高中生物必修3稳态与环境

高中生物必修3稳态与环境南京市燕子矶中学王明明课程标准具体内容标准活动建议列举种群的特征尝试建立数学模型解释种群的数量变动描述群落的结构特征阐明群落的演替探究培养液中酵母种群数量的动态变化土壤中动物类群丰富度的研究调查当地自然群落中若干种生物的生态位探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替2008年江苏省普通高中学业水平测试(必修科目)说明•3.4种群和群落测试内容测试要求种群的特征种群的概念和基本特征种群密度的调查方法AA种群的数量变动及其数学模型种群增长的J型曲线和S型曲线研究种群数量变动的意义AB种群的结构特征A群落的演替群落演替的过程和主要类型人类活动对群落演替的影响AB08考纲要求种群和群落考纲要求（1）种群的特征（2）种群的数量变化（3）群落的结构特征（4）群落的演替ABAB教材分析•本章包含的内容框架:个体特征寿命、性别、年龄等空间特征种群密度（样方法标志重捕法）种群概念特征数量特征出生率和死亡率年龄组成（增长型稳定型衰退型）性别比例遗传特征数量增长规律（J型曲线S型曲线）（数学模型）群落群落的概念物种丰富度群落的构成群落中的种间关系（互利共生竞争捕食寄生）群落的结构（垂直结构水平结构）生态位概念和类型群落的演替内部因素影响因素外界因素（人为因素）重点知识：种群数量变化和群落的演替种群的特征和群落的结构分别是这两个重点的基础内容。从本章开始，学生将在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展的变化规律。为后面学习”生态系统及其稳定性”打下基础.关于群落演替的内容,与”遗传与进化”模块中进化的内容有着密切的联系.•第一节生物群落的基本单位-----种群主要介绍种群的数量特征和数量的增长规律。1、在种群的特征中主要介绍种群的数量特征中的种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。分析各数量特征时体现种群的特征主要表现在数量上的变化，认识和把握种群的数量特征很重要。建议分析各种群数量特征之间的关系时应结合对种群密度的影响并联系实际来帮助学生理解掌握。各节主要内容和教学建议种群密度种群密度种群的个体数量空间大小（面积或体积）种群密度很高种群密度一般种群密度较高种群特征：种群有而个体没有的特征。•种群密度迁移率、迁入率出生率、死亡率决定密度大小种群数量直接影响年龄组成预测变化趋势性别比例影响密度大小外界环境决定种群个体数目变动的关系图•2.调查种群密度的方法----重要的科学方法•（1）样方法•①含义：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值•②举例：选取1m2山地，计算马尾松为20棵，则该样方的马尾松密度为20/1=20（棵/m2）•③使用范围：多用于植物•（2）标记重捕法•①含义：在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例，来估计种群密度。•②计算公式：•种群数量=标记个体数X重捕个体数/重捕标记数•③举例：先捕获39只鼠并标记，一段时间后，再重捕34只，其中一标记的为15只，那么根据公式，该地段原有总鼠数为39X34/15=88只•④使用范围：动物3、种群数量的增长规律（B）建构种群增长模型的方法————建立数学模型探究”酵母菌种群大小的动态变化”原理:略目的:略探究步骤:(1)将10ML无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中(2)将酵母菌种接入试管中的培养液内混合均匀(3)将试管在28℃条件下连续培养7天(4)每天取样计数酵母菌数量,采用抽样检测方法(5)分析所得数值并用曲线图表示出来,分析图形的出酵母菌种群数量变化规律时间/天1234567…数量/个研究实例研究方法细菌每20min分裂一次观察研究对象，提出问题在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响提出合理的假设Nn=2n，N代表细菌数量，n表示第几代根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正数学模型建构的步骤（举例说明）细菌种群的增长曲线种群数量时间时间20406080100120140160180细菌数量环颈雉种群增长500100015003919374042年种群数量种群增长的“J”型曲线自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型•模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。•建立模型：t年后种群数量为：•Nt=N0λt•模型中各参数的意义：N0为某种动物种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。种群数量时间“J”型增长的数学模型种群增长的“S”型曲线种群数量123456100200300400K=375t/d大草履虫种群的增长曲线种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值，象大草履虫种群的K值是375个研究种群数量变化的意义1．