種群和生物群落課件

　　教學(xué)設(shè)計(jì)方案

　　引入：前面我們分析了生物與環(huán)境的關(guān)系，但有些問(wèn)題需要將生物的群體作為一個(gè)整體來(lái)研究才能解決。

　　第二節(jié) 種群和生物群落

　　一、關(guān)于種群概念的教學(xué)。種群的概念要通過(guò)具體的實(shí)例得出。然后可設(shè)問(wèn)：一個(gè)池塘中的全部魚(yú)是否是一個(gè)種群？一片森林中全部的蛇是否是一個(gè)種群？以強(qiáng)化種群是同一物種個(gè)體的集合體的正確認(rèn)識(shí)。教師應(yīng)歸納出以下幾點(diǎn)：

　　1．離開(kāi)一定的空間和時(shí)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(shuō)什么季節(jié)都有野鴨種群。

　　2．我們所見(jiàn)到的物種實(shí)際是種群，所以種群是物種存在的具體形式。在種群這個(gè)集合體內(nèi)，個(gè)體之間可以自由繁殖后代，所以種群也是物種的繁殖單位。同一種群內(nèi)，基因可以自由交流，由于地理隔離或生殖隔離最終導(dǎo)致物種的變化，可見(jiàn)，種群也是物種的進(jìn)化單位。此外，種群也是群落的構(gòu)成單位。

　　二、關(guān)于種群特征的教學(xué)。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征。在教學(xué)中要防止理論上的空談，一定要結(jié)合具體物種的種群進(jìn)行教學(xué)，這樣做不但有利于對(duì)種群特征的理解，而且使學(xué)生認(rèn)識(shí)到對(duì)種群特征的調(diào)查有重大的實(shí)踐意義。如貓熊（即大熊貓）是我國(guó)的國(guó)寶，為了保護(hù)這一珍稀物種，就要對(duì)某一保護(hù)區(qū)的貓熊進(jìn)行種群調(diào)查，調(diào)查的內(nèi)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征，并依此對(duì)貓熊種群的現(xiàn)狀和未來(lái)做出科學(xué)的判斷，以及采取相應(yīng)的保護(hù)措施。又如我國(guó)進(jìn)行人口普查實(shí)際就是對(duì)我國(guó)人口種群特征的調(diào)查，并依此對(duì)我國(guó)人口的現(xiàn)狀和未來(lái)做出科學(xué)的判斷，以及制定應(yīng)采取的人口政策。在教學(xué)中還應(yīng)注意和歸納的問(wèn)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(guān)系。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(dòng)態(tài)變化。在講種群這幾個(gè)特征時(shí)，必須扣住它們之間的關(guān)系，不可將這幾個(gè)種群特征割裂、孤立起來(lái)。

　　2．種群密度是種群的最基本特征，種群密度的調(diào)查是生態(tài)學(xué)研究的基本方法之一，標(biāo)記重捕法是種群密度調(diào)查的重要方法。標(biāo)記重捕法的教學(xué)應(yīng)采用具體的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)，如：一個(gè)學(xué)生估算一塊木頭下面鼠婦的種群數(shù)量。她捉了40只鼠婦，將它們標(biāo)記后放回，并與該種群中的其他個(gè)體混合在一起。24h后，她又捉了40只鼠婦，在新捉的鼠婦中，只有16只是有標(biāo)記的。假定在24h內(nèi)，鼠婦無(wú)死亡，沒(méi)有受傷害，無(wú)遷入與遷出。估算鼠婦的種群數(shù)量。（第十屆國(guó)際生物奧林匹克競(jìng)賽試題）通過(guò)實(shí)際粒子的計(jì)算理解標(biāo)記重捕法。

　　3．年齡組成是種群的年齡結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以是相對(duì)穩(wěn)定的，也可以是不穩(wěn)定的。應(yīng)讓學(xué)生明確種群的年齡結(jié)構(gòu)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(shù)為生殖前年齡；成體數(shù)為生殖年齡；老年個(gè)體數(shù)為生殖后年齡。教學(xué)中可結(jié)合某些國(guó)家的年齡結(jié)構(gòu)具體說(shuō)明：如德國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)為衰退型；瑞典人口年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型；多數(shù)發(fā)展中國(guó)家的人口年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型。種群的年齡結(jié)構(gòu)提供了種群未來(lái)動(dòng)態(tài)的`信息，例如我國(guó)人口的年齡結(jié)構(gòu)為急劇增長(zhǎng)型，人口還得持續(xù)增長(zhǎng)幾十年，直到2052年人口達(dá)到15.39億的時(shí)候才會(huì)停止增長(zhǎng)，其年齡結(jié)構(gòu)才能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定型。

