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2019-2020年高中生物 第1節(jié) 種群的特征 第1課時(shí)示范教案 新人教版 生命科學(xué)的研究是多方面的。在分子水平，我們從核酸和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)中找到了生命現(xiàn)象的本質(zhì)和內(nèi)在的規(guī)律；在個體水平，研究發(fā)現(xiàn)生物能通過自身的各種調(diào)節(jié)作用來維持穩(wěn)態(tài)，完成生長、發(fā)育和繁殖等生命活動；在群體水平，也就是要從種群和群落的層次來分析生命系統(tǒng)的特征。 在自然界，任何生物都不是孤立存在的。很多情況下，僅僅研究生物的個體是不夠的。例如，在漁業(yè)生產(chǎn)上，人們常常被這樣的問題所困惑：不捕撈或捕撈很少，魚類資源不能充分利用，捕撈過多，又會導(dǎo)致魚類資源枯竭，那么，每年應(yīng)當(dāng)捕撈多少才合適呢？要解決這樣的問題，我們必須把生活在一定自然區(qū)域的同種生物的全部個體——種群作為研究的單位，那么種群作為一個整體，具有哪些不同于個體的特征呢？研究這些特征具有什么意義？這是“第1節(jié)種群的特征”所要探討的問題。種群內(nèi)的個體數(shù)不是恒定不變的，而是會出現(xiàn)增長、波動、下降等變化。增長有幾種形式？如何建構(gòu)數(shù)學(xué)模型來分析種群的增長？我們?yōu)槭裁匆芯糠N群數(shù)量的變化？這些問題我們會在“第2節(jié)種群數(shù)量的變化”中一起來研究。而一定自然區(qū)域內(nèi)生活著各種各樣的種群，這些種群間相互聯(lián)系形成一個有機(jī)整體——群落。群落的豐富度如何？群落中不同種群間關(guān)系如何？不同種群在群落的水平方向和垂直方向上分布有什么特點(diǎn)？這些問題的答案，我們可以一起到“第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)”中來找。群落是一個動態(tài)系統(tǒng)，是不斷發(fā)展變化的，隨著時(shí)間的推移，一個群落會被另一個群落代替，稱為演替，演替的類型有幾種？過程是如何完成的？人類的活動對群落的演替帶來什么樣的影響？有關(guān)這些內(nèi)容我們會在第4節(jié)“群落的演替”中一起來學(xué)習(xí)。 本章的教學(xué)目標(biāo)是：（1）掌握種群和群落的概念，能列舉種群的特征，說出群落水平上研究的問題，描述群落的結(jié)構(gòu)特征。（2）掌握建構(gòu)種群增長模型的方法并能用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。（3）了解群落演替的類型，理解群落的演替過程。（4）通過采用樣方法調(diào)查種群密度，探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，研究土壤中小動物類群豐富度等實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和解決實(shí)際問題的能力。（5）了解人類活動對種群數(shù)量變化、群落演替等的影響，使學(xué)生認(rèn)識到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，教育學(xué)生從身邊做起，保護(hù)好人類共同的家園——地球。 課時(shí)安排（本章共7課時(shí)） 第4章 節(jié) 課時(shí) 種群和群落 種群的特征 2 種群數(shù)量的變化 2 群落的結(jié)構(gòu) 2 群落的演替 1 在自然界，同一時(shí)間內(nèi)，在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體形成種群。種群雖然是同種生物個體的集合體，但它并不等于個體的簡單相加，而是同種個體通過種內(nèi)關(guān)系形成的有機(jī)統(tǒng)一體，是一個從個體到群體的飛躍，它具有個體所不具備的特征。它具有種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率等數(shù)量特征，還具有一定的空間特征。針對不同的種群，調(diào)查種群密度的方法也是不同的，主要有樣方法和標(biāo)志重捕法。這些特征共同決定和影響著種群數(shù)量的變化。 研究種群的特征還主要是為研究種群的數(shù)量來服務(wù)的。本節(jié)由探討細(xì)菌的數(shù)量增長引出可以通過數(shù)學(xué)模型來研究種群的增長。通過分析實(shí)例介紹了建構(gòu)種群增長模型的方法。種群數(shù)量變化的形式較多，有增長、波動和下降等。