種群數(shù)量的變化教案（1）

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1、種群數(shù)量的變化教案（1）第四第二節(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20in分裂一次。請(qǐng)同學(xué)們思考：n代細(xì)菌的數(shù)量是多少？（看教材種群數(shù)量的變化教案（1）第四第二節(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20in分裂一次。請(qǐng)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)

2、：細(xì)菌每20in分裂一次，分裂后的數(shù)量是上一次的2倍如果資和空間無限的話，它的增長就不受種群密度的影響第1代：2；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(qǐng)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：400第3代：40

3、00；……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(qǐng)大家完成T種群的增長曲線。（請(qǐng)一學(xué)生在黑板上完成曲線圖，并修改）3．種群增長的“”型曲線和數(shù)學(xué)模型在營養(yǎng)和資無限的情況下，種群增長的曲線近似于字母“”，所以稱為“”型曲線。根據(jù)前面的實(shí)例，同學(xué)們能否歸納出“”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：189年，一個(gè)英國人

4、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(zhēng)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“”型增長的過程中，如果突然出現(xiàn)了資和空間限制，種群的數(shù)量增長將發(fā)生什么變化？請(qǐng)你修改“”型曲線，假設(shè)這個(gè)區(qū)域最多能容納20萬個(gè)生物T。學(xué)生修改結(jié)果：在資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

5、空間有限的情況下，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)對(duì)資空間的競(jìng)爭(zhēng)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、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)家高斯做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0L的培養(yǎng)液中放入只大草履蟲，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，但是在第天時(shí)種群數(shù)量基本維持在37只的水平上。也就是說，0L的培養(yǎng)液所能維持的大草履蟲的最大種群數(shù)量是37只。我們把在環(huán)境條不受破壞的情況下，一定空間所能維持的最大種群數(shù)量，稱為環(huán)境容納量，又稱值。上一個(gè)實(shí)例中

6、，值是37只。比如，一個(gè)池塘在各種條沒有明顯變化時(shí)，鯉魚最多可以繁殖到200條，則其環(huán)境容納量即值為200條。那么，在實(shí)際情況中，值是不是固定不變的呢？可能發(fā)生什么變化？如果環(huán)境進(jìn)一步惡化，值下降；如果環(huán)境進(jìn)一步改善，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？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。總之，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康氖墙档铜h(huán)境容納量。．種群數(shù)量的波動(dòng)和下

7、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)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(duì)，堅(jiān)決開始了日本迄今以規(guī)模最大的一次捕鯨行動(dòng)，并且計(jì)劃捕鯨上千頭