2019-2020年高中生物《生物群落的基本單位——種群》教案3蘇教版必修3

1、2019-2020 年高中生物生物群落的基本單位一一種群教案 3 蘇教版必引入人類目前面臨的生存危機(jī)，其根源就在于人口種群的急速增長與有限的環(huán)境資源之間的矛盾。世界人口長期以來迅速增長，主要是由于人類能夠不斷地開發(fā)新能源，并提高工業(yè)革命、農(nóng)業(yè)革命等手段，適當(dāng)?shù)奶岣吡俗匀唤鐚θ祟惖淖畲筘?fù)荷量。但環(huán)境資源畢竟是有限的，假如人口數(shù)量增加到一定的值，將會(huì)引起生物圈的崩潰， 后果不堪設(shè)想。那么如何科學(xué)地控制人口增長率，從根本上解決環(huán)境問題呢？ 教學(xué)過程Q基本知識一、種群的概念：生態(tài)學(xué)上把在一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個(gè)體稱為種群。 種群雖然是由個(gè)體組成的，但是種群的特征和個(gè)體的特征并不完全相同

2、。二、種群特征：種群的特征包括數(shù)量特征、空間布局和遺傳特征等。種群的數(shù)量特征主要 有種群的密度、出生率和死亡率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例。1 1、種群密度：是指單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個(gè)體的數(shù)量，它是種群最基本的參數(shù)。不同物種的種群密度，在同樣的環(huán)境條件下差異很大；同一物種的種群密度是可變的，在不同環(huán)境條件下也有差異。調(diào)查種群密度常用的方法是樣方法和標(biāo)志重捕法。（1 1）樣方法：是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境內(nèi)隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方 內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密 度。這種方法常適用于對植物種群密度的取樣調(diào)查。（2 2）標(biāo)志重捕法：是指

3、在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中，捕獲一部分個(gè)體，將這些個(gè)體進(jìn)行 標(biāo)志后再放回原來的環(huán)境， 經(jīng)過一定期限后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)志個(gè)體占總捕獲數(shù)的比例，來估計(jì)該種群的數(shù)量。 這種方法適用于不斷移動(dòng)位置的動(dòng)物種群的調(diào)查。假設(shè)該種群的總數(shù)為 N,N,貝 U UN=N=重捕總個(gè)體數(shù)X當(dāng)初標(biāo)記的動(dòng)物數(shù)目重捕動(dòng)物中有標(biāo)記的個(gè)體數(shù)2 2、 年齡組成：是指一個(gè)種群中各年齡段的個(gè)體數(shù)目的比例。種群的年齡組成主要有三種 類型：（1 1）增長型：種群中幼體個(gè)體很多，老年個(gè)體很少。這樣的種群正處于發(fā)展時(shí)期，種群的密度會(huì)越來越大。（2 2 ）穩(wěn)定型：種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中，這樣的種群正處于穩(wěn)定時(shí)期，種群密度在一段時(shí)

4、間內(nèi)會(huì)保持穩(wěn)定。（3 3）衰退型：種群中幼年個(gè)體較少，而老年個(gè)體較多，這樣的種群正處于衰退時(shí)期，種群密度會(huì)越來越小。種群的年齡組成提供了種 群未來動(dòng)態(tài)的信息。3 3、 性別比例：指種群中具有生殖能力的雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。在不同的物種中，性別比例有 3 3 種類型：雌雄相當(dāng)，如高等動(dòng)物中的黑猩猩、 猩猩等；（2 2）雌多于雄，如人工養(yǎng)殖的雞、 鴨等；（3 3）雄多于雌，如螞蟻、蜜蜂等。在蜜蜂家族中，只有雄峰是雄性，而雌蜂和工蜂都 是雌性，而工蜂卻是沒有生殖能力的。性別比例在一定程度上影響著種群密度。4 4、 出生率和死亡率：出生率是指種群在單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)量。它反映了生物產(chǎn)生新個(gè)體的能力

5、。而死亡率是指種群在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目。出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的最直接因素。三、知識梳理r特點(diǎn)：不同物種的種群密度差異很大f種群密度*同一物種的得群密度是可變的測定種群密度的方法：樣方法和標(biāo)志重捕法（概念出生率和死亡率研究意義：預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢 概念 對種群的影響：一定程度上影響種群的密度 實(shí)踐應(yīng)用O要點(diǎn)解析1 1 生態(tài)學(xué)工作者往往根據(jù)研究的需要，劃定一定的空間范圍，研究某時(shí)期種群的狀況，所 以，每一個(gè)種群都有特定的空間和時(shí)間限制。種群是一定時(shí)間和空間內(nèi)的同種生物個(gè)體的總和，但并不是簡單的相加，而是一個(gè)有機(jī)單元，它具有種群的密度、年齡組成、性別比例、 出生率和死亡率

