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種群和生物群落課件

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教學設計方案

種群和生物群落課件

引入:前面我們分析了生物與環境的關係,但有些問題需要將生物的群體作為一個整體來研究才能解決。

第二節 種群和生物群落

一、關於種群概念的教學。種群的概念要通過具體的例項得出。然後可設問:一個池塘中的全部魚是否是一個種群?一片森林中全部的蛇是否是一個種群?以強化種群是同一物種個體的集合體的正確認識。教師應歸納出以下幾點:

1.離開一定的空間和時間的種群是不存在的。如:北京八一湖冬季有野鴨種群,就不能說什麼季節都有野鴨種群。

2.我們所見到的物種實際是種群,所以種群是物種存在的具體形式。在種群這個集合體內,個體之間可以自由繁殖後代,所以種群也是物種的繁殖單位。同一種群內,基因可以自由交流,由於地理隔離或生殖隔離最終導致物種的變化,可見,種群也是物種的進化單位。此外,種群也是群落的構成單位。

二、關於種群特徵的教學。種群的密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率等是種群的基本特徵。在教學中要防止理論上的空談,一定要結合具體物種的種群進行教學,這樣做不但有利於對種群特徵的理解,而且使學生認識到對種群特徵的調查有重大的實踐意義。如貓熊(即大熊貓)是我國的國寶,為了保護這一珍稀物種,就要對某一保護區的貓熊進行種群調查,調查的內容就包括種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率等種群特徵,並依此對貓熊種群的現狀和未來做出科學的判斷,以及採取相應的保護措施。又如我國進行人口普查實際就是對我國人口種群特徵的調查,並依此對我國人口的現狀和未來做出科學的判斷,以及制定應採取的人口政策。在教學中還應注意和歸納的問題有:

1.種群的密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率之間有密切的關係。年齡組成和性別比例都在影響出生率和死亡率。而出生率和死亡率則直接影響種群密度的動態變化。在講種群這幾個特徵時,必須扣住它們之間的關係,不可將這幾個種群特徵割裂、孤立起來。

2.種群密度是種群的最基本特徵,種群密度的調查是生態學研究的基本方法之一,標記重捕法是種群密度調查的重要方法。標記重捕法的教學應採用具體的例項進行教學,如:一個學生估算一塊木頭下面鼠婦的種群數量。她捉了40只鼠婦,將它們標記後放回,並與該種群中的其他個體混合在一起。24h後,她又捉了40只鼠婦,在新捉的鼠婦中,只有16只是有標記的。假定在24h內,鼠婦無死亡,沒有受傷害,無遷入與遷出。估算鼠婦的種群數量。(第十屆國際生物奧林匹克競賽試題)通過實際粒子的計算理解標記重捕法。

3.年齡組成是種群的年齡結構。這種結構可以是相對穩定的,也可以是不穩定的。應讓學生明確種群的年齡結構的表示方法是按年齡的高低自下而上排列,低年齡在下,高年齡在上。幼體數為生殖前年齡;成體數為生殖年齡;老年個體數為生殖後年齡。教學中可結合某些國家的年齡結構具體說明:如德國人口年齡結構為衰退型;瑞典人口年齡結構為穩定型;多數開發中國家的人口年齡結構為增長型。種群的年齡結構提供了種群未來動態的資訊,例如我國人口的年齡結構為急劇增長型,人口還得持續增長几十年,直到2052年人口達到15.39億的時候才會停止增長,其年齡結構才能轉化為穩定型。

4.根據不同物種的種群,具有不同的性別比例,種群可分為三種類型:雄多於雌;雌雄相當;雌多於雄。在教學中必須強調:“種群的性別比例是指具有生殖能力的雌雄個體數目在種群中所佔的比例”,否則雄多於雌的性別比例型別就無法理解。蜜蜂是社會性昆蟲,工蜂和蜂王為雌性,在數量上遠遠超過雄蜂,但由於工蜂無生殖能力,所以蜜蜂種群仍然是雄多於雌。在教學中要列出一系列的具體種群,讓學生分析雌雄比例情況,然後再歸納出種群性別比例的三種情況。最後應強調多數生物種群雌雄之比接近1∶1。但是出生的時候往往雄多於雌,到了老年期組雌又多於雄,如麋鹿。人類也是如此,男嬰一般多於女嬰。由於男性死亡率高,到了老年期組時女性會多於男性。

5.直接影響種群大小和密度的因素是出生率和死亡率,遷入率和遷出率。

在教學中要結合我國計劃生育這一基本國策進行講解,使學生明確這一基本國策的制定是有其生態學科學理論根據的。我國是世界人口大國,不可能通過增大遷出率降低人口數量,遷入率和遷出率的變化對我國人口數量的變化沒有多大的影響。通過增大死亡率降低人口數量更是違法的。因此,控制和降低我國人口數量的唯一途徑就是降低出生率,推行計劃生育政策。