影響因素也很多，如氣候、食物、天敵、傳染病、人為因素等。在這些變化形式中主要探討了種群數(shù)量的兩種增長形式：“J”型增長和“S”型增長。在環(huán)境條件理想的情況下，種群數(shù)量無限上升呈“J”型增長；環(huán)境條件有限時(shí)，種群數(shù)量維持在K值左右。研究種群的K值對保護(hù)珍稀動物和控制有害動物都有重要的意義。 當(dāng)把生活在同一區(qū)域內(nèi)的種群之和——群落作為一個研究對象時(shí)，又會發(fā)現(xiàn)有許多種群所不具有的特征，如群落的物種組成問題，這個可用豐富度來表示；在群落這個大家庭中，各種群是通過相互之間存在著各種種間關(guān)系：捕食、競爭、寄生和互利共生而緊密聯(lián)系在一起的；不同的種群在群落中占據(jù)了不同的空間，從而群落具有了一定的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。自然界中，不同的群落都具有一定的空間結(jié)構(gòu)，這也有利于提高群落利用各種環(huán)境資源的能力。 群落是在不斷變化發(fā)展著的，如果群落的結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞，就會引起群落的演替。光裸的巖石上能長出森林來，這主要經(jīng)過裸巖階段、地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段最后到相對穩(wěn)定的森林階段，這屬于初生演替；棄耕的農(nóng)田上，在氣候適宜的條件下也能演替出樹林，這屬于次生演替。人類的活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。為了人類的可持續(xù)發(fā)展，我們國家現(xiàn)在也由原來的毀林開荒、圍湖造田轉(zhuǎn)變成退耕還林、還草、還湖，從而能改善生態(tài)環(huán)境。 第1節(jié) 種群的特征 從容說課 任何生物都不是孤立存在的。在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體形成種群，種群作為一個整體具有一些個體所不具備的特征。在“第1節(jié)種群的特征”中，我們認(rèn)識到種群主要有四個基本特征：種群密度，出生率和死亡率，遷入率和遷出率，年齡組成和性別比例。其中，種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，這也是我們的教學(xué)重點(diǎn)，本身概念不難理解，重要的是要讓學(xué)生在具體實(shí)踐中掌握調(diào)查種群密度的方法，課文中介紹了兩種調(diào)查種群密度的方法：樣方法和標(biāo)志重捕法。其中樣方法主要是用來調(diào)查植物種群密度的方法，在用樣方法作調(diào)查時(shí)一定要做到隨機(jī)取樣。標(biāo)志重捕法適用于活動能力比較強(qiáng)、活動范圍比較大的動物。種群的這四個特征也不是沒有聯(lián)系的，其實(shí)都是圍繞種群數(shù)量這個核心來講的。在教學(xué)過程中,要注意培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，在實(shí)際調(diào)查種群密度的過程中，讓學(xué)生學(xué)會自己去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。 教學(xué)重點(diǎn) 種群的特征。 教學(xué)難點(diǎn) 樣方的選擇和確定。 教具準(zhǔn)備 多媒體課件。 課時(shí)安排 2課時(shí)。 第1課時(shí)，種群的特征。 第2課時(shí)，用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度。 三維目標(biāo) 1.列舉種群的特征。 2.嘗試用樣方法調(diào)查種群密度。 3.通過學(xué)生野外調(diào)查某雙子葉植物的種群密度，掌握樣方法的實(shí)際操作過程和注意事項(xiàng)。 4.通過學(xué)生自己列舉生活中常見的例子來理解遷入率和遷出率對種群密度的決定作用。 5.通過圖表分析，了解我國人口各階段的增長情況及各階段形成的原因。 6.通過組織學(xué)生進(jìn)行種群調(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。 7.通過了解種群的概念，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)。通過了解種群特征，對學(xué)生進(jìn)行適應(yīng)、整體等生命科學(xué)觀點(diǎn)教育，并注意聯(lián)系人類種群對學(xué)生進(jìn)行人口教育。 