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2019-2020年高二生物種群和生物群落(二課時) 教學(xué)目的 1、種群的特征（C：理解） 2、種群數(shù)量的變化（C：理解） 3、研究種群數(shù)量變化的意義（C：理解） 4、生物群落的概念和結(jié)構(gòu)（C：理解） 教學(xué)重點 1、種群的特征 2、種群數(shù)量的變化 3、生物群落的概念 教學(xué)難點 種群數(shù)量的變化 教學(xué)用具 種群年齡組成的三種類型圖、我國人口數(shù)量變化圖、某海島上環(huán)頸雉種群的增長圖、 大草履蟲種群的增長曲線圖、森林生物群落的垂直結(jié)構(gòu)圖、森林生物群落的水平結(jié)構(gòu)圖 教學(xué)方法 講授法、討論法 課時安排 2課時 第一課時 在漁業(yè)生產(chǎn)中，沿海的漁民常常碰到這樣的問題：該捕撈多少魚蝦，才能既獲得好的收益又能持續(xù)發(fā)展；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，怎樣才能控制害蟲的數(shù)量呢？要解決這些問題，必須研究生物的群體單位——種群和生物群落。 一、種群 我們知道，種群是生活在同一地點的同種生物的一群個體，是在一定空間和時間內(nèi)的同種生物個體的總和。例如，一片草地上的全部蒲公英；一片農(nóng)田的全部東亞飛蝗。 如果某種生物對人類是有益的，人們總是希望它們越來越多；如果某種生物對人類是有害的，人們總想使它們越來越少。由此可見，種群研究的核心問題是種群數(shù)量的變化規(guī)律。而要研究種群數(shù)量的變化，首先要了解種群的一些特征。這些特征主要包括種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例等。 二、種群的基本特征 1、種群密度 （1）種群密度的概念 種群密度是指單位空間內(nèi)某種群的個體數(shù)量。 （2）種群密度的測定方法---取樣調(diào)查法 實際研究中，不可能逐一計數(shù)某個種群的個體總數(shù)，如何測定某物種的種群密度呢？常用的是取樣調(diào)查法，即計數(shù)種群的一小部分，估計整個種群的密度。 ①樣方調(diào)查法 要測定某地的某種植物的種群密度，常用的取樣調(diào)查法是樣方調(diào)查法，實驗3介紹的就是這種方法。 ②標(biāo)志重捕法 要測定某地的某種動物的種群密度，常用的取樣調(diào)查法是標(biāo)志重捕法。標(biāo)志重捕法就是在被調(diào)查的種群的生存環(huán)境中捕獲一部分個體，將這些個體標(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)志個體占總捕獲數(shù)的比例，來估計該種群的數(shù)量。 公式是種群數(shù)量N=（標(biāo)志個體數(shù)X重捕個體數(shù)）/重捕標(biāo)志數(shù) （3）種群密度的特點 種群密度是種群的重要特征。種群密度隨環(huán)境條件和物種的不同而不同。 ①相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。例如，經(jīng)過測定，我國某地的野驢，平均每100km2不足兩頭，而同一地區(qū)的灰倉鼠，平均每100km2有數(shù)十萬只。 ②不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度也不同。例如，在一片農(nóng)田中的東亞飛蝗，夏天種群密度較高，秋未則降低。 種群密度為什么會發(fā)生變化呢？這需要我們繼續(xù)來研究種群的其他特征。 2、出生率和死亡率 （1）概念 出生率是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目。死亡率是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目。 （2）對種群密度的影響 出生率和死亡率與種群密度的關(guān)系如何呢？出生率高于死亡率，種群密度增加；出生率低于死亡率，種群密度下降。 出生率減去死亡率就是人口的自然增長率。例如，長期以來，我國人口的出生率高，死亡率低，導(dǎo)致我國人口增長很快。（投影片：我國人口數(shù)量變化曲線圖） 因此，在死亡率低的前提下，要想控制我國人口的過快增長，只能控制人口的出生率，實行計劃生育政策。 出生率和死亡率是決定種群密度和種群大小的重要因素。另外，與出生率和死亡率密切相關(guān)的是種群的年齡組成。 3、年齡組成 （1）概念 年齡組成是指一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。種群的年齡組成可用于預(yù)測種群密度的變化趨勢。