1、教育精選第2節(jié)種群 1教學(xué)目標(biāo) 1了解科群和生物群落是生態(tài)學(xué)研究的兩個(gè)重要層次；了解種群的概念、特征和生物群落的結(jié)構(gòu)、概念，以及種群和生物群落的關(guān)系。2通過(guò)了解種群和群落的概念，促使學(xué)生參與形成概念的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生提高形成概念和運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、推理的思維能力。通過(guò)了解種群的特征及其相互關(guān)系和群落的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生全面地、聯(lián)系地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行種群和群落的生態(tài)調(diào)查，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。3通過(guò)了解種群和群落的概念，使學(xué)生樹立時(shí)空觀念和變化發(fā)展、相互聯(lián)系、統(tǒng)一整體等觀點(diǎn)。通過(guò)了解種群特征和群落結(jié)構(gòu)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行適應(yīng)、整體

2、等生命科學(xué)觀點(diǎn)教育，并注意聯(lián)系人類種群對(duì)學(xué)生進(jìn)行人口教育。2學(xué)情分析 學(xué)生對(duì)于這塊內(nèi)容有耳熟能詳?shù)牟糠郑狈ο到y(tǒng)的理論知識(shí)，如何把已有的知識(shí)系統(tǒng)化，理論化是學(xué)生需要解決的問(wèn)題。3重點(diǎn)難點(diǎn) 1種群的特征。2種群數(shù)量的變化。3生物群落的概念。4教學(xué)過(guò)程 第一學(xué)時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1、了解種群的概念。2、理解不同種群數(shù)量的變化。3、提高學(xué)生分析與推理的能力。學(xué)時(shí)重點(diǎn) 1種群的特征。學(xué)時(shí)難點(diǎn) 1、種群特征的理解    教學(xué)活動(dòng) 活動(dòng)1【講授】第一課時(shí) 一、種群的概念和研究種群的意義質(zhì)疑：生活在一個(gè)養(yǎng)魚池中的生物有浮游植物、浮游動(dòng)物、各種魚類、還有多種微生物，每種生物

3、的總和構(gòu)成了什么?(要求學(xué)生答出“種群”)接著教師講述：以養(yǎng)殖魚種鰱魚為例，它由魚苗、小魚和大魚組成的鰱魚個(gè)體種群，這是一個(gè)種群，它是鰱魚存在的一種形式。其他各種生物在這個(gè)養(yǎng)魚池空間內(nèi)，也是由不同年齡個(gè)體組成的不同的種群而存在。師生歸納種群的概念：種群是指一定空間和時(shí)間內(nèi)，同種生物個(gè)體的總和，是物種存在的基本形式。提問(wèn)：從1999年開始，我國(guó)在海域?qū)嵭蟹拘轁O制度，這一制度的實(shí)施有何意義?要求學(xué)生答出，使魚類得以生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，促進(jìn)魚類資源的可持續(xù)發(fā)展。那么，伏季休漁制度的出臺(tái)，首先必須了解各種魚的種群數(shù)量(種群內(nèi)的個(gè)體數(shù))的變化規(guī)律，而種群數(shù)量的變化與種群的特征有著必然的聯(lián)系，這就是研究種

4、群特征的必要性。二、種群的特征同一種群內(nèi)的個(gè)體具有傳粉、交配和繁殖的機(jī)會(huì)，也就是說(shuō)種群是物種存在和繁殖的基本單位。雖然是由許多同種個(gè)體組成的，但它決不是個(gè)體的簡(jiǎn)單相加，因?yàn)槊總€(gè)種群的個(gè)體相互不是孤立存在的，而是通過(guò)種內(nèi)關(guān)系組成了一個(gè)有機(jī)的整體。種群具有個(gè)體不具備的特征：種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例等。1種群密度種群密度是指單位空間內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量。在同樣的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度是不同的，而同一物種的種群密度又是可變的，種群數(shù)量是變動(dòng)的不固定的，例如，一片農(nóng)田中的東亞飛蝗，在夏天種群密度較高，秋末天氣較冷時(shí)則種群密度降低。但是，這種變動(dòng)是穩(wěn)定的，呈現(xiàn)出種群數(shù)量波動(dòng)的周期

