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2019-2020年高中生物 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 第2課時(shí)示范教案 新人教版 導(dǎo)入新課 師 同學(xué)們好！上堂課我們主要學(xué)習(xí)了種群增長(zhǎng)的兩種方式，是哪兩種？ 生 一種呈“J”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)，另一種呈“S”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)。 師 這兩種曲線(xiàn)分別出現(xiàn)在什么樣的情況下？ 生 當(dāng)無(wú)環(huán)境阻力時(shí)，也就是食物、空間都是充裕的，沒(méi)有天敵、氣候適宜的情況下，呈“J”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)；當(dāng)有環(huán)境阻力的情況下，呈“S”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)。 師 自然界中，哪一種曲線(xiàn)出現(xiàn)得多呢？ 生 “S”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)。因?yàn)樽匀唤缰幸话愣际谴嬖谥鞣N環(huán)境阻力的。 師 那么，我們?cè)谝欢ǖ呐囵B(yǎng)液中，來(lái)培養(yǎng)酵母菌時(shí)，數(shù)量會(huì)是怎樣變化呢？根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)能不能作出假設(shè)呢？ 生 我覺(jué)得一開(kāi)始，酵母菌數(shù)量相對(duì)少的時(shí)候，培養(yǎng)液中的食物和空間都是足夠的，所以它的數(shù)量會(huì)快速增加；當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，酵母菌就要為食物和空間發(fā)生生存斗爭(zhēng)，數(shù)量不再上升，可能會(huì)維持在一個(gè)最大值，出現(xiàn)波動(dòng)。隨著培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗，最后，酵母菌的數(shù)量會(huì)越來(lái)越少。 師 大家覺(jué)得他的假設(shè)合理嗎？ （學(xué)生點(diǎn)頭） 師 假設(shè)到底正不正確，我們還是得用事實(shí)來(lái)說(shuō)話(huà)。這一周我們要做一個(gè)需連續(xù)觀察七天的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：觀察培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。 推進(jìn)新課 師 既然要觀察酵母菌種群的數(shù)量變化，首先我們必須得學(xué)會(huì)對(duì)酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果對(duì)一支試管中的培養(yǎng)液中的酵母菌逐個(gè)計(jì)數(shù)是非常困難的，我們可以采用抽樣檢測(cè)的方法。這兒要介紹一計(jì)數(shù)的好工具——血球計(jì)數(shù)板。血球計(jì)數(shù)板的中央有個(gè)計(jì)數(shù)室，里面有很多個(gè)小方格，小方格的面積為2 mm2 mm，一般溶液在小方格中能形成的厚度為0.1 mm，通過(guò)小方格范圍內(nèi)酵母菌數(shù)，來(lái)估計(jì)待測(cè)溶液中的數(shù)目。具體的操作過(guò)程：先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細(xì)菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。 師 根據(jù)我所介紹的血球計(jì)數(shù)板的規(guī)格，請(qǐng)你來(lái)推導(dǎo)出將一個(gè)小方格范圍內(nèi)的酵母菌數(shù)，換算成10 mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)的公式。 生 小方格的容積為0.4立方毫米，10 mL為10 000立方毫米，為小方格的容積的25 000倍。所以只要把小方格范圍內(nèi)的酵母菌數(shù)乘上25 000就是10 mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)了。 師 對(duì)。在計(jì)數(shù)時(shí)，還要注意一個(gè)問(wèn)題，就是在計(jì)數(shù)之前，建議將試管輕輕震蕩幾次，這是為什么？ 生 這樣可以保證抽樣檢測(cè)是隨機(jī)的，這樣產(chǎn)生的結(jié)果才能代表試管中的酵母菌總數(shù)。 師 如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，很難數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施？ 生 可以先稀釋?zhuān)儆?jì)數(shù)。數(shù)完后，只要不要忘了再乘上稀釋的倍數(shù)就行了。 師 計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格界線(xiàn)上的個(gè)體，該怎么計(jì)數(shù)？可以回憶在用樣方法調(diào)查種群密度時(shí)，對(duì)于邊界上的個(gè)體是怎么處理的。 生 也可以把頂邊、左邊和左角處的個(gè)體算在內(nèi)，其余的不算。 