　　4．根據(jù)不同物種的種群，具有不同的性別比例，種群可分為三種類(lèi)型：雄多于雌；雌雄相當(dāng)；雌多于雄。在教學(xué)中必須強(qiáng)調(diào)：“種群的性別比例是指具有生殖能力的雌雄個(gè)體數(shù)目在種群中所占的比例”，否則雄多于雌的性別比例類(lèi)型就無(wú)法理解。蜜蜂是社會(huì)性昆蟲(chóng)，工蜂和蜂王為雌性，在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)雄蜂，但由于工蜂無(wú)生殖能力，所以蜜蜂種群仍然是雄多于雌。在教學(xué)中要列出一系列的具體種群，讓學(xué)生分析雌雄比例情況，然后再歸納出種群性別比例的三種情況。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)多數(shù)生物種群雌雄之比接近1∶1。但是出生的時(shí)候往往雄多于雌，到了老年期組雌又多于雄，如麋鹿。人類(lèi)也是如此，男嬰一般多于女?huà)�。由于男性死亡率高，到了老年期組時(shí)女性會(huì)多于男性。

　　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(xué)中要結(jié)合我國(guó)計(jì)劃生育這一基本國(guó)策進(jìn)行講解，使學(xué)生明確這一基本國(guó)策的制定是有其生態(tài)學(xué)科學(xué)理論根據(jù)的。我國(guó)是世界人口大國(guó)，不可能通過(guò)增大遷出率降低人口數(shù)量，遷入率和遷出率的變化對(duì)我國(guó)人口數(shù)量的變化沒(méi)有多大的影響。通過(guò)增大死亡率降低人口數(shù)量更是違法的。因此，控制和降低我國(guó)人口數(shù)量的唯一途徑就是降低出生率，推行計(jì)劃生育政策。

　　三、種群數(shù)量的變化的教學(xué)。種群數(shù)量的變化主要是指種群數(shù)量的增長(zhǎng)，種群數(shù)量增的“”型和“S”型曲線代表了種群在不同條件下的增長(zhǎng)規(guī)律。在教學(xué)時(shí)要注意把握以下幾個(gè)問(wèn)題。

　　1．交代清楚種群在不同條件下增長(zhǎng)規(guī)律不同�！啊毙颓�線代表的是在理想條件下的種群增長(zhǎng)，“S”型曲線代表的是在有限環(huán)境中的種群增長(zhǎng)。而這種有限的環(huán)境的特征是：種群的最大容納量為一個(gè)值。

　　2.不論是那種增長(zhǎng)曲線，都是用數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)表示種群的增長(zhǎng)規(guī)律，數(shù)學(xué)建模的方法和思想史研究種群增長(zhǎng)的基本方法和思想。因此，教是可以提供一個(gè)自然種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)（如中國(guó)獲世界的人口增長(zhǎng)數(shù)量），引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，繪制曲線，從中總結(jié)出種群增長(zhǎng)的“S”型曲線。

　　3．在學(xué)習(xí)和理解“S”型曲線的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析在環(huán)境有限的情況下，種群的增長(zhǎng)曲線會(huì)發(fā)生什么樣的變化，從最大的容納量入手，先確定了種群增長(zhǎng)的最大值，在分析種群增長(zhǎng)速度的變化，推導(dǎo)出種群增長(zhǎng)的“S”型曲線。

　　4．要引導(dǎo)學(xué)生注意，不論哪種增長(zhǎng)曲線，都是理想狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，與實(shí)際的種群數(shù)量變化會(huì)有一些差別，再提供教材中實(shí)際種群增長(zhǎng)曲線的例子給學(xué)生，讓學(xué)生理解模型與實(shí)際種群之間的關(guān)系。

　　5．在理解種群增長(zhǎng)曲線的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析研究種群數(shù)量變化的意義。

　　四、關(guān)于生物群落的概念教學(xué)。在教學(xué)中要剖析一個(gè)或兩個(gè)具體的生物群落，明確群落內(nèi)各種生物之間有直接或間接的關(guān)系。教師提出某群落中有哪些生物，再讓學(xué)生討論分析這些生物間的關(guān)系，最后再概括出群落的概念。為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解群落的概念，可設(shè)問(wèn)：地球上的全部生物和人是否是一個(gè)群落？長(zhǎng)期積水的樹(shù)洞中的生物是否是一個(gè)群落？教師最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)種群和群落的關(guān)系；群落有大有��；群落內(nèi)的各種生物中，會(huì)有少數(shù)種類(lèi)對(duì)群落的存在和發(fā)展有重大影響；群落是一個(gè)動(dòng)態(tài)體系，可以發(fā)生演替，如荒廢農(nóng)田群落的演替。強(qiáng)調(diào)以上幾個(gè)問(wèn)題，既聯(lián)系了種群的知識(shí)，又為以后學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容做了鋪墊。