按變化趨勢分，一般將年齡組成分為三種類型：增長型、穩(wěn)定型和衰退型。（投影片：年齡組成的三種類型） （2）對種群密度的影響----增長型、衰退型、穩(wěn)定型 ①增長型 特征：種群中年幼的個體很多，老年個體很少。這樣的種群正處于發(fā)展時期，種群密度會逐漸增大。 ②穩(wěn)定型 特征：種群中各年齡期的個體數(shù)目比例適中。這樣的種群正處于穩(wěn)定時期，種群密度在一段時間內(nèi)會保持穩(wěn)定。 ③衰退型 特征：種群中年幼的個體較少，而老年個體很多。這樣的種群正處于衰退時期，種群密度會逐漸減小。 研究種群的年齡組成，對于預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢具有重要意義。與出生率有關(guān)的另一個種群特征是種群的性別比例。 4、性別比例 （1）概念 性別比例是指種群中雌雄個體數(shù)目的比例。 （2）對種群密度的影響 種群的性別比例失調(diào)，出生率就會下降，種群密度就會明顯降低。例如，生產(chǎn)上常利用性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，破壞了害蟲種群正常的性別比例，使很多雌性個體不能完成交配，使害蟲的種群密度明顯降低，達(dá)到事半功倍的殺蟲效果。 性別比例是通過影響出生率來影響種群密度的。 種群除了以上所講的特征外，還有遷人和遷出等特征。 綜上所述，種群數(shù)量的變化是種群研究的核心問題。種群密度是種群的重要特征，出生率和死亡率、年齡組成、性別比例以及遷人和遷出等都可以影響種群的數(shù)量變化。其中出生率和死亡率、遷入和遷出是決定種群數(shù)量變化的主要因素，年齡組成、性別比例是預(yù)測種群數(shù)量變化的主要依據(jù)。 板 書 第二節(jié) 種群和生物群落 一、種群 二、種群的基本特征： 1、種群密度 （1）種群密度的概念： （2）種群密度的測定方法---取樣調(diào)查法 ①樣方調(diào)查法（植物） ②標(biāo)志重捕法（動物） （3）種群密度的特點 ①相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同 ②不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不同 2、出生率和死亡率 （1）概念 （2）對種群密度的影響 出生率高于死亡率，種群密度增加；出生率低于死亡率，種群密度下降 3、年齡組成 （1）概念： （2）對種群密度的影響----增長型、衰退型、穩(wěn)定型 4、性別比例 （1）概念： （2）對種群密度的影響 比例失調(diào)——種群密度減少 總結(jié) 種群研究的核心問題：種群數(shù)量的變化——出生率和死亡率、遷入和遷出 種群數(shù)量的預(yù)測——年齡組成、性別比例 第二課時 據(jù)《光明日報》報道，“澳大利亞野兔成災(zāi)。估計在這片國土上生長著六億只野兔，它們與牛羊爭牧草，啃樹干，造成大批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成一億美元的財產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅?！? “澳洲本來沒有兔子，一八五九年，一個叫托馬斯奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了二十四只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀(jì)之后，這二十四只野兔的后代達(dá)到六億只之多?！? 一只野兔是一個個體，澳大利亞的全部野兔屬于一個種群。澳大利亞野兔成災(zāi)，實際上是種群的數(shù)量變化問題。澳大利亞野兔為什么成災(zāi)？成災(zāi)后人們該采取什么樣的對策？這節(jié)課我們就來研究種群數(shù)量的變化。請大家閱讀課本P75--76，注意分析影響種群數(shù)量變化的因素。 三、種群的數(shù)量變化極其影響因素 在各種因素的綜合影響下，種群數(shù)量經(jīng)常會發(fā)生各種變化。種群數(shù)量的變化包括增長、波動、穩(wěn)定和下降等。下面我們主要研究種群的增長。 （一）種群數(shù)量的增長 種群數(shù)量的增長有兩種類型。 1、種群增長的“J”型曲線 （投影片：某海島上環(huán)頸雉種群的增長圖；我國人口數(shù)量變化曲線圖） 在食物或養(yǎng)料充足，空間條件充裕，氣候適宜，沒有敵害等理想條件下，這兩個種群增長的共同特點是增長率不變，種群數(shù)量呈幾何級數(shù)連續(xù)增長，在坐標(biāo)曲線上大致呈“J”型，故稱為種群增長的“J”型曲線。（注意與影響種群數(shù)量變化的四種因素對照） 種群遷入一個新環(huán)境后，在一定時期內(nèi)種群的增長大致符合“J”型曲線。 