5、性變化。例如，棲息在凍原地帶的北極鳥、北極狐和環(huán)頸旅鼠大約每隔4年大發(fā)生一次；雪兔和猞猁數(shù)量的最大值每隔910年出現(xiàn)一次。種群密度變動(dòng)的原因一般認(rèn)為是出生率和死亡率、遷入和遷出這兩組過(guò)程綜合作用的結(jié)果，因此，凡是影響出生率和死亡率、遷入和遷出的因素，都會(huì)影響種群密度的大小。怎樣才能正確地估計(jì)整個(gè)種群的種群密度呢?研究者通常采用只計(jì)數(shù)種群的一小部分；即標(biāo)志重捕法來(lái)估計(jì)某種群的種群密度。例如，對(duì)某地段鼠的種群密度調(diào)查中，第一次捕獲并標(biāo)志39只鼠，第二次捕獲34只鼠，發(fā)現(xiàn)有標(biāo)志鼠15只。設(shè)該種群數(shù)量為N，則N39=3415  N=(39×34)/15=88(只)。2出生率和死亡率

6、出生率是指種群由單位數(shù)量的個(gè)體在單位時(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。死亡率是指種群中單位數(shù)量個(gè)體在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目。教師強(qiáng)調(diào)：出生率和死亡率是針對(duì)種群而言的，并非指種群中的某個(gè)個(gè)體，是決定種群大小和種群密度的重要因素。例如，我國(guó)控制人口的增長(zhǎng)，關(guān)鍵是控制人口的出生率，因此，我國(guó)已經(jīng)把計(jì)劃生育列為一項(xiàng)基本國(guó)策。3年齡組成年齡組成是指一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。其類型可大致分為三種，即增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型 質(zhì)疑：種群三種類型的年齡組成與種群密度有何關(guān)系?講解 （1）增長(zhǎng)型種群的特點(diǎn)是種群中幼年的個(gè)體非常多，年老的個(gè)體很少，這樣的種群基部寬闊，頂端狹窄，也充分

7、證實(shí)了上述特征。這樣的種群出生率大于死亡率，是一個(gè)迅速增長(zhǎng)的種群。種群密度將逐漸增大。（2）穩(wěn)定型種群的特點(diǎn)是種群中各年齡段的個(gè)體比例適中，錐體從基部到頂端的寬度是基本相當(dāng)?shù)模@樣的種群出生率和死亡率大體相等，種群密度在一定時(shí)間和空間內(nèi)將保持相對(duì)的穩(wěn)定。（3）衰退型種群的特點(diǎn)是種群中幼年的個(gè)體較少，而成體和老年的個(gè)體較多，錐體的基部較狹窄而頂端較寬，反映出種群的死亡率大于出生率，是一個(gè)趨向于衰退滅絕的種群，種群密度將越來(lái)越小。教師強(qiáng)調(diào)：種群的年齡組成是通過(guò)出生率和死亡率來(lái)影響種群密度的。可表示如下：在種群中當(dāng)其出生率與死亡率相等時(shí)，各年齡階段的個(gè)體數(shù)也基本上保持不變。4性別比例種群的性別比例是

8、指種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。大致分為三種類型：（1）雌雄相當(dāng)，多見于高等動(dòng)物；（2）雌多于雄，多見于人工控制的種群，如雞等；（3）雄多于雌，多見于營(yíng)社會(huì)性生活的昆蟲，如蜜蜂、螞蟻等。質(zhì)疑：種群的性別比例是怎樣影響種群密度的呢?教學(xué)討論：（1）如果各年齡階段中雌雄個(gè)體數(shù)量相當(dāng)，雌雄個(gè)體就有充分的交配繁殖機(jī)會(huì)，決定了較高的出生率，種群密度將逐漸增大，多見于高等動(dòng)物。（2）如果雌多于雄或雄多于雌的種群，性別比例失調(diào)，個(gè)體間交配繁殖的機(jī)會(huì)較少，這樣的種群其出生率較低，種群密度也將逐漸減少。因此，在人類中反對(duì)用超聲波(B超)，為人們選擇性別的出生。 第二學(xué)時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1、理解生物群落的概念2、學(xué)會(huì)區(qū)別

9、不同的生物群落3、植物群落的分層現(xiàn)象4、了解生物與環(huán)境的相互作用（包括環(huán)境中非生物因素對(duì)生物的影響、生物生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響、生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)、生物與非生物之間的相互關(guān)系等）學(xué)時(shí)重點(diǎn) 1、理解種群數(shù)量的變化學(xué)時(shí)難點(diǎn) 1、理解種群數(shù)量的變化    教學(xué)活動(dòng) 活動(dòng)1【講授】群落 一教學(xué)過(guò)程導(dǎo)課1提問(wèn)學(xué)生：種群的特征主要包括哪些內(nèi)容。2教師講解：種群特征直接影響著種群數(shù)量的變化，而種群研究的核心問(wèn)題是種群數(shù)量的變化規(guī)律，有著重大的實(shí)踐意義。二教學(xué)目標(biāo)達(dá)成三、種群數(shù)量的變化種群數(shù)量是有變動(dòng)的，在內(nèi)外條件合適時(shí)，種群數(shù)量就增加；條件不合適時(shí)，種群數(shù)量就會(huì)減少；種群