　　四、關(guān)于生物群落結(jié)構(gòu)的教學(xué)。群落的結(jié)構(gòu)是指群落中各種生物在空間上的配置狀況。在教學(xué)中要剖析典型的實(shí)例說(shuō)明群落的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。群落具有清楚的層次性，即群落的垂直結(jié)構(gòu)，森林群落的垂直結(jié)構(gòu)明顯。在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：群落中植物的垂直結(jié)構(gòu)直接影響群落中動(dòng)物的垂直結(jié)構(gòu)，動(dòng)物種類(lèi)的多少是隨植物層次的多少而變化的，因此，由于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(dòng)物種類(lèi)多。水生群落也有分層。例如一個(gè)池塘，挺水植物、浮水植物、沉水植物就是植物分層。青魚(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鯉魚(yú)就是動(dòng)物分層的實(shí)例。陽(yáng)光、溫度、水分等生態(tài)因素對(duì)動(dòng)植物的分層有直接影響。強(qiáng)調(diào)以上幾個(gè)問(wèn)題，既聯(lián)系了學(xué)生學(xué)過(guò)的知識(shí)，又為以后學(xué)習(xí)森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、池塘生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容做了鋪墊。群落的水平結(jié)構(gòu)點(diǎn)到為止。

　　五、結(jié)束語(yǔ)：在一定的空間和時(shí)間內(nèi)，同種生物個(gè)體的集合體構(gòu)成種群。在一定空間和時(shí)間內(nèi)，有著各種關(guān)系的各個(gè)種群的集合體構(gòu)成群落。群落中的各種生物之間，生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間也處于相互作用之中。總之，課題結(jié)束語(yǔ)既要概括歸納學(xué)過(guò)的內(nèi)容，又要為學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)埋下伏筆。

　　板書(shū)提綱

　　第二節(jié) 種群和生物群落

　　一、種群

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　　一定的時(shí)空范圍內(nèi)，同種生物個(gè)體的總和。

　�。ǘ�）種群的特征

　　核心的問(wèn)題是種群數(shù)量的變化規(guī)律，與之相關(guān)的特征有：

　　1、種群密度：?jiǎn)挝豢臻g內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量。

　　（種群數(shù)量的標(biāo)志）

　　調(diào)查方法：標(biāo)志重捕法（取樣調(diào)查法）

　　公式：N＝N1×n÷n1

　　設(shè)計(jì)其他方法

　　2、出生率和死亡率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群?jiǎn)挝粩?shù)量的個(gè)體出生或死亡的個(gè)體數(shù)目。

　�。ㄊ怯绊懛N群數(shù)量的重要因素）

　　注意：遷入和遷出

　　3、年齡組成：一個(gè)種群中各年齡的個(gè)體數(shù)目的比例。

　�。�1）增長(zhǎng)型：幼年個(gè)體多

　�。�2）穩(wěn)定型：老成幼年個(gè)體比利適中

　　（3）衰退性：老年個(gè)體多

　　4、性別比例：雌雄個(gè)體數(shù)目在種群中所占的比例。

　�。�1）雌雄相當(dāng)：高等動(dòng)物

　�。�2）雌多于雄：人工控制的種群（象海豹）

　�。�3）雄多于雌：社會(huì)性昆蟲(chóng)

　　影響種群密度

　�。ㄈ�）種群數(shù)量的變化

　　數(shù)學(xué)建模

　　1、種群增長(zhǎng)的型曲線

　　dN/dt= r N N t = N 0e r t

　　1、 種群增長(zhǎng)的S型曲線

　　dN/dt=rN（1—N/）

　　分析：（1—N/）—N越接近，增長(zhǎng)越慢

　　2、 研究意義：

　�。�1）人口問(wèn)題：計(jì)劃生育

　�。�2）持續(xù)最大產(chǎn)量

　　二、生物群落

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　　生活在一定的自然區(qū)域內(nèi)，相互之間有直接或間接關(guān)系的各種生物種群的總和。

　　（二）群落的結(jié)構(gòu)

　　指的是各種生物在空間上的配置情況

　　2、 垂直結(jié)構(gòu)：垂直方向上得分層現(xiàn)象

　　例如：

　　3、 水平結(jié)構(gòu)：水平方向上的種類(lèi)差別

　　例如：

　　5

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