2、種群增長的“S”型曲線 （投影片：大草履蟲種群的增長曲線圖；某島嶼綿羊種群的增長曲線圖） 在空間有限、食物有限、有捕食者存在等非理想條件下，兩個種群增長的共同特點是種群不可能按“J”型曲線無限增長，種群的增長率逐漸下降。當(dāng)種群增長到一定程度達(dá)到環(huán)境條件允許的最大值（K）后，數(shù)量就會停止增長，這種增長方式用坐標(biāo)表示出來呈“S”型曲線，故稱為種群增長的“S”型曲線。 為什么這兩個種群的數(shù)量不能無限增長呢？這是因為在有限的環(huán)境條件中，隨著種群密度的增大，種內(nèi)斗爭必將加劇，捕食者也會增加，種群的出生率就會降低，死亡率增高，增長率下降。 總之，在理想的環(huán)境條件下，種群數(shù)量連續(xù)增長，呈現(xiàn)“J”型曲線；在有限的環(huán)境條件下，種群數(shù)量的增長率逐漸下降，呈現(xiàn)“S”型曲線。 現(xiàn)在我們再來想一想，為什么澳大利亞的野兔會成災(zāi)而其他地區(qū)的野兔卻沒有成災(zāi)呢？ 這是因為澳大利亞的氣候適宜，空間充裕，牧草繁盛，沒有敵害，所以澳大利亞的野兔種群呈“J”型曲線增長。而其他地區(qū)的環(huán)境條件是有限的。 那么，如何來控制野兔種群的增長呢？ 我們不能改變澳大利亞的氣候，也不可能縮小空間，更不能減少牧草，只能引入野兔的天敵。 據(jù)報道，“二十世紀(jì)五十年代，科學(xué)家采用載液瘤病毒殺死了百分之九十的野兔，澳大利亞人才算松了一口氣。” （二）影響種群數(shù)量變動的因素 1、影響種群數(shù)量變動的因素 (1) 決定因素 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入和遷出等決定的。 （2）影響因素 凡是影響種群的出生率和死亡率、遷入和遷出的因素，都會引起種群數(shù)量的變化。這些因素中有自然因素，例如，土壤、污染、氣候、食物、被捕食、傳染病等因素；也有人為因素。在現(xiàn)代社會中，對種群數(shù)量變化的影響越來越大的是人類的活動。 2、種群密度的反饋調(diào)節(jié) （1）種內(nèi)斗爭（種群特征）與種群密度的反饋調(diào)節(jié) 種內(nèi)斗爭 出生率 種群密度 死亡率 （2）種間關(guān)系與種群密度的反饋調(diào)節(jié) 捕食 捕食 其他種群的數(shù)量 種間 關(guān)系 出生率 種群密度 死亡率 （3）外界因素（氣候、土壤和污染）與種群數(shù)量變動 （三）研究種群數(shù)量變化的意義 研究種群數(shù)量變化的規(guī)律，可以為防治害蟲提供科學(xué)依據(jù)，還可幫助人們對野生生物資源進(jìn)行合理的利用和保護(hù)。 下面我們就來分析討論一下實際問題。 據(jù)《山西日報》報道，“由于去冬今春嚴(yán)重干旱，以蝗蟲為主的病蟲害在我省由南到北大面積發(fā)生?！? 蝗蟲是對農(nóng)業(yè)危害極大的害蟲，蝗災(zāi)發(fā)生的主要原因是什么呢？ A、食物不是主要原因，因為蝗災(zāi)的發(fā)生與糧食增產(chǎn)并無直接聯(lián)系。 B、空間條件也不是主要原因，因為蝗災(zāi)發(fā)生時空間并無變化。 C、也不可能是沒有敵害，因為蝗災(zāi)發(fā)生，它的大敵應(yīng)該增多。 D、主要原因是氣候條件。 又例如，水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)戶在一個池搪中放養(yǎng)了鯉魚，每年捕撈多少才算合適呢？ 合理的捕撈量與K值有關(guān)，一般為K/2，因為這樣，種群的增長量最大。 通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解了種群的特征，種群的數(shù)量變化，知道了種群是自然界中生物存在的群體單位。 但是，在自然界中，一個種群是不可能單獨存在的，它必然與其他種群通過種間關(guān)系有著緊密聯(lián)系。 四、生物群落 1、生物群落的概念 在一定自然區(qū)域內(nèi)，相互之間具有直接或間接關(guān)系的各種生物的總和，叫做生物群落，簡稱群落。 2、生物群落的特點 （1）生物群落具有一定的結(jié)構(gòu) ①生物群落結(jié)構(gòu)的概念 生物群落都是由多個種群組成的，各個生物種群之間具有直接或間接的關(guān)系。生物群落的結(jié)構(gòu)是指群落中各個不同種群分別占據(jù)不同的空間，形成一定的結(jié)構(gòu)（空間的配置情況）。 ②生物群落的結(jié)構(gòu) A、群落的垂直結(jié)構(gòu)（森林群落垂直結(jié)構(gòu)圖） 在垂直方向上，由于光照和食物等的影響，生物群落具有明顯的分層現(xiàn)象，這就是生物群落的垂直結(jié)構(gòu)。