10、數(shù)量保持不變的情況是少見的。種群數(shù)量變動(dòng)取決于出生率和死亡率，遷人和遷出這兩組對(duì)立的過(guò)程。出生和遷入是種群增加的因素，死亡和遷出是種群減少的因素。下面主要分析種群的增長(zhǎng)。1種群增長(zhǎng)的“J”型曲線（1）“J”型曲線形成的條件(指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文)在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量往往會(huì)連續(xù)增長(zhǎng)。以某種動(dòng)物為例，假定種群的數(shù)量為N0，年增長(zhǎng)率(指第二年的種群數(shù)量除以第一年的種群數(shù)量所得的倍數(shù))為，該種群每年的增長(zhǎng)率都保持不變，那么一年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：N1=N0二年后為N2=N1=N02；t年后則應(yīng)為Nt=N0t。如果繪成曲線圖(指數(shù)曲線)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)呈“

11、J”型曲線 。種群遷人一個(gè)新環(huán)境后，常常在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)“J”增長(zhǎng)。例如，在20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入到美國(guó)的一個(gè)島嶼，這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)大致符合“J”型曲線。（2）“J”型曲線的生物學(xué)含義“J”型曲線在更多的時(shí)候，它并不是種群增長(zhǎng)的實(shí)際狀況，例如，環(huán)頸雉實(shí)際增長(zhǎng)曲線和理論上的“J”型曲線是大致符合，而它的生物學(xué)含義是反映了“種群增長(zhǎng)的潛力或者趨勢(shì)”。2種群增長(zhǎng)的“S”型曲線（1）形成“S”型曲線的制約因素自然種群不可能長(zhǎng)期地按“J”型曲線增長(zhǎng)。如一對(duì)蒼蠅、一個(gè)細(xì)菌若按“J”型曲線增長(zhǎng)，不用很長(zhǎng)時(shí)間，就能充滿地球上的一切空間。因此，種群不可能無(wú)限地長(zhǎng)時(shí)間地呈“J”型增長(zhǎng)。當(dāng)種群在一個(gè)

12、有限的環(huán)境中增長(zhǎng)時(shí)，隨著種群密度的上升，個(gè)體間對(duì)有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)也將加劇，這必然要影響到種群的出生率和死亡率，從而降低種群的實(shí)際增長(zhǎng)率，一直到停止生長(zhǎng)，甚至使種群下降。這種增長(zhǎng)方式用坐標(biāo)圖表示出來(lái)就會(huì)呈“S”型曲線 。（2）“S”型曲線的特點(diǎn)種群在生長(zhǎng)的環(huán)境中，存在著限制種群增長(zhǎng)的因素(可能是有限的食物、可能是廢物的積累，可能是環(huán)境條件的變化，也可能是種內(nèi)或種間的相互作用等)，因此，種群數(shù)量的增長(zhǎng)不可能是“J”型的，而是“S”型的，其特點(diǎn)是：S曲線上有一個(gè)漸近線(K值)，即“S”型增長(zhǎng)曲線漸近于K值，但不會(huì)超過(guò)K值即環(huán)境容量。曲線的變化是逐漸的、平滑的，而不是驟然的。有

13、一位生態(tài)學(xué)家曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5 mL培養(yǎng)液中，加人5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn) 試分析K值。教學(xué)討論： 大草履蟲在這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下的最大種群數(shù)量是375個(gè)，這就是該實(shí)驗(yàn)種群的K值。（3）種群增長(zhǎng)的“J型和“S”型曲線的比較教師分析：種群數(shù)量的“J型”和“S型”增長(zhǎng)是兩種典型情況，雖不一定完全與自然界中種群增長(zhǎng)的實(shí)際情況相吻合，但它說(shuō)明了種群增長(zhǎng)有的接近J型，有的接近S型，中間有許多過(guò)渡類型。即使同一物種在不同的環(huán)境條件下，也會(huì)有不同形狀的增長(zhǎng)曲線。另外，自然種群的數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，仍有變動(dòng)，其變動(dòng)方式或有周期性，或不規(guī)則，穩(wěn)定在K值上不變是不現(xiàn)實(shí)