合理利用和保护野生生物资源2．为防治有害生物提供科学依据注意的问题：•1、对种群密度的估算方法，应当尽量结合实例进行分析，避免单纯讲述概念。可以结合边做边学，在不告诉数量的情况下，通过学生估算球的比率和数量，对抽样统计有一个初步的感性认识。•2、对种群增长的数学模型的学习，教师要引导学生认识数学模型所蕴涵的生物学含义，避免离开生物学讨论数学第二节生物群落的构成•1、统计土壤动物的物种丰富度•完成这个实践活动是本节的一个难点。建议在课前做好准备工作并亲自实践一次。有条件的学校可以让学生依据教材中探究活动的要求步骤，在野外采样，在实验室观察，若条件不许可，也可由教师事先将不同地点的土样采集到实验室，注明采集地点的环境（最好配有照片），让学生在实验室进行探究活动。最好，教师能把当地常见的小动物列好名册，供学生分类时参考。•主要介绍群落的概念和群落的结构。•重点介绍了研究生物群落多样性的基本方法。物种丰富度的了解使生物群落具有了更多的内涵，有利于学生理解、记忆，也为下节群落演替的学习做好了铺垫。2、生物群落中的种间关系•联系具体事例(如分析积极思维:分析两种大小草履虫之间的竞争现象)，并尽可能让学生自己比较、归纳和总结。避免直接“下定义、举例子”时间数量0时间数量0时间数量0捕食竞争共生3、群落的结构•建议教师联系校园及周围实际或者用多媒体课件，让学生观察动植物的分层现象以获得感性认识，获得群落结构的概念。再进一步分析生物分层的原因、特点、意义，使学生对群落的概念、生态位、群落的结构形成一个体系。垂直结构水平结构第三节生物群落的演替（B）•主要介绍群落演替。包括演替的概念、类型、过程、原因以及人类活动对群落演替的影响。1、群落演替的的概念和类型：演替的类型是根据演替发生的起始条件划分的，分为原生演替和次生演替，两者的异同点是一个难点。群落为何会发生演替，如何分析其原因以及阐明群落演替的过程也是一个难点。建议大家要用历史性的眼光，从纵向进行寻踪，尽可能从学生熟悉的事例出发，引导出群落演替的各个阶段。值得注意的是要始终围绕生物之间、生物与环境之间的联系与相互作用，以动态发展观引发学生对演替本质的思考。在比较原生演替和次生演替过程的异同点时，可根据是图片实例，在理解了演替的过程上分析就相对容易的多了。也可以引导学生观察校园环境中草地被践踏情况，并仔细比较经常被践踏的地方生物种类、轻微被践踏的地方生物种类、不太被践踏的地方生物种类，了解生物群落的演替，使知识生动直观，学生更乐于学习。原始地球寒武纪侏罗纪白垩纪白垩纪海洋生物群落由于气候变迁、洪水、火烧、山崩、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落发生根本性质的变化的现象也是普遍存在的。•随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。•演替是群落长期变化累积的体现,主要标志是群落在物种组成上发生了变化.发生在裸岩上的演替弃耕农田一年生、多年生杂草小灌木、灌木林乔木原生演替次生演替起点从没有过生物或有过生物但已被彻底消灭的环境原有群落环境只是失去了原有植被时间经历时间长经历时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃更农田上的演替原生演替和次生演替的区别2、群落演替的影响因素•影响演替的因素包括内部因素和外界环境因素。内部环境的变化是群落演替的动力种内关系和种间关系的动态变化是群落演替的催化剂突出人类对生物群落演替的影响远远超出其他所有的自然因子。人类活动对群落演替的影响人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行总结：本部分的有些内容侧重于阐述生态学的原理和规律，具有较强的理论性，教学中要把握好深广度教。本部分内容学生在生活中有接触,但没有引起足够注意,也没有理论知识为支撑,我们可以引导学生从周围环境中的实例入手,进行质疑、调查、探究，在实践中学习。同时可以通过联系生活实际对学生进行情感态度价值观的教育。例如通过查阅人口增长数据，分析人口增长模型，结合我国人口普查实际对我国人口现状和未来作出科学的判断，并讨论制定相应的人口政策等等。提高学生对知识的活学活用的能力，培养学生的主人翁意识。在具体的教学实践中，可创设一些问题情景。例如，熊猫等物种正处于濒临灭绝的境况，而蚊子、苍蝇人类投入了大量的人力和物力来消灭它，但其数量为什么依旧有增无减呢？灭鼠时如果只采取杀死老鼠这一方法，效果往往不好，有哪些更有效的灭鼠方法？关键词或主要知识点•种群、种群特征、种群密度、样方法、标志重捕法、出生率和死亡率、种群年龄组成（增长型、稳定型、衰退型）、性别比例、种群增长曲线（S型曲线、J型曲线）•群落、物种丰富度、种间关系（竞争、互利共生、捕食、寄生）、垂直结构、水平结构、生态位•演替、原生演替、次生演替、08年江苏省学业水平测试29．右面为某地区的人口年龄组成曲线图，如果不考虑其他因素，那么该地区人口数量变化趋势将是A．逐渐增加B．逐渐减少C．保持稳定D．无法确定30．“S”型曲线和“J”型曲线是反映种群增长的数学模型，下列属于“S”型曲线形成条件的是A．食物(养料)充足B．没有敌害C．没有竞争D．资源、空间有限XIEXIE谢谢！