1、种群数量的变化教案（1）第四章第二节种群数量的变化教学过程设计：教学内容教师行为与学生行为导入教师以“问题讨论”直接引发学生讨论：在营养和生存空间无限的情况下，某种细菌每20in分裂一次。请同学们思考：n代细菌的数量是多少？学生：2n那么，你是怎么得到这个式子的？你是如何思考的？种群增长模型的构建我们通过观察发现：细菌每20in分裂一次，分裂后的数量是上一次的2倍如果资源和空间无限的话，它的增长就不受种群密度的影响第1代：2；第2代：4第3代：8；第n代：2n若以Nn代表n代的细菌数量，则可以数学形式表示：Nn2n数学模型是否正确，需要进一步的验证和修正。接着，大家来尝试构建数学模型。在营养和
2、生存空间无限的情况下，某种一年生生物T有4个体，一年后为40个个体。请同学们思考：此种生物第n年时的数量是多少？每隔一年繁殖一次，繁殖后的数量是前一年的10倍；若资源和空间无限，其数量不受种群密度的影响；第1代：40；第2代：400第3代：4000；第n代：410n若以Nn代表n代的生物数量，即Nn410n；进一步的检验和修正。请大家完成T种群的增长曲线。3种群增长的“j”型曲线和数学模型在营养和资源无限的情况下，种群增长的曲线近似于字母“j”，所以称为“j”型曲线。根据前面的实例，同学们能否归纳出“j”型增长的数学模型？N0为种群的起始数量，则在问题探讨中N0为多少？在后一实例中N0为多少？
3、t为时间，也可以是月、日、小时等；为种群数量是一年前的种群数量的倍数，则在问题探讨中为多少？在后一实例中为多少？Nt为t年后该种群的数量。数学模型：NtN0t实例：1859年，一个英国人到澳大利亚定居，带去了24只野兔，没想到，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟然达到6亿只以上。大量的野兔与牛羊争食牧草，啃树皮，造成植被破坏，导致水土流失。问题：为什么24只野兔可以发展到6亿只以上？学生：食物、空间充裕，气候适意，没有天敌问题探究：你能否计算出这个实例中的？学生：N024；t100；Nt6108；则10824100种群增长的“S”型曲线种群“j”型增长的过程中，如果突然出现了资源和空间限制，种
4、群的数量增长将发生什么变化？请你修改“j”型曲线，假设这个区域最多能容纳20万个生物T。学生修改结果：在资源和空间有限的情况下，种群的数量趋于稳定，为什么？学生：资源空间有限的情况下，当种群密度增大时，种内对资源空间的竞争加剧，天敌增多，死亡率上升，出生率降低，当死亡率与出生率相等时，种群的增长就停止，从而稳定在一定的水平上。在资源、空间有限的情况下，种群的增长曲线近似于字母“S”，我们把它称为“S”型曲线。著名的生态学家高斯做过一个实验：在0.5L的培养液中放入5只大草履虫，每隔24小时统计一次数量。经过反复实验，结果如图：在第2、3天时，种群的增长很快，但是在第5天时种群数量基本维持在37
5、5只的水平上。也就是说，0.5L的培养液所能维持的大草履虫的最大种群数量是375只。我们把在环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的最大种群数量，称为环境容纳量，又称值。上一个实例中，值是375只。比如，一个池塘在各种条件没有明显变化时，鲤鱼最多可以繁殖到2500条，则其环境容纳量即值为2500条。那么，在实际情况中，值是不是固定不变的呢？可能发生什么变化？如果环境进一步恶化，值下降；如果环境进一步改善，值上升。基于这一认识，你认为应该如何保护濒危动植物资源？说说你的看法学生：建立自然保护区，改善栖息环境；禁止非法猎杀濒危动物和采集濒危植物；减少污染；避免人类活动的干扰。总之，目的是提高环
6、境容纳量。家鼠是有害动物之一，你认为应该用什么方法才能有效地控制家鼠的数量？学生：隐藏食物，避免暴露；堵塞洞穴，减少藏身之所；养猫；机械捕捉。总之，目的是降低环境容纳量。种群数量的波动和下降可见，种群数量的变化受到了食物、空间、天敌、气候以及传染病等因素的影响。大多数的种群数量总是在波动之中的。鲸鱼的数量在二战时恢复到较高水平，但是战后捕鲸业恢复了，捕鲸船吨位不断上升，导致鲸的数量急剧下降，甚至濒临绝灭。图示日本捕鲸：日本在11月18日开始，在南太平洋海域进行一次大规模的捕鲸行动，他们挂着“科学研究”的旗号，不顾国际捕鲸协会的反对，坚决开始了日本迄今以来规模最大的一次捕鲸行动，并且计划捕鲸上千
7、头，其中包括列入濒危物种的座头鲸。在了解这些资料以后，你认为我们应该如何合理地利用资源？从“S”型曲线来看，你认为应该在曲线的什么区域上利用资源最好？学生：/2为什么？学生：增长速度最快，种群数量的恢复较快。如果在/2之上呢？学生：可以，这时增长率降低了，但是种群数量较大，所以可以首先捕获一定数量的资源。如果在/2之下呢?学生：不可以，增长率降低了，而且种群数量较小，很容易引起种群数量急剧减少，甚至濒临绝灭。总而言之，我们要坚持合理的利用资源，以实现资源的可持续利用，避免资源由于过度利用而枯竭，这对于生态环境和人类社会的发展具有非常重要的意义。板书：第二节种群数量的变化构建数学模型的方法观察：
8、20in分裂一次，2倍假设：资源空间无限，增长不受影响数学形式表达：第1次：2第2次：4第3次：8第n次：2nNn2n检验修正“j”型曲线的数学模型：t表示时间，N0表示起始数量，表示倍数，Nt表示t年后的种群数量。则NtN0t条件：食物、空间充裕，气候适宜，没有天敌“S”型曲线条件：资源、空间有限环境容纳量：环境不受破坏，一定空间，最大数量环境恶化，值降低；环境改善，值升高。种群数量的波动和下降的因素：食物、空间、天敌、传染病、气候对资源的利用：/2，增长率最大，有利于资源的再生教学反思：数学模型的建构体现了学科交叉的思想，在教学应适当给予渗透；另外，在教学内容最后最好能够做进一步的归纳和总结，使学生对本节课的内容有更清晰和概括的认识，并加强学生记忆。本编辑部精心筛选，为广大用户献上精品实用文档