教學(xué)過程 第1課時(shí) 導(dǎo)入新課 師 生物是指有生命的個體。從分子水平看，決定和體現(xiàn)生物生命現(xiàn)象的主要是哪兩種化合物呢？ 生 核酸和蛋白質(zhì)。核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)；蛋白質(zhì)是生命現(xiàn)象的承擔(dān)者和體現(xiàn)者。 師 各種化合物構(gòu)成了細(xì)胞，進(jìn)而構(gòu)成了生物個體，生物個體又是如何來調(diào)節(jié)自身生命活動的呢？ 生 植物主要是激素調(diào)節(jié)，人和動物有體液、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。 師 很好。不管是植物還是動物和人都能通過自身生命活動的調(diào)節(jié)來維持穩(wěn)態(tài)，完成生長、發(fā)育和繁殖等生命活動。而在自然界中，生物是不是單個存在的呢？它的生長、發(fā)育、繁殖或其他行為和其他生物個體間有沒有關(guān)系呢？ 生1 生物都不是單個存在的。比如，螞蟻都是一起找食物的，蜜蜂發(fā)現(xiàn)蜜源后會跳舞來告訴其他的蜜蜂。 生2 草原上的鹿群、羊群經(jīng)常會受到狼、豹等動物的襲擊。 師 通過這些例子，我們可以看出生物的生存會受到生活在一起的同種生物的影響，也要受到異種生物的影響。所以，我們在研究各種生命現(xiàn)象的時(shí)候，只研究生物個體本身還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。有必要把生活在一起的同種生物的整體作為研究對象；或者我們還應(yīng)站在更高的層面上，要把生活在一起的所有生物作為一個整體來研究。這樣才能更全面、更具體地研究生命現(xiàn)象。這些內(nèi)容就是我們在“第4章種群和群落”中所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。其中種群是指在一定的自然區(qū)域內(nèi)同種生物的全部個體；而群落是指同一時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。這堂課，我們先一起來看看以種群作為研究單位能發(fā)現(xiàn)哪些新的問題。 推進(jìn)新課 板 書： 第4章 種群和群落 師 先請同學(xué)根據(jù)種群的概念來舉些例子。 生1 一塊稻田中所有的水稻。 生2 一個池塘中的全部魚。 師 其他同學(xué)考慮一下，一個池塘中的全部魚是否是一個種群？ 生 不是的。魚里面還分鯽魚、鯉魚等等呢。 師 對?！棒~”這樣的概念只能是一個類群，并不是同種生物。這個池塘中的全部鯉魚才是一個種群。這里的鯉魚可以包括大鯉魚、小鯉魚、鯉魚苗，但必須是鯉魚，而不包括其他種的魚，才能稱為“同種生物”。這個池塘中全部的鯽魚組成另一個種群。下面請同學(xué)思考幾個有關(guān)種群的問題。 課件展示： 1.對于生物個體來說生命是有限的，但是對于一個種群來說，一般會不會因?yàn)閭€體的消失而消失呢？ 2.一般來說，生活在同一區(qū)域的是不是只有一個種群？ 3.是不是任何同種個體的總和都能稱為一個種群？ 生1 種群一般不會因?yàn)閭€體的消失而消失。因?yàn)殡m有個體死亡，但他們的后代在繼續(xù)延續(xù)下去。 生2 生活在同一區(qū)域中肯定不止一個種群。比如，在一塊稻田中，除了水稻種群還有青蛙種群，還有各種昆蟲種群等等。 生3 不是任何同種個體的總和都能稱為種群的，必須是生活在一起的，他們之間應(yīng)該存在著某些聯(lián)系的。 師 大家都回答得非常好。同一區(qū)域中往往生活著多個生物種群，不同的種群之間構(gòu)成一個相互依賴、相互制約的群體。而每個種群也不等于個體簡單累加，種群內(nèi)個體之間通過特定關(guān)系構(gòu)成一個有機(jī)整體，從而能表現(xiàn)出個體不具有的特征。 板 書： 第1節(jié) 種群的特征 一、調(diào)查種群密度的方法 師 種群的特征主要表現(xiàn)為數(shù)量上的變化，認(rèn)識和把握種群的數(shù)量特征很重要。平時(shí)，我們常常關(guān)心某種生物種群的數(shù)量變化，如大熊貓還剩多少只？蝗蟲有沒有達(dá)到成災(zāi)的密度？老鼠數(shù)量有沒有增長？要分析數(shù)量變化，先要把種群的數(shù)量調(diào)查清楚。對于大熊貓來說，本身數(shù)量就不多，我們逐個計(jì)數(shù)能把它的數(shù)量數(shù)清楚，但是，在多數(shù)情況下，逐個計(jì)數(shù)非常困難，例如，要估算一塊草地中蒲公英的數(shù)量時(shí)，靠逐個數(shù)是非常困難的。這時(shí)該怎么辦呢？請同學(xué)看好桌上發(fā)下來的紙：假設(shè)這是一塊面積為100 m2的草地。