種群數(shù)量的變化教案1

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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：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)實驗數(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進一步觀察和實驗，檢驗和修正數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型是否正確，需要進一步的驗證和修正。（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個體，一年后為40個個體。請同學(xué)們思考：此種生物第n年時的數(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進一步的檢驗和修正。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/萬個時間/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？在后一實例中N0為多少？t為時間（年），也可以是月、日、小時等；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實例：1859年，一個英國人到澳大利亞定居，帶去了24只野兔，沒想到，一個世紀(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：你能否計算出這個實例中的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)這個區(qū)域最多能容納20萬個生物T。數(shù)量/萬個時間/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，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，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、個實驗：在0.5mL的培養(yǎng)液中放入5只大草履蟲，每隔24小時統(tǒng)計一次數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如圖：在第2、3天時，種群的增長很快，但是在第5天時種群數(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。上一個實例中，K值是375只。比如，一個池塘在各種條件沒有明顯變化時，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)境進一步惡化，K值下降；如果環(huán)境進一步改善，K值上升。①基于這一認(rèn)識，你認(rèn)為應(yīng)該如何保護瀕危動植物資源？說說你的看法學(xué)生：建立自然保護區(qū)，改善棲息環(huán)境；禁止非法獵殺瀕危動物和采集瀕危植物；減少污染；避免人類活動的干擾?？傊?，目的是提高環(huán)境容納量。②家鼠是有害動物之一，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；機械捕捉。總之，目的是降低環(huán)境容納量。5．種群數(shù)量的波動和下降可見，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、量總是在波動之中的。鯨魚的數(shù)量在二戰(zhàn)時恢復(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，在南太平洋海域進行一次大規(guī)模的捕鯨行動，他們掛著“科學(xué)研究”的旗號，不顧國際捕鯨協(xié)會的反對，堅決開始了日本