三、種群數量的變化的教學。種群數量的變化主要是指種群數量的增長,種群數量增的“”型和“S”型曲線代表了種群在不同條件下的增長規律。在教學時要注意把握以下幾個問題。

1.交代清楚種群在不同條件下增長規律不同。“”型曲線代表的是在理想條件下的種群增長,“S”型曲線代表的是在有限環境中的種群增長。而這種有限的環境的特徵是:種群的最大容納量為一個值。

2.不論是那種增長曲線,都是用數學關係式來表示種群的增長規律,數學建模的方法和思想史研究種群增長的基本方法和思想。因此,教是可以提供一個自然種群數量增長的資料(如中國獲世界的人口增長數量),引導學生分析資料,繪製曲線,從中總結出種群增長的“S”型曲線。

3.在學習和理解“S”型曲線的基礎上,引導學生分析在環境有限的情況下,種群的增長曲線會發生什麼樣的變化,從最大的'容納量入手,先確定了種群增長的最大值,在分析種群增長速度的變化,推匯出種群增長的“S”型曲線。

4.要引導學生注意,不論哪種增長曲線,都是理想狀態下的數學模型,與實際的種群數量變化會有一些差別,再提供教材中實際種群增長曲線的例子給學生,讓學生理解模型與實際種群之間的關係。

5.在理解種群增長曲線的基礎上,引導學生分析研究種群數量變化的意義。

四、關於生物群落的概念教學。在教學中要剖析一個或兩個具體的生物群落,明確群落內各種生物之間有直接或間接的關係。教師提出某群落中有哪些生物,再讓學生討論分析這些生物間的關係,最後再概括出群落的概念。為了讓學生進一步理解群落的概念,可設問:地球上的全部生物和人是否是一個群落?長期積水的樹洞中的生物是否是一個群落?教師最後應強調種群和群落的關係;群落有大有小;群落內的各種生物中,會有少數種類對群落的存在和發展有重大影響;群落是一個動態體系,可以發生演替,如荒廢農田群落的演替。強調以上幾個問題,既聯絡了種群的知識,又為以後學習生態系統內容做了鋪墊。

四、關於生物群落結構的教學。群落的結構是指群落中各種生物在空間上的配置狀況。在教學中要剖析典型的例項說明群落的垂直結構和水平結構。群落具有清楚的層次性,即群落的垂直結構,森林群落的垂直結構明顯。在教學中應強調以下幾點:群落中植物的垂直結構直接影響群落中動物的垂直結構,動物種類的多少是隨植物層次的多少而變化的,因此,由於森林的植物層次比草原植物層次多,所以森林群落比草原群落的動物種類多。水生群落也有分層。例如一個池塘,挺水植物、浮水植物、沉水植物就是植物分層。青魚、草魚、鰱魚、鱅魚、鯉魚就是動物分層的例項。陽光、溫度、水分等生態因素對動植物的分層有直接影響。強調以上幾個問題,既聯絡了學生學過的知識,又為以後學習森林生態系統、草原生態系統、池塘生態系統內容做了鋪墊。群落的水平結構點到為止。

五、結束語:在一定的空間和時間內,同種生物個體的集合體構成種群。在一定空間和時間內,有著各種關係的各個種群的集合體構成群落。群落中的各種生物之間,生物與無機環境之間也處於相互作用之中。總之,課題結束語既要概括歸納學過的內容,又要為學習生態系統埋下伏筆。

板書提綱

第二節 種群和生物群落

一、種群

(一)概念

一定的時空範圍內,同種生物個體的總和。

(二)種群的特徵

核心的問題是種群數量的變化規律,與之相關的特徵有:

1、種群密度:單位空間內某種群的個體數量。

(種群數量的標誌)

調查方法:標誌重捕法(取樣調查法)

公式:N=N1×n÷n1

設計其他方法

2、出生率和死亡率:單位時間內種群單位數量的個體出生或死亡的個體數目。

(是影響種群數量的重要因素)

注意:遷入和遷出

3、年齡組成:一個種群中各年齡的個體數目的比例。

(1)增長型:幼年個體多

(2)穩定型:老成幼年個體比利適中

(3)衰退性:老年個體多

4、性別比例:雌雄個體數目在種群中所佔的比例。

(1)雌雄相當:高等動物

(2)雌多於雄:人工控制的種群(象海豹)

(3)雄多於雌:社會性昆蟲

影響種群密度

(三)種群數量的變化

數學建模

1、種群增長的型曲線

dN/dt= r N N t = N 0e r t

1、 種群增長的S型曲線

dN/dt=rN(1—N/)

分析:(1—N/)—N越接近,增長越慢

2、 研究意義:

(1)人口問題:計劃生育

(2)持續最大產量

二、生物群落

(一)概念

生活在一定的自然區域內,相互之間有直接或間接關係的各種生物種群的總和。

(二)群落的結構

指的是各種生物在空間上的配置情況

2、 垂直結構:垂直方向上得分層現象

例如:

3、 水平結構:水平方向上的種類差別

例如:

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