圖中每個紅色圓形代表一株蒲公英，綠色三角代表其他植物。先請同學(xué)們來估計(jì)這塊草地上蒲公英的數(shù)量。 （學(xué)生兩兩開始想方法進(jìn)行估算） 師 下面請同學(xué)來說一下估算的結(jié)果，并說說你們是如何進(jìn)行估算的。 生1 我們估算的結(jié)果是65株。因?yàn)榧埳系募t色圓點(diǎn)分布還是比較均勻的。所以，我們在紙上劃了它的十分之一大的一塊面積，數(shù)得的數(shù)值再乘上了10。 生2 我們的結(jié)果是43株。我們也是把紙分成了十等份，但是我們統(tǒng)計(jì)了其中兩個等份中的個數(shù)，再來估計(jì)整個紅色圓點(diǎn)的數(shù)量。 師 大家的方法差不多，結(jié)果差別較大，哪個結(jié)果準(zhǔn)確些？怎樣操作才能更準(zhǔn)確估算這蒲公英的數(shù)量或種群密度呢？先來了解種群密度的概念。 課件展示： 種群密度的概念：我們把種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)稱為種群密度。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。 師 其實(shí)，這張紙上的紅色圓點(diǎn)和綠色三角都是50個。在不可能逐個計(jì)數(shù)的情況下，我們只能進(jìn)行估算。在科學(xué)研究的許多領(lǐng)域中都要運(yùn)用到“估算”這一種重要的科學(xué)方法。而我們估算的結(jié)果總是會有差異，這是正常的現(xiàn)象。但是我們應(yīng)該運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行估算可以縮小誤差，最大限度地保證得到的結(jié)果符合客觀事實(shí)。什么樣的方法才是科學(xué)進(jìn)行估算的方法呢？ 板 書： 調(diào)查種群密度的方法 師 實(shí)際上，剛剛大多數(shù)同學(xué)所采用的方法類似于樣方法。這一種方法和平時(shí)所說的“抽樣調(diào)查”實(shí)際上是一回事。比如，為了了解無錫地區(qū)人民的生活水平，會對該地區(qū)家庭收入情況進(jìn)行調(diào)查。但是調(diào)查時(shí)不是無錫地區(qū)每一家庭的收入都了解得清清楚楚，而是對該地區(qū)的一部分家庭進(jìn)行了抽樣調(diào)查。大家還能不能舉些生活中抽樣調(diào)查的例子呢？ 生1 為了了解群眾對每年中央電視臺“春節(jié)聯(lián)歡晚會”的觀看情況，會進(jìn)行收視率的抽樣調(diào)查。 生2 經(jīng)常有人來抽樣調(diào)查我們學(xué)生當(dāng)中的近視眼、齲齒、營養(yǎng)狀況等等的問題。 師 看來，大家對抽樣調(diào)查都不陌生。但是，肯定有同學(xué)納悶：既然我們的方法是差不多的，為什么估算的結(jié)果相差比較大呢？下面我們就一起來了解：到底什么叫樣方法？利用樣方法進(jìn)行調(diào)查種群密度的時(shí)候要注意些什么問題？而我們進(jìn)行的模擬調(diào)查和實(shí)地調(diào)查又有些什么樣的區(qū)別呢？ 課件展示： 樣方法：是估計(jì)種群密度最常用的方法之一。在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個樣方，通過計(jì)數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。 師 樣方法中提到的“樣方”也叫樣本，是從研究對象的總體中，抽取出來的部分個體的集合。例如，草坪上所有的蒲公英是我們研究的一個總體，我們可以選取里面的1平方米作為一個樣方。那么如果我們要調(diào)查某公園廣玉蘭的種群密度，樣方的面積是否應(yīng)該有所調(diào)整呢？ 生 樣方的面積應(yīng)該大一些。因?yàn)槊靠脧V玉蘭和蒲公英相比所占面積要大得多，可能1平方米中的數(shù)量太少。 師 對。所以我們在確定樣方大小的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)實(shí)際所要調(diào)查的對象的大小和分布情況而定。確定好了樣方大小，那么樣方的數(shù)量是多一些好呢還是少一些好呢？ 生 我覺得要相對多一些。 師 樣方的數(shù)量太少，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果的誤差可能就較大；一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果越接近真實(shí)情況。但是，樣方數(shù)量太多，整體取樣花費(fèi)的時(shí)間、精力就越多。