6、等特征，這些特征是任何一個(gè)單獨(dú)的個(gè)體所不具備的。2 2、種群四大特征之間的關(guān)系典型例題例 1 1 下列環(huán)境中的生物，屬于種群的是：A.A. 個(gè)公園中的草木花卉B B 。一個(gè)牧場里所有產(chǎn)奶的奶牛C.C. 一條河里所有的魚D D。一個(gè)蜂巢里所有的蜂析與解 種群是指在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，同種生物個(gè)體的總和。一個(gè)公園中的花卉草木和一條河里所有的魚， 都是由不同種生物組成的。 一個(gè)牧場里所有的產(chǎn)奶的奶牛， 雖然屬于 同一種，但它不是同種生物的個(gè)體的總和， 因?yàn)樗鼪]有包含奶牛的全部。而一個(gè)蜂巢里所有 的蜂雖然有蜂王、雄峰和工蜂之分，但它們屬于同種生物，是同種生物個(gè)體的總和。答案：DoDo例 2 2 下圖為

7、 A A、B B 兩個(gè)地區(qū)的人口年齡組成示意圖。設(shè) A A 地區(qū)的人口增長率為 a a, B B 地區(qū)的人口增長率為 b,b,那么，a a 與 b b 的數(shù)量關(guān)系是（）A A、a a b bB B、a avb bC C、 a a= b bD D、a a b b特征對種群的影響：決定種群大小和種群密度年齡組成類型, ,年齡組都會(huì)影響種群度年齡析與解：種群的年齡組成是指一個(gè)種群中各年齡段個(gè)體數(shù)目的比例。種群的年齡組成 大致可以分為增長型、穩(wěn)定型和衰退型三種類型。一個(gè)國家或一個(gè)地區(qū)的人口可以看做是一 個(gè)種群。將兩個(gè)地區(qū)的人口年齡組成示意圖進(jìn)行比較，分析各年齡段人口年占比例，就可以對這兩個(gè)地區(qū)的人口增

8、長率的高低進(jìn)行判斷。圖A A 所示人口中，各年齡段人口比例適中，人口增長正處于穩(wěn)定時(shí)期；圖 B B 所示人口中，年幼者和青壯年人數(shù)都大大超過中老年人數(shù)， 其年齡組成屬于增長型，人口密度會(huì)越來越大，人口增長率會(huì)高于圖A A 所示的人口增長率。答案：B B2019-2020 年高中生物生物群落的基本單位一一種群教案 4 蘇教版必引入達(dá)爾文曾計(jì)算了一對繁殖速度極慢的大象，在生活條件充足，沒有其他生物危害的情況下，僅在 750750 年后，就可以繁殖成 1.9X101.9X107頭大象的巨大種群。細(xì)菌以二分裂方式繁殖，如果在適宜的條件下,20,20 分鐘就可以繁殖一代，如果這樣計(jì)算，一晝 夜可以產(chǎn)生

9、2 272（約 4.74.7 X X 101021）個(gè)個(gè)體，重達(dá) 47224722 噸。但實(shí)際卻很難發(fā)生這樣爆發(fā)性增長的情 況，你知道這是什么原因嗎？教學(xué)過程Q基本知識一、 種群增長的“ J J”型曲線：在食物（養(yǎng)料）和生存空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量往往會(huì)連續(xù)增長。假設(shè)該種群的增長率不變， 將該種群的連續(xù)增長情況在坐標(biāo)系中表示出來，就會(huì)呈現(xiàn)“ J J ”型曲線，稱為種群增長的“ J J 型曲線。假設(shè)該種群的 起始數(shù)量為 No,No,每代的增長率均相同，即第二代的種群數(shù)量是第一代的入倍，那么，該種群的 t t 代以后的數(shù)量可用 NtNt 表示為：Nt=Nt= M M 入

10、七上述公式就是種群 J J 型增長方式的數(shù)學(xué)模型。二、 種群增長的“ S S”型曲線：在自然界中，環(huán)境條件是有限的，種群不可能無限增長。當(dāng)種群在一個(gè)有限的環(huán)境中增長時(shí)，隨著種群密度的上升，個(gè)體間對有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競爭必將加劇，以該種群生物為食的捕食者的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使這個(gè)種群的出生率降低，死亡率增高，從而使種群數(shù)量的增長率下降。當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值（即 K K 值）時(shí)，種群個(gè)體數(shù)量將停止增加。種群的這種增長方式在坐標(biāo)圖上 呈現(xiàn)“S S”型，稱為種群增長的“ S S”型曲線。三、 知識梳理類型：增長、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降r r 條件：理想條件下80+80+J