例如，森林群落中，動植物都分上、中，下三層；湖泊中的生物也有分層現(xiàn)象（與光、溫度、食物、含氧量有關(guān)）。 植物的分層分布與光照強(qiáng)度有關(guān)。群落中的光照強(qiáng)度總是隨著高度的下降而逐漸減弱。但在高山植物群落中，不同海拔地帶的植物呈垂直分布主要是溫度的制約。動物的分層與其食物和棲息場所等有關(guān)。群落中植物的分層現(xiàn)象決定了動物的分層現(xiàn)象。（金榜P71） B、群落的水平結(jié)構(gòu)（森林群落的水平結(jié)構(gòu)圖） 在水平方向上，由于光照強(qiáng)度、地形、濕度等的影響，不同地段分布著不同的種群，種群的密度也有差別。這種在水平方向上分區(qū)的現(xiàn)象，就是生物群落的水平結(jié)構(gòu)。 垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)是生物群落的空間結(jié)構(gòu)，生物群落還有演替等現(xiàn)象，同學(xué)們課后閱讀課本P79的有關(guān)資料。 ③群落空間結(jié)構(gòu)的意義 A、垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)都與環(huán)境中生態(tài)因素有關(guān)，垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)都是在長期的自然選擇基礎(chǔ)上形成的對環(huán)境的適應(yīng)。 B、生物在垂直方向和水平方向上的位置配置使群落中的資源得到充分、合理地利用。 （2）生物群落具有物種的多樣性，具有一定的優(yōu)勢物種。 （3）群落內(nèi)不同種群之間具有典型的食物關(guān)系，生物群落具有一定的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。 總結(jié) 在一定區(qū)域內(nèi)的生物，同種的個體形成種群，不同的種群形成生物群落。 種群具有種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例等特征。環(huán)境中的各種生態(tài)因素都可能影響種群的數(shù)量變化，在理想條件下，種群的增長呈現(xiàn)“J”曲線，在有限的環(huán)境條牛下，種群的增長呈現(xiàn)“S”型曲線。了解種群的數(shù)量變化規(guī)律對人們的生產(chǎn)生活實踐有著重要意義。 生物群落在空間上有垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。 板 書 第二節(jié) 種群和生物群落 三、種群數(shù)量的變化極其影響因素 （一）種群數(shù)量的增長 1、種群增長的“J”型曲線 特點：連續(xù)增長，增長率不變 條件：理想條件 2、種群增長的“S”型曲線 特點：級種群密度增加→增長率下降→最大值（K）穩(wěn)定 條件：自然條件（有限條件） （二）影響種群數(shù)量變動的因素 1、影響種群數(shù)量變動的因素 （1）決定因素 （2）影響因素（自然因素：氣候、食物、被捕食和傳染??；人為因素：人類活動） 2、種群密度的反饋調(diào)節(jié) （1）種內(nèi)斗爭與種群密度的反饋調(diào)節(jié) （2）種間關(guān)系與種群密度的反饋調(diào)節(jié) （3）外界因素（氣候、土壤和污染）與種群數(shù)量變動 （三）研究種群數(shù)量變化的意義 四、生物群落 1、生物群落的概念 2、生物群落的特點 （1）生物群落具有一定的結(jié)構(gòu) ①生物群落結(jié)構(gòu)的概念 ②生物群落的結(jié)構(gòu) ③群落空間結(jié)構(gòu)的意義 （2）生物群落具有物種的多樣性，具有一定的優(yōu)勢物種 （3）群落內(nèi)不同種群之間具有典型的食物關(guān)系，生物群落具有一定的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 思考題： 1、讀剪報：“可是，好景不長。到了二十世紀(jì)五十年代，人們發(fā)現(xiàn)野兔又多了起來。 原來，新一代的野兔己對粘液瘤病毒產(chǎn)生了免疫力?！闭埻瑢W(xué)們根據(jù)所學(xué)知識幫助澳大利亞 人解決這個問題。（用新種病毒來解決） 2、草原的牧民承包了一片草場，要想取得好的經(jīng)濟(jì)效益，必須確定合理的載畜量。為 什么？（草場的環(huán)境條件是有限的，如草的產(chǎn)量等，牲畜過多，食物不足，畜產(chǎn)品的產(chǎn)量高， 而且過度放牧容易造成草場的毀壞；牲畜過少，不能充分利用資源，造成浪費，同樣經(jīng)濟(jì) 效益不高）