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，一定數(shù)量的樣方即可以保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性。那么這些樣方的位置確定在哪兒呢？ 生 我覺得在我們的模擬調(diào)查中，樣方的位置確定在哪兒都可以。 師 實(shí)際上，對于像我們模擬調(diào)查中這樣隨機(jī)分布的種群來說，要做到隨機(jī)取樣。這也是取樣的關(guān)鍵。大家想想為什么要確保隨機(jī)取樣呢？ 生 因?yàn)槲覀兊慕Y(jié)果是要用來估計(jì)整個種群的密度大小的，所以我們要讓種群中每一個個體被抽取的可能性一樣大，這樣能確保所選擇的樣方具有代表性，使通過樣方所估算的值能更接近真實(shí)的情況。 師 自然界的種群都是隨機(jī)分布的嗎？是否都能用簡單的隨機(jī)取樣呢？ 生 不是的。 師 所以，我們要具體情況具體分析。如果種群有分層分布或梯度分布等其他分布情況時(shí)可用分層隨機(jī)取樣法，就是將區(qū)域分為若干亞區(qū)域，然后在亞區(qū)域上進(jìn)行隨機(jī)取樣。事實(shí)上，做到隨機(jī)取樣，不滲入主觀因素是比較難的。下面介紹兩種能在一定程度上確保隨機(jī)取樣的取樣方法。 課件展示： 常用的取樣方法： 1.五點(diǎn)取樣法（調(diào)查總體為非長條形時(shí)） 2.等距取樣法（調(diào)查總體為長條形時(shí)） 圖411 圖412 師 那么，像我們的模擬實(shí)驗(yàn)中，可以采用哪一種取樣方法呢？ 生 五點(diǎn)取樣法。因?yàn)槲覀兡M的草地是正方形的。 師 現(xiàn)在如果讓大家再來重新估算模擬草地中蒲公英的數(shù)量，能不能估算得更準(zhǔn)確些了？ 生 可以。 師 課后，我們還要一起去實(shí)地調(diào)查種群密度，大家先可以一起分析一下，如果實(shí)地調(diào)查的話和我們進(jìn)行的模擬會有什么異同呢？ 生1 模擬調(diào)查中，調(diào)查對象是完全隨機(jī)分布的；而在實(shí)地調(diào)查中，調(diào)查對象的分布往往不是隨機(jī)的。 生2 模擬調(diào)查中，調(diào)查區(qū)域是規(guī)則的；而在實(shí)地調(diào)查中，調(diào)查區(qū)域往往不是規(guī)則的。 生3 模擬調(diào)查中，調(diào)查對象與其他物體的區(qū)分是比較明顯的；而在實(shí)地調(diào)查中，對象肯定沒有那么明顯。 生4 模擬調(diào)查中，采用樣方法得到的估算值與真實(shí)情況誤差比較??；而在實(shí)地調(diào)查中，有許多因素會干擾和影響調(diào)查的準(zhǔn)確性。 師 大家分析得都非常好。但是如果要調(diào)查某一池塘中鯽魚的種群密度或某草原上某種鼠的種群密度時(shí)，還能不能用我們介紹的樣方法呢？為什么？ 生 不能。因?yàn)轸~、鼠都會活動，不像植物那樣是固定在一個地方。 師 所以，對于活動能力強(qiáng)、活動范圍比較大的動物來講，不宜用樣方法來調(diào)查它們的種群密度，常用的方法之一是標(biāo)志重捕法。在講之前，我們先來做一個小實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料就是桌上為你們準(zhǔn)備好的一包綠豆、紅豆，還有大、小兩個燒杯。具體的方法，請看投影。 課件展示： 模擬捉放法 方法步驟 1.從一包綠豆中取出50粒，換上50粒紅豆（代表標(biāo)志），然后將這包豆子放入大燒杯中，充分?jǐn)嚢瑁箖煞N豆子混合均勻。 2.閉上眼睛抓取豆子，每次從大燒杯中隨機(jī)抓取一粒豆子，放入小燒杯中。依此方法，連續(xù)抓取豆子20次。 3.數(shù)一下小燒杯中共有多少顆紅豆（a）。 4.按照下列公式計(jì)算紙包中綠豆總數(shù)：a/20=50/x（x為紙包中的綠豆總數(shù)），則x=1 000/a。 5.重復(fù)測算3次，求平均值。 6.數(shù)綠豆總數(shù)。將大燒杯中的豆子倒在桌上，數(shù)清共有多少粒綠豆。將步驟5中測出的平均值與這個數(shù)字作比較，看是否相近。 （老師一邊解釋實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)） 生 算出的綠豆總數(shù)和大燒杯中豆子數(shù)是相近的。 師 這樣一個實(shí)驗(yàn)有沒有給你什么啟示呢？ 生 我們也可用類似的方法來估計(jì)某種群的種群密度。 師 很好，實(shí)際上標(biāo)志重捕法和捉放實(shí)驗(yàn)是一回事，這包綠豆相當(dāng)于我們要調(diào)查的種群，換上紅豆的數(shù)量相當(dāng)于我們捕獲種群中一部分個體并作上標(biāo)記的數(shù)量，標(biāo)記好以后放回原環(huán)境，隨機(jī)抓取的20粒豆子相當(dāng)于我們過一段時(shí)間進(jìn)行重捕的個體數(shù)。