11、 J”型曲線數(shù)量計(jì)算公式：Nt=NoNt=No 入增長曲線常見種群：剛遷入新環(huán)境的種群（條件：自然或通常條件下%“S S”型曲線 K K 值、增長度及實(shí)踐應(yīng)用常見種群：在有限的環(huán)境條件條件下影響種群 自然因素：如氣候、食物、被捕食、傳染病種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，使人工控制的種群數(shù)的因素砍代森林、獵捕動(dòng)物和環(huán)境污染，使野生動(dòng)植物種群數(shù)量急劇減少研究種群數(shù)量變化的意義O要點(diǎn)解析1 1.“J J”型曲線是在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害、沒有疾病的理想條件下形成的，種群增長率保持穩(wěn)定不變，種群數(shù)量連續(xù)增長（無 K K 值）?！?J J”型數(shù)量增長的兩種情形: :a a 實(shí)驗(yàn)室條件下；b

12、b.當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境書時(shí)。2 2.種群增長的“ S S”型曲線：雖然物種具有巨大的增長潛力，但在自然界中，種群卻不能無限制地增長。因?yàn)殡S著種群數(shù)量的增長，環(huán)境的制約因素的作用也在增大，環(huán)境中制約種群增長的因素稱為環(huán)境阻力 （見下圖）。它包括同種個(gè)體之間對食物和空間的競爭加劇、疾病蔓延、捕食者因捕食對象的增多而增多等，從而導(dǎo)致死亡率增長、出生率降低，最終趨向平衡。因此，在自然環(huán)境中，種群的增長曲線是一個(gè)“S S”形曲線。種群達(dá)到環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的最大值，稱為環(huán)境的滿載量或負(fù)載能力，用K K 表示?！?s s ”型曲線“ J J ”型曲線前提條件環(huán)境資源有限環(huán)境資源無限種群增長率隨種群

13、密度上升而下降保持穩(wěn)定有無 K K 值有 K K 值無 K K 值，持續(xù)增加4.4.種群數(shù)量變化規(guī)律的意義在于為人類合理開發(fā)利用生物資源提供理論依據(jù)。其應(yīng)用: :a a .種群數(shù)量變化的規(guī)律在魚類的捕撈、放養(yǎng)中的應(yīng)用。如在湖泊中放養(yǎng)魚蝦，如果一次性放養(yǎng)的幼苗過多或延遲捕撈，由于環(huán)境的負(fù)載能力限制，都不能達(dá)到增產(chǎn)的目的；相反，如果大肆捕撈，使魚蝦數(shù)量大大減少，降到K K/ 2 2 值以下時(shí)，其種群往往要經(jīng)過相當(dāng)長的延滯期才能進(jìn)人指數(shù)增長期，對生產(chǎn)極為不利。b b.在害蟲、害獸防治方面的應(yīng)用。典型例題例 1 1 自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為“ S S”型增長曲線。下列有關(guān)種群“ S S”型增長的正

14、確 說法是種群數(shù)尾的變化數(shù)量變化人工因素 時(shí)間 1*3 3.兩種增長曲線比較如下表:A A、“ S S”型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B B、 種群增長率在各個(gè)階段是不同的C C、 “ S S”型增長曲線種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān)D D、 種群增長不受種群密度制約析與解 當(dāng)種群在一個(gè)有限的環(huán)境中增長時(shí)，隨著種群密度的上升，個(gè)體間對有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競爭加劇，以該種群生物為食物的捕食者的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使這個(gè)種群的出生率降低，死亡率增加，從而使種群數(shù)量的增長率下降，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大時(shí)，種群數(shù)量將停止增長而保持相對穩(wěn)定。可見，種群增長率在各個(gè)階段是不相同的。答

15、案：B B例 2 2:下圖為 w w、x x、Y Y、z z 四種條件下細(xì)菌種群的生長曲線，這四種條件是：W W 不斷提供食物、水、氧氣、除去廢物X X 隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，有害廢物積累Y Y 隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，無害物質(zhì)積累Z Z 隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，由于突變的原因出現(xiàn)了新的菌株，它們能代謝原有菌 種產(chǎn)生的有害廢物。以上四種生長條件 w w、x x、Y Y、z z 和四種生長曲線 I I、2 2、3 3、4 4 的對應(yīng)關(guān)系是下列的()。A A.W-1 1 X X -一 2 2 Y Y -3 3Z Z -4-4B B.X X 一1 1Y Y2 2Z Z一 3 3W W一 4 4C C.Y Y 一1 1Z Z一 2 2W W一 3 3X X一 4 4D D.X X 一1 1Y Y一 2 2W W一 3 3Z Z一 4 4析與解：本題主要考察種群數(shù)量變化規(guī)律的知識。經(jīng)分析四種生長條件和四種生長曲線可知，W W 由于不斷提供食物、水、氧氣并除去廢物，種群的數(shù)量會(huì)不受限制地連續(xù)增長， 形成“J J”型曲線，即曲線 3 3; X X:隨著時(shí)間的延續(xù)食物逐漸耗盡，細(xì)菌繁殖率下降。又由