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生物種群和群落教案
一、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。
二、重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)：種群的特征。
2.教學(xué)難點(diǎn)：樣方的選擇和確定。
三、課時(shí)安排：2
四、教學(xué)過(guò)程
〖章引入學(xué)生閱讀P59，特別強(qiáng)調(diào)種群的概念
〖板書物種：是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個(gè)體。
種群：在一定的自然區(qū)域，同種生物的全部個(gè)體形成種群：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。
〖節(jié)引入以 “問(wèn)題探討”引入，生思考回答師提示。
提示：可采用課本介紹的兩種取樣方法取樣，用樣方法進(jìn)行估算。也可以將模擬草地平均分成若干等份，求得其中一份的數(shù)量后，再估算整體的數(shù)量。
〖問(wèn)題以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考，讓學(xué)生帶問(wèn)題學(xué)本節(jié)。
〖板書第一節(jié)種群的特征
一、調(diào)查種群密度（種群密度是種群最基本的數(shù)量特征）的方法
種群密度：是指種群在單位面積（或體積）中的個(gè)體數(shù)量。（種群密度是種群最基本的數(shù)量特征）
〖探究學(xué)生閱讀思考討論，師提示。
〖講述1樣方法（quadrat method）
樣方法的方法繁多，依生物種類、具體環(huán)境不同而有所不同。樣方的面積有大有小，樣方形狀也有方形、長(zhǎng)方形、圓形、條帶狀等多種，但是各種方法的原理卻是相同的。首先，在要調(diào)查的生物群落中，確定一個(gè)或數(shù)個(gè)范圍相對(duì)較大區(qū)域作為樣地；再在樣地中隨機(jī)選取若干個(gè)樣方；然后計(jì)數(shù)各樣方中的全部個(gè)體數(shù)量；最后，計(jì)算全部樣方個(gè)體數(shù)量的平均數(shù)，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對(duì)種群總體數(shù)量進(jìn)行估計(jì)。
例如，假設(shè)隨機(jī)抽取樣方n個(gè)，每個(gè)樣方的生物個(gè)體數(shù)為X1，X2，X3，…Xn，則樣方的平均數(shù)X=∑Xn/n。
〖探討的討論生思考回答師提示。
1.提示：“問(wèn)題探討”中調(diào)查對(duì)象是完全隨機(jī)分布的，且調(diào)查區(qū)域是規(guī)則的，調(diào)查對(duì)象與其他物體的區(qū)分是顯而易見的，因此，采用樣方法得到的估算值與真實(shí)情況比較容易接近（誤差�。�。而在實(shí)地調(diào)查中，調(diào)查對(duì)象的分布往往不是隨機(jī)的，調(diào)查區(qū)域也往往不是規(guī)則的，還有許多其他因素會(huì)干擾和影響調(diào)查的準(zhǔn)確性，因此，采用同樣的方法其結(jié)果誤差會(huì)比較大一些。但是，只要掌握了科學(xué)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法，其誤差會(huì)控制在允許的范圍之內(nèi)。
2.提示：為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過(guò)樣方統(tǒng)計(jì)的結(jié)果（估算值）能更接近真實(shí)的情況。
3.提示：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。
4.提示：種群密度的調(diào)查結(jié)果應(yīng)當(dāng)允許在一定范圍內(nèi)波動(dòng)（不同小組對(duì)同一種群的種群密度調(diào)查結(jié)果可能是不一樣的。），例如5%以內(nèi)。如果超出了此范圍，在其他條件相同的情況下，造成不一樣的原因應(yīng)當(dāng)首先歸結(jié)為采取不同的樣方法所致。所以，要針對(duì)實(shí)際情況，討論取樣方法是否存在問(wèn)題。
〖講述2標(biāo)志重捕法（mark-recapture method）
標(biāo)志重捕法：是在一個(gè)有比較明確界限的區(qū)域內(nèi)，捕捉一定量生物個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回，經(jīng)過(guò)一個(gè)適當(dāng)時(shí)期（標(biāo)記個(gè)體與未標(biāo)記個(gè)體重新充分混和分布后），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(dòng)物種群數(shù)量的絕對(duì)估計(jì)。
假定在調(diào)查區(qū)域中，捕獲M個(gè)個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回原來(lái)的自然環(huán)境，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，重捕的個(gè)體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的個(gè)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=M×n/m。
〖板書二、出生率和死亡率
出生率：是指在單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比率。
死亡率：是指在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比例。
三、遷入率和遷出率
對(duì)一個(gè)種群來(lái)說(shuō)，單位時(shí)間內(nèi)遷入和遷出的個(gè)體，占該種群個(gè)體總數(shù)的比率，分別稱為immigration rate or emigration rate.
四、 年齡組成和性別比例
種群的年齡結(jié)構(gòu)是指一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。
幾種年齡型種群的特點(diǎn)
類型種群構(gòu)成特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)圖示
增長(zhǎng)型幼年個(gè)體很多,老年個(gè)體很少種群密度會(huì)越來(lái)越大
穩(wěn)定型各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中種群密度在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定
衰退型老年個(gè)體很多,幼年個(gè)體很少種群密度會(huì)越來(lái)越小
〖思考與討論生思考回答師提示。
〖提示1.提示：圖中A種群屬于增長(zhǎng)型，C種群屬于衰退型，B種群屬于穩(wěn)定型。這是由于種群中年輕個(gè)體越多，一般來(lái)說(shuō)出生率會(huì)越高，死亡率會(huì)越低。
2.提示：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(huì)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(lái)說(shuō)會(huì)越來(lái)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(zhǎng)的情況。
〖板書sex ratio是指種群眾雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。
〖板書五、種群的空間特征
〖小結(jié)種群特征之間的關(guān)系
種群的數(shù)量特征之間的關(guān)系
種群具有個(gè)體所不具備的總體特征，這些指標(biāo)多為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，大體分為三類：（1）種群密度，它是種群的最基本的數(shù)量特征；（2）初級(jí)種群參數(shù)，包括出生率、死亡率、遷入率和遷出率。出生和遷入是使種群增加的因素，死亡和遷出是使種群減少的因素；（3）次級(jí)種群參數(shù)，包括性比、年齡結(jié)構(gòu)和種群增長(zhǎng)率等。
種群的數(shù)量是不斷變化的，造成其變化的因素是多方面的，但從個(gè)體數(shù)量上的變動(dòng)來(lái)看，則表現(xiàn)為由出生、死亡、遷入和遷出四個(gè)基本參數(shù)所決定。這樣，種群在某個(gè)特定時(shí)間內(nèi)數(shù)量變化可以用下式表示：
Nt+1=Nt+（B－D）+（I－E）
（Nt是時(shí)間t時(shí)的種群數(shù)量，B、D、I、E分別是出生、死亡、遷入、遷出的個(gè)體數(shù)，Nt+1是一個(gè)時(shí)期后、時(shí)間t+1時(shí)的種群數(shù)量，則有出生率=B/Nt；死亡率=D/Nt；遷入率=I/Nt；遷出率=E/Nt。）
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