20粒豆子中的紅豆粒數(shù)（a）相當(dāng)于什么呢？ 生 相當(dāng)于重捕的個體數(shù)中有標(biāo)記過的個體數(shù)目。 師 對。我們就可以根據(jù)重捕到的動物中標(biāo)記個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，來估計(jì)種群密度。下面我們一起來看一下有關(guān)標(biāo)志重捕法的介紹。 課件展示： 標(biāo)志重捕法：是在一個有比較明確界限的區(qū)域內(nèi)，捕捉一定量生物個體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回，經(jīng)過一個適當(dāng)時(shí)期（標(biāo)記個體與未標(biāo)記個體重新充分混合分布后），再進(jìn)行重捕。根據(jù)重捕樣本中標(biāo)記者的比例，估計(jì)該區(qū)域的種群總數(shù)。這種方法一般適用于哺乳類、鳥類、魚類、昆蟲和腹足類等動物種群數(shù)量的絕對估計(jì)。 假定在調(diào)查區(qū)域中，捕獲M個個體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回原來的自然環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，重捕的個體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的個體數(shù)為m，根據(jù)總數(shù)N中標(biāo)記比例與重捕取樣中標(biāo)記比例相等的原則，即N∶M=n∶m，可得調(diào)查區(qū)域種群數(shù)量N=Mn/m。 師 根據(jù)標(biāo)志重捕法的原理，我們來看一個例子。 課件展示： 在對某種鼠的調(diào)查中，調(diào)查范圍為1公頃，第一次捕獲并標(biāo)記39只鼠，第二次捕獲34只，其中有標(biāo)記的鼠15只，請你估算這個種群的種群密度。 （學(xué)生算后，給出答案：88只） 師 （小結(jié)）以上我們介紹了調(diào)查種群密度的兩種主要方法：樣方法和標(biāo)志重捕法。如果我們用所學(xué)的方法在同一時(shí)間同一面積的草原上去調(diào)查野驢和灰倉鼠的種群密度，是否結(jié)果會比較接近呢？ 生 倉鼠的種群密度要遠(yuǎn)大于野驢的種群密度。 師 如果我們春天和冬天去調(diào)查同一片草原上的灰倉鼠的種群密度，結(jié)果是否相同呢？ （學(xué)生搖頭表示否定） 師 所以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也不是固定不變的。 板 書： 二、出生率和死亡率 師 對于某一種群，可能它的種群密度隨時(shí)都在發(fā)生著變化，大家想想為什么呢？ 生 因?yàn)橐粋€種群，肯定會不斷地產(chǎn)生一些新個體；同時(shí)，也會有個體在不斷地死亡。 師 所以我們研究種群還必須了解種群的出生率和死亡率。 課件展示： 出生率和死亡率 （1）出生率 概念：是指單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。 例子：1983年，我國平均每10萬人中出生1 862個孩子，我國人口在這一年的出生率就是1.862%。 2）死亡率 概念：是指單位時(shí)間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。 例子：某個有200個個體的種群，在一年中有40個個體死亡，這個種群的年死亡率就是20%。 師 不同種群的出生率相同嗎？大熊貓和家蠅相比呢？ 生 不同種群的出生率是不同的。家蠅的出生率要比大熊貓的出生率不知高多少倍。 師 那么生物的出生率由什么因素來決定呢？ 生 主要和生物的繁殖能力有關(guān)，繁殖能力強(qiáng)的種群出生率高，種群增長快。 師 是的。雖然我們對東北虎、大熊貓等動物采取人為保護(hù)措施，種群數(shù)量仍不能迅速增長，而田鼠、蝗蟲、家蠅等，盡管采取各種防除措施，卻仍然數(shù)量繁多，屢屢為害。主要還是和這些生物的繁殖能力的差異有關(guān)。 師 出生率主要和生物本身有關(guān)。但是外界的環(huán)境對生物的出生率和死亡率有沒有影響呢？ 生 也應(yīng)該有關(guān)。 師 我們就以我國人口數(shù)量的變化為例：調(diào)查表明，1937~1947戰(zhàn)爭年間出生人口減少，建國后，隨著生活水平的提高和醫(yī)療條件的改善，我國人口的死亡率在不斷降低，我國是一個人口大國，要控制人口過度增長，必須降低出生率。