20xx人教版高中生物必修三42種群數(shù)量的變化第1課時(shí)示范(編輯修改稿)
2025-01-14 03:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了美國(guó)的島嶼以后，情況也是一樣的。野兔、環(huán)頸雉就在一個(gè)非常理想的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖。 師 在這兩個(gè)實(shí)例中，野兔、環(huán)頸雉對(duì)那些原來(lái)沒(méi)有這些生物的地方來(lái)說(shuō)是 “外來(lái)物種 ”。大家也能從介紹中看到，一般外來(lái)物種的引入對(duì)于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境都會(huì)造成一種破壞。所以在引入外來(lái)物種的時(shí)候一定要慎重！看了實(shí)例三中 2 000年來(lái)世界人口增長(zhǎng)曲線后，你有些什么想法呢？ 生 世界人口呈 “J”型增長(zhǎng)，一方面體現(xiàn)了人們生活水平在不斷地提高，而且，醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施等方面也在不斷加強(qiáng)，但是，另一方面如果人口繼續(xù)呈這一形 勢(shì)增長(zhǎng)的話，地球總有一天會(huì) “承受 ”不了的，所以我們必須采取一定的措施來(lái)控制人口的增長(zhǎng)。 板 書： 三、 “J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 師 通過(guò)上述這些例子可以看出，自然界確實(shí)有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形 式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線大致呈 “J”型。那么前面我們對(duì)細(xì)菌的增長(zhǎng)構(gòu)建了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，我們能不能推而廣之，對(duì)自然界的呈 “J”型增長(zhǎng)的種群也來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型呢？我們大家一起來(lái)試試好不好？ 生 好。 師 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的第一步先要觀察研究的對(duì)象和提出相應(yīng) 的問(wèn)題。首先，對(duì)象是什么呢？ 生 我們要研究的是自然界呈 “J”型生長(zhǎng)的種群。 師 通過(guò)觀察研究這些對(duì)象能獲得什么信息？ 生 這些種群每年都是按照一定的倍數(shù)增長(zhǎng)。 師 我們用一字母來(lái)表示一下這個(gè)倍數(shù)，用 λ來(lái)表示。接下來(lái)，第二步就是要進(jìn)行假設(shè)了。 （提示一下，我們?cè)谟?jì)算細(xì)菌種群數(shù)量變化時(shí)的假設(shè)是在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受到種群密度增加的影響） 生 假設(shè)這個(gè)自然界的種群也是理想環(huán)境，所以種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)。 師 大家能不能對(duì)這位同學(xué)涉及到的理想環(huán)境再具體一點(diǎn)呢？ 生 就是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件。 師 假設(shè)好以后第三步我們就要用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式來(lái)表示 t年后種群的數(shù)量了，哪位同學(xué)上黑板來(lái)表示一下呢？ 生 （上黑板來(lái)書寫） Nt=N0λt 師 其他同學(xué)看一下，和你在下面寫的一樣嗎？ 生 相同。 師 建構(gòu)的這個(gè)模型是正確的，我們還要請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)描述一下模型中各參數(shù)的意義。 生 N0為該種群的起始數(shù)量， t 為時(shí)間， Nt 表示 t 年后該種群的數(shù)量， λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。 師 很好，從這個(gè)種群生長(zhǎng)模型也可以看出，影響第 t年后種群的 數(shù)量的因素主要取決于哪些？ 生 主要取決于 N0，種群的起始數(shù)量，還有 λ。 師 這樣我們建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型是否就完成了呢？ 生 還沒(méi)有。我們必須通過(guò)觀察、統(tǒng)計(jì)每一年種群的數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 師 是的，真理應(yīng)該是經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)的。 板 書： 四、種群增長(zhǎng)的 “S”型曲線 師 這樣的 “J”型增長(zhǎng)在自然界中能一直維持下去嗎？ 生 不能。 師 為什么呢？ 生 自然界存在著很多限制種群數(shù)量增多的因素。比如食物的量是一定的，氣候也不一定是非常合適，還有天敵的存在等等。 師 所以盡管物種具有巨大的增長(zhǎng)潛力，在自然界中，種群卻不能無(wú)限制地增長(zhǎng)。因?yàn)?，隨著種群數(shù)量的增長(zhǎng)，制約因素的作用也在增大，所以在自然界，種群總是在增長(zhǎng)到一定限度后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。種群數(shù)量不能呈現(xiàn) “J”型曲線增長(zhǎng)。下面我們也來(lái)看看科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)。 課件展示： 圖 424 師 這是生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過(guò)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在 mL 培養(yǎng)液中放入 5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔 24 小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到如圖 424 所示的結(jié)果。你能不能簡(jiǎn)單地描述一下大草履蟲(chóng)的數(shù)量是如何在發(fā)生變化的？ 生 從圖中可以 看出，大草履蟲(chóng)的數(shù)量在第二天和第三天增長(zhǎng)較快，第五天以后基本保持在375 個(gè)左右。 師 像這樣，種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為 “S”型曲線。那么高斯實(shí)驗(yàn)的條件與前面 “問(wèn)題探討 ”中的條件有何區(qū)別？ 生 前面細(xì)菌的培養(yǎng)條件是完全理想的；高斯實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有給大草履蟲(chóng)提供理想條件。 師 了解了條件不一樣，能不能來(lái)解釋為什么大草履蟲(chóng)第二天、第三天增長(zhǎng)較快，而第五天以后數(shù)量基本穩(wěn)定，呈 “S”型增長(zhǎng)呢？ 生 在 mL培養(yǎng)液中，空間和營(yíng)養(yǎng)都是一定的。隨著大草履蟲(chóng)的數(shù)量越來(lái)越多，有限的資源導(dǎo)致 大草履蟲(chóng)之間為了生存，斗爭(zhēng)越來(lái)越激烈，競(jìng)爭(zhēng)能力弱的個(gè)體就被淘汰掉了，所以數(shù)量就只能維持在一定的數(shù)值。 師 在高斯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如果要進(jìn)一步搞清是
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