14、的。當(dāng)一個(gè)種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，常常在一定時(shí)期內(nèi)呈“J”型增長(zhǎng)。兩種增長(zhǎng)曲線的差異，要在于環(huán)境阻力或者擁擠效應(yīng)的作用。師生共同比較兩種增長(zhǎng)曲線。種群兩種增長(zhǎng)曲線比較“S”型曲線“J”型曲線前提條件環(huán)境資源有限環(huán)境資源無(wú)限種群增長(zhǎng)率隨種群密度上升而下降保持穩(wěn)定有無(wú)K值有K值無(wú)K值（4）影響種群數(shù)量變化因素影響種群數(shù)量變化的因素有：種內(nèi)因素、種間因素和其他非生物因素（如氣候、尤其是人類活動(dòng)對(duì)自然界中種群數(shù)量變化的影響越來(lái)越大）。人類活動(dòng)對(duì)自然界中種群數(shù)量變化的影響：一方面，隨著種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，受人工控制的種群數(shù)量在不斷增加；另一方面，生物生存環(huán)境的破壞和污染等，使許多野生動(dòng)植物的種群數(shù)量急劇

15、減少。這種現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，將會(huì)使人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展面臨困境。關(guān)于這方面的內(nèi)容，我們將在第九章進(jìn)一步探討。教師強(qiáng)調(diào)：無(wú)論哪種因素和什么因素，它們都是通過(guò)影響種群出生率、死亡率或遷移率而起著控制種群數(shù)量的作用的。四、研究種群數(shù)量變化的意義指導(dǎo)學(xué)生閱讀P95的課文內(nèi)容。教師歸納：研究種群的數(shù)量變化規(guī)律，不僅具有一定的理論意義，而且具有重大的實(shí)踐意義。例如，在對(duì)待魚類的捕撈問(wèn)題上，人們總是希望每年既能捕到較多的魚，又不危及魚類種群以后的持續(xù)生存，也就是希望長(zhǎng)期獲得較高的魚產(chǎn)量。因此，我國(guó)科學(xué)工作者，在研究捕撈量與種群數(shù)量變化之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，調(diào)查統(tǒng)計(jì)我國(guó)海域魚類各種群的現(xiàn)有數(shù)量，對(duì)魚類各種群的數(shù)量

16、變化做出預(yù)測(cè)，制定出了伏季休漁的政策。總之，種群的數(shù)量變化規(guī)律是種群研究的核心問(wèn)題。五、生物群落的概念在自然界中，任何一個(gè)種群都不是單獨(dú)存在的，而是與其他種群通過(guò)種間關(guān)系緊密聯(lián)系的。生活在一定的自然區(qū)域內(nèi)，相互之間具有直接或間接關(guān)系的各生物種群的總和，叫做生物群落，簡(jiǎn)稱群落。例如，一片農(nóng)田的所有生物，既包括植物和動(dòng)物，又包括各種微生物。提問(wèn)：群落和種群的區(qū)別和聯(lián)系各是什么呢?要求答出：(1)區(qū)別：種群是指一定空間和時(shí)間內(nèi)同種生物個(gè)體的總和，是種內(nèi)關(guān)系的研究范圍，而群落是由生活在一定自然區(qū)域內(nèi)，相互之間具有直接或間接關(guān)系的所有種群的總和，是種間關(guān)系的研究范圍。(2)聯(lián)系：種群是群落的基本單位，群

17、落是各個(gè)生物種群的有機(jī)集合體。六、生物群落的結(jié)構(gòu)群落內(nèi)部不同生活型的生物在空間上的配置格局叫群落的結(jié)構(gòu)，它包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。1垂直結(jié)構(gòu)在垂直方向上，生物群落具有明顯的分層現(xiàn)象。為什么在群落中，各個(gè)生物種群在空間具有分層現(xiàn)象呢?現(xiàn)在我們舉例說(shuō)明原因。(1)在森林群落中，植物明顯劃分為喬木層、灌木層和草本層。從植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)角度分析，喬木層的植物生活在森林的頂層，都屬于陽(yáng)生植物，也就是說(shuō)，喬木層的植物只有在較強(qiáng)光照條件下，才能正常生長(zhǎng)，而灌木層植物屬于耐陰植物，能適應(yīng)弱光環(huán)境，草本層植物都是陰生植物，在較弱光照下才能正常生長(zhǎng)。所以森林中植物的分層現(xiàn)象是生物適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。事實(shí)上，陽(yáng)光射人森林后，絕大部分被喬木樹冠攝取，射到灌木層的陽(yáng)光大約只有l(wèi)0%，到達(dá)地面的陽(yáng)光只有1%，因此底層的植物只有在微弱的陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用。(2)在森林群落中，鳥類的分層