因此我國已經(jīng)把計(jì)劃生育列為一項(xiàng)基本國策。從1972~1982年人口有所減少，可以看出這一階段計(jì)劃生育取得實(shí)效。從中我們可以看出人類的出生率還會受到各種社會和自然因素的影響。而目前我國60歲以上的老年人達(dá)1.32億，占總?cè)丝诘?0%以上，已經(jīng)步入老年人行列，你認(rèn)為我國中老年人所占的比例還會上升嗎？現(xiàn)有的“一對夫婦只生一個孩子”這樣的計(jì)劃生育政策是否應(yīng)當(dāng)調(diào)整呢？ 生1 隨著營養(yǎng)和醫(yī)療水平的不斷提高，我國人口的平均壽命還會延長；由于實(shí)施計(jì)劃生育，出生率仍將維持在較低水平，因此，老年人在總?cè)丝谥兴急壤赡苓€會升高。這對于我們國家的各方面發(fā)展是不利的。我認(rèn)為應(yīng)該放寬計(jì)劃生育政策，有條件的在一定的地區(qū)要鼓勵一對夫婦生養(yǎng)兩個小孩。 生2 我不同意他的觀點(diǎn)。我國現(xiàn)在死亡率在下降，還要提高我國的出生率的話，那么對于我們這樣一個人口大國，人口越來越多，人均資源會越來越少，這也是非常嚴(yán)重的問題。而對于國家的發(fā)展，我們可以通過提高各方面的技術(shù)來減少人員的使用。 生1 但是各項(xiàng)技術(shù)的研究還主要依靠中年人群??！ 生2 但是中年人多了就一定能搞出新技術(shù)嗎？ 師 好了，大家說得都有道理，課后我們可以就這個話題開一個辯論賽。到時(shí)我們再一起討論，能不能為我們國家找一個兩全其美的方法?，F(xiàn)在我們先來分析一下種群的出生率、死亡率對于我們研究種群數(shù)量有什么意義呢？ 生 種群數(shù)量的多少和出生率、死亡率有很大的關(guān)系。 師 是的，出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的重要因素。 板 書： 三、遷入率和遷出率 師 對于許多種群來說，除了出生率和死亡率決定種群數(shù)量外，遷入率和遷出率也是決定種群密度的重要因素。 課件展示： 遷入率和遷出率 概念：對一個種群來說，單位時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個體，占該種群個體總數(shù)的比率，分別稱為遷入率或遷出率。 師 你所熟悉的生物中，有遷入遷出行為嗎？能不能舉例來說明？ 生1 春天到來的時(shí)候，大雁要往南飛。 師 很好，這是我們大家都非常熟悉的，這屬于鳥類中的遷徙行為，這一行為的產(chǎn)生主要是由光照時(shí)間的長短引起的。 生2 草原上的牛群羊群會因?yàn)樵瓉淼胤降牟荼怀酝甓D(zhuǎn)移到其他草茂盛的地方去。 師 是的，動物也會、為了食物、水源等而發(fā)生遷移。其實(shí)，在魚類中還經(jīng)常會出現(xiàn)洄游現(xiàn)象。 生3 我們?nèi)祟惒痪涂偸窃诓粩嘤梢粋€城市遷到另一個城市嗎？而且，發(fā)生的頻率要比其他生物快得多。 師 是啊，由于城市建設(shè)的需要和交通工具越來越便利，城市人口的變化也越來越頻繁。從這些例子我們可以看出遷入和遷出在很大程度上影響著種群密度。 師 出生率和死亡率，遷入率和遷出率都是直接決定種群密度的重要因素，我們可以總結(jié)如下。 課件展示： 圖4-1-3 板 書： 四、年齡組成和性別比例 師 種群除了以上的一些特征外，還有年齡組成和性別比例對于我們研究種群數(shù)量也有很大幫助。 課件展示： 年齡組成 概念：是指一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。 類型：增長型、穩(wěn)定型和衰退型 圖4-1-4 師 A、B、C三種年齡組成的種群，哪種類型的種群數(shù)量會越來越大，屬于增長型？哪種類型的種群數(shù)量會越來越小，屬于衰退型？哪種類型的種群數(shù)量會在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，屬于穩(wěn)定型？為什么？ 生 A、B、C分別屬于增長型、穩(wěn)定型和衰退型。因?yàn)榉N群A中幼年個體很多，老年個體很少，這樣的種群正處于發(fā)展時(shí)期，種群密度會越來越大。種群B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(shí)期，種群密度在一段時(shí)間內(nèi)會保持穩(wěn)定。種群C中幼年個體比較少，而老年個體較多，這樣的種群正處于衰退時(shí)期，種群密度會越來越小。 師 這位同學(xué)分析得非常好。從中我們也可以看出，處于增長型的種群出生率大于死亡率，處于穩(wěn)定型的種群出生率等于死亡率，處于衰退型的種群出生率小于死亡率。再請同學(xué)們思考一下年齡組成為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？