師 你覺(jué)得這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照嗎？如果需要，對(duì)照組該怎樣設(shè)計(jì)和操作；如果不需要，說(shuō)明理由。 生 要設(shè)置對(duì)照，對(duì)照組中，培養(yǎng)液的成分可以有所變化，其他條件都保持不變，觀察酵母菌的數(shù)量變化還是否相同。 師 那么，需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？ 生 要，每次實(shí)驗(yàn)都有偶然性存在，必須做重復(fù)實(shí)驗(yàn)才能說(shuō)明問(wèn)題。 師 這七天的實(shí)驗(yàn)結(jié)果怎么記錄呢？表格如何設(shè)計(jì)較合理？ （學(xué)生討論后，拿出幾種合理的表格） 師 下面請(qǐng)同學(xué)們先按照小組的形式進(jìn)行討論，拿出你們的探究方案，方法步驟要具體，要有可操作性。比如，每天什么時(shí)候來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)？計(jì)數(shù)時(shí)，大致數(shù)幾個(gè)小方格？如何進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)？重復(fù)實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行？等等。而且還要確定小組成員之間的分工。 （學(xué)生開(kāi)始討論，寫(xiě)探究方案） 師 就從今天開(kāi)始，按照你們的探究方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每天進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，把這七天的數(shù)據(jù)用曲線(xiàn)圖來(lái)表示出來(lái)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持你所作的假設(shè)。七天后，我們?cè)侔讶嗟钠骄邓愠?，根?jù)平均值重新畫(huà)酵母菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)，再和你們組的曲線(xiàn)圖進(jìn)行對(duì)照，分析原因。 （學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師予以指導(dǎo)） 師 這七天的實(shí)驗(yàn)大家都做得非常認(rèn)真。曲線(xiàn)圖也都畫(huà)出來(lái)了，大家相互之間交流一下，看看所畫(huà)的增長(zhǎng)曲線(xiàn)有沒(méi)有一個(gè)總的趨勢(shì)？ 生 有。大多是有一個(gè)先增加，后趨向于平衡，到最后有減少的趨勢(shì)。 師 那么，你有沒(méi)有分析過(guò)影響這種變化趨勢(shì)的原因是什么呢？ 生 我覺(jué)得有這幾方面的可能：一個(gè)和培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)，也可能和培養(yǎng)的空間有關(guān)，還可能跟酵母菌在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物有關(guān)。 課堂小結(jié) 師 酵母菌種群數(shù)量變化的觀察，使我們對(duì)種群增長(zhǎng)的方式有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。從中，大家也學(xué)到了生物學(xué)上所用的一些技術(shù)手段。而且，大家也能從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)分析產(chǎn)生這樣結(jié)果的原因。這正是科學(xué)研究所需要的。而且，如果你想證明你觀點(diǎn)的正確與否，最有力的證據(jù)還是實(shí)驗(yàn)。那么，如果我想證明酵母菌數(shù)量的變化和培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證呢？ 生 可以設(shè)置一個(gè)對(duì)照組，對(duì)照組不斷地更新培養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)成分，其他條件相同，同樣作出酵母菌的數(shù)量變化的曲線(xiàn)圖，兩圖進(jìn)行對(duì)照，如果確實(shí)發(fā)現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)成分充足的情況下，酵母菌的數(shù)量要比實(shí)驗(yàn)組在同時(shí)期多，那樣，就能證明這個(gè)觀點(diǎn)是正確的。 師 分析得很好。課后，根據(jù)你對(duì)影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素作出的推測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 板書(shū)設(shè)計(jì) 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 一、種群數(shù)量的變化（包括增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降） 1.建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 2.種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn) （1）產(chǎn)生條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下。 （2）特點(diǎn)：種群數(shù)量連續(xù)增長(zhǎng)，呈“J”型。 （3）產(chǎn)生情形：①實(shí)驗(yàn)室條件下 ②當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境時(shí) 3.“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 種群數(shù)量增長(zhǎng)公式：Nt=N0λt 4.種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn) （1）產(chǎn)生條件：資源和空間有限，而且存在天敵的條件下。 （2）特點(diǎn)：種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值（K值）后將停止生長(zhǎng)，有時(shí)在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。 5.種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 二、影響種群數(shù)量變化的因素 1.決定因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。 2.影響因素： （1）環(huán)境因素：水分、溫度、食物、天敵等。 （2）人為因素 3.研究意義：有利于野生生物資源的合理利用和保護(hù)、害蟲(chóng)的防治等 活動(dòng)與探究 主題：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化 步驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導(dǎo) 目 的 1 通過(guò)顯微鏡觀察，估計(jì)出10 mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量 可用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)前，要將試管輕輕震蕩幾次，使得估計(jì)比較準(zhǔn)確 （1）讓學(xué)生掌握血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的方法 （2）通過(guò)對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量連續(xù)7天的觀察，探究變化規(guī)律，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，繪制變化曲線(xiàn) （3）理解種群數(shù)量的變化，學(xué)會(huì)分析數(shù)量變化的原因 2 在適宜的條件下培養(yǎng)酵母菌，連續(xù)觀察7天，分別記錄下這7天的數(shù)值 每天的培養(yǎng)條件保持一致，在每天的同一時(shí)間取樣 3 將所得數(shù)據(jù)用曲線(xiàn)表示出來(lái)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 要標(biāo)明橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的種群增長(zhǎng)曲線(xiàn) 4 算出每一天全班各組數(shù)據(jù)的平均值，畫(huà)出酵母菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)，再和各小組的曲線(xiàn)進(jìn)行比較 仔細(xì)分析各小組的曲線(xiàn)圖，找出其中的差異，并能分析各種差異產(chǎn)生的原因 習(xí)題詳解 一、基礎(chǔ)題（課本P69） 1.提示：在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒(méi)有天敵等優(yōu)越條件下，種群可能會(huì)呈“J”型增長(zhǎng)。例如，澳大利亞昆蟲(chóng)學(xué)家曾對(duì)果園中薊馬種群進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)達(dá)14年的研究，發(fā)現(xiàn)在環(huán)境條件較好的年份，種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速，表現(xiàn)出季節(jié)性的“J”型增長(zhǎng)。在有限的環(huán)境中，如果種群的初始密度很低，種群數(shù)量可能會(huì)迅速增長(zhǎng)。隨著種群密度的增加，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇，因此，種群數(shù)量增加到一定程度就會(huì)停止增長(zhǎng)，這就是“S”型增長(zhǎng)。例如，柵列藻、小球藻等低等植物的種群增長(zhǎng)，常常具有“S”型增長(zhǎng)的特點(diǎn)。 2.（1）如426圖 圖4-2-6 （2）駝鹿引入到這個(gè)孤島上后，沒(méi)有天敵，氣候適宜，食物和空間都是充足的。 （3）作為食物的植物被大量吃掉，導(dǎo)致食物匱乏；自然災(zāi)害等。 3.鯽魚(yú)種群在某一池塘能增長(zhǎng)到的最大數(shù)量稱(chēng)為該池塘對(duì)鯽魚(yú)種群的容納量。 二、拓展題（課本P69） 這是涉及最大持續(xù)產(chǎn)量的問(wèn)題。關(guān)于最大持續(xù)產(chǎn)量，可以查閱生態(tài)學(xué)專(zhuān)著。還可以請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的人或訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)網(wǎng)站，了解單位面積水面應(yīng)放養(yǎng)的魚(yú)的數(shù)量。