年齡組成為衰退型的呢？ 生 年齡組成為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量也不一定總是保持穩(wěn)定。這是因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆珱Q定于年齡組成，還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。年齡組成為衰退型的種群，種群數(shù)量一般來說會越來越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敵、遷入率提高等原因而使種群數(shù)量增長的情況。 師 很好?？磥硗瑢W(xué)們已經(jīng)能把所學(xué)的知識運(yùn)用到分析問題中來了。通過分析種群當(dāng)前的年齡組成，對分析種群數(shù)量和密度有什么意義？比如，分析某種群年齡組成屬于增長型，我們作出什么推斷？ 生 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。 課件展示： 圖4-1-5為我國人口年齡性別構(gòu)成圖。請據(jù)圖回答： 圖形的左右兩邊大致對稱，表明男女人數(shù)基本平衡，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？ 圖中Ⅰ階段表明當(dāng)時(shí)我國人口發(fā)展的主要特點(diǎn)是什么？為什么？ 圖中Ⅱ階段表明當(dāng)時(shí)我國人口發(fā)展的主要特點(diǎn)是什么？為什么？產(chǎn)生這一結(jié)果的主要原因是什么？ 圖4-1-5 解析：我國人口年齡性別構(gòu)成圖通過不同顏色的直條長短分別代表男女性別每個年齡段(5歲為一段)的人口數(shù)值。直條越長，代表這一年齡段的人口越多。 生1 首先，男女性別是由性染色體的組成來決定的，男性為XY，女性為XX，根據(jù)基因分離定律，男性產(chǎn)生含X和含Y的配子的幾率是相同的，女性只產(chǎn)生一種含X的配子，受精作用兩種雄配子和雌配子結(jié)合的機(jī)會是相同的，所以結(jié)合形成XX和XY型的受精卵是相同的，XY發(fā)育成男性，XX發(fā)育成女性，所以，男女人數(shù)基本平衡。 生2 在圖中Ⅰ所示年齡區(qū)間內(nèi)，隨著年齡的減小，直條越來越長，表明這一時(shí)期我國人口發(fā)展的主要特點(diǎn)是增長型的，因?yàn)槌錾恃杆僭龈摺? 生3 在圖中Ⅱ所示年齡區(qū)間內(nèi)，直條越來越短，表明這一時(shí)期我國人口發(fā)展的主要特點(diǎn)是衰退型的，因?yàn)槌錾试诓粩嘞陆?。其原因是我國的?jì)劃生育政策取得了實(shí)際的效果。 師 在這題目當(dāng)中又提到了種群的一個特征：性別比例。它是指雌雄個體數(shù)目在種群中所占的比例。從圖中可以看出對于人類來講，男女性別比例接近于1∶1，性別比例除了這種情況還有其他類型嗎？分別出現(xiàn)在哪些種群中？ 生 還有可能雌性多于雄性，或者雄性多于雌性。 師 一般來講，人工控制的種群雌性多于雄性，比如說雞、奶牛等，大家想想為什么？ 生 因?yàn)橹挥写菩圆拍墚a(chǎn)蛋、奶等人們所需的禽畜副產(chǎn)品。 師 對。那么哪些種群中雄性多于雌性？一般主要是一些營集體生活的昆蟲。比如螞蟻、蜜蜂等。分析種群的性別比例和種群密度有什么聯(lián)系呢？下面我們通過農(nóng)業(yè)上防治蟲害的方法來說明：在農(nóng)業(yè)上，利用人工合成的性誘導(dǎo)劑誘殺某種害蟲的雄性個體，以達(dá)到降低害蟲的種群密度的目的，為什么誘殺雄性個體可以降低種群密度呢？ 生 因?yàn)檎T殺了雄性個體，破壞了害蟲種群正常的性別比例，就會使很多雌性個體不能完成交配，從而使該種群密度明顯降低。 師 非常好，所以性別比例對種群密度也有一定的影響。這是我們研究性別比例的意義。種群除了這些數(shù)量上的特征以外，還存在其他方面的一些特征，比如種群的空間特征?？臻g特征主要研究組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。請同學(xué)觀察課本第63頁上三個種群的空間特征有什么區(qū)別？ 生 水稻這個種群中個體分布比較均勻，雜草的個體分布沒有一定規(guī)律可循，瓢蟲的個體都集中在一起。 師 是的，它們分別屬于種群空間分布的三種類型：均勻型、隨機(jī)型、成群型。對于種群的空間特征我們有所了解就可以了。這堂課我們要掌握的內(nèi)容大家一起來回顧一下。 課堂小結(jié) 課件展示： 圖4-1-6 （一邊投影，老師可以一邊提問。例如：調(diào)查種群密度的方法，具體如何運(yùn)用？這些數(shù)量特征之間有什么聯(lián)系？年齡組成有幾種類型？等等）