第第頁1.3影響種群數(shù)量變化的因素教案一、教學目標1.通過分析和討論種群數(shù)量變化的相關(guān)資料，歸納影響種群數(shù)量變化的非生物因素和生物因素。（生命觀念、科學思維）2.通過分析和討論非生物因素影響種群數(shù)量變化的資料，說明陽光、溫度、水等非生物因素對種群數(shù)量變化的影響。（生命觀念、科學思維）3.通過分析和討論影響種群數(shù)量變化的生物因素，說明種內(nèi)競爭以及不同物種之間的相互作用對種群數(shù)量變化的影響，認識生物學過程中存在因果循環(huán)關(guān)系。（科學探究）4.闡明種群研究在實踐中的應(yīng)用，闡明種群研究在資源利用和保護、有害生物防治方面的應(yīng)用，培養(yǎng)保護野生動物、合理利用生物資源等社會責任感，從近期效應(yīng)和長遠效應(yīng)兩個方面探討人類活動對種群及環(huán)境的影響。（社會責任）二、教學重難點1.教學重點：非生物因素和生物因素對種群數(shù)量變化的影響2.教學難點：非生物因素和生物因素對種群數(shù)量變化的影響的綜合性教學設(shè)計思路本課的教學應(yīng)以豐富的實例為載體，在情景教學中滲透生命觀念教育，首先通過“問題探討”創(chuàng)設(shè)情境，導入新課，通過分析資料討論非生物因素和生物因素的影響，最后通過應(yīng)用知識解決問題，利用思維導圖，進行課堂小結(jié)四、教學過程【新課導入】教師利用課件展示教材中的“問題探討”，并將學生分成幾個小組，互相討論教師提出的問題：1.在我們周邊，哪些植物種群會隨著季節(jié)更替而出現(xiàn)數(shù)量變化？2.是什么因素導致了這些植物種群數(shù)量的變化？3.列舉一例說明動物種群的出生率和死亡率會隨著植物種群數(shù)量的變化而變化。問題探討“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時節(jié)種群密度越來越高，在秋冬時節(jié)則相反。討論1.導致這些植物種群數(shù)量出現(xiàn)季節(jié)性變化的主要環(huán)境因素是什么？答案：陽光、溫度、水等非生物因素。2.這些植物種群的數(shù)量變化對當?shù)貏游锓N群的出生率和死亡率有什么影響？答案：春夏時節(jié)，草木繁茂，植食性動物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時節(jié)則相反。植食性動物種群數(shù)量的變化，又會影響肉食性動物的出生率和死亡率。【新課講授】一、影響種群數(shù)量變化的因素（一）非生物因素教師利用課件展示教材第13頁的“思考·討論”中的資料，并與同學們一起討論其中的問題。下表為某地人工柳樹林中，林下集中草本植物的種群密度（平均值，單位：株/m2）隨林木郁閉度（林冠層遮蔽地面的程度）變化調(diào)查數(shù)據(jù)。討論：1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？請描述這三種草本植物在該因素影響下，種群密度的變化。提示：陽光（光照強度）2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的種群密度變化有較大差異，這是為什么？提示：刺兒菜為陰生植物更適于在低光照強度下生長，對光照強度敏感度比一年蓬，加拿大一枝黃花更低。不同種植物對光照條件的適應(yīng)性是有差異的。3.除上述因素外，種群數(shù)量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說明。種群數(shù)量的變化還受溫度和濕度、風、火等非生物因素的影響，例如某山脈中，在該山脈的提示：北部的鹿種群對于嚴寒的冬季氣候極為敏感，如果連續(xù)出現(xiàn)幾個嚴冬天氣，該山脈的鹿種群數(shù)量就會急劇下降，在沙漠地區(qū)，某些嚙齒動物和鳥類的種群數(shù)量與降雨量有著直接關(guān)系，更格盧鼠棲居在沙漠的低地處，雖然它們具有貯存水分和長期干旱的生理適應(yīng)能力，但它們棲居的環(huán)境中必須保持一定的濕度，如果雨量不足，食料植物的生長發(fā)育就會受到影響，更格盧鼠的生殖能力就會很低。學生小組通過討論后得出：影響植物種群數(shù)量的非生物因素除光照外，還有溫度、水、風、無機鹽等，同一非生物因素對不同植物種群的影響是不同的。教師指導學生閱讀教材第14頁的內(nèi)容，并進一步提問：1.如果該地干旱缺水，對各種動植物的種群數(shù)量會有哪些影響？2.春夏時節(jié)，動植物種群的數(shù)量普遍迅速增長，這是為什么？通過進一步追問，引導學生深度思考，并闡明自己的觀點。歸納總結(jié)：1.非生物因素的種類（1）水水是任何生物都不可缺少的組成成分，生物的一切代謝活動都必須以水為介質(zhì)，水對生物的生存和延續(xù)來說是至關(guān)重要的。實例：干旱缺水會使許多植物種群的死亡率升高，動物種群在尋找水源的過程中也常常發(fā)生個體的死亡。而對于東亞飛蝗來說，干旱氣候正是其種群爆發(fā)式增長的主要原因。（2）陽光陽光不僅為生物創(chuàng)造著適于生存的溫度條件，而且也為一切生命活動提供了取之不盡的能源。綠色植物只有借助光合作用才能在葉綠體中把從外界吸收的二氧化碳、水和無機物結(jié)合成有機物質(zhì)，一切其他生物，包括所有的動物和人都必須依賴這些有機物質(zhì)為生，從中獲得生長和生活所需要的能量。實例：森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物收到的光照強度。（3）溫度溫度是一種重要的生態(tài)因子，任何生物都是生活在具有一定溫度的外界環(huán)境中并受溫度變化的影響。冰點以下的低溫會使生物體內(nèi)形成冰晶而造成凍害，冰晶的形成會使細胞質(zhì)膜破裂并使蛋白質(zhì)失活與變性。高溫對動物的有害影響主要是破壞酶的活動和使蛋白質(zhì)凝固變性等。實例1：在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物的種子在春季萌發(fā)為新的植株，這主要是受溫度升高的影響。實例2：蚊類昆蟲在寒冷季節(jié)到來時一般會全部死亡，這主要是受氣溫降低的影響。（二）生物因素教師利用課件展示兩組資料，通過閱讀資料提出問題，學生之間互相討論交流，鍛煉學生的合作意識和思考能力。資料一：1934年，生態(tài)學家高斯選用了兩種形態(tài)和習性上很接近的草履蟲進行了以下實驗：取相等數(shù)目的雙小核草履蟲和大草履蟲，以一種桿菌為飼料，放在某個容器中培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與單獨培養(yǎng)不同，混合培養(yǎng)開始時兩個種群的數(shù)量也都有增長，但隨后雙小核草履蟲個體數(shù)繼續(xù)增加，而大草履蟲個體數(shù)下降，最后完全消失。這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對方的物質(zhì)。資料二：生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時間里，對猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究，結(jié)果如下圖所示。討論：1.怎樣解釋資料1中的實驗結(jié)果？雙小核草履蟲和大草履蟲之間是競爭關(guān)系，競爭力弱的數(shù)量會不斷下降。在合適的條件下，大草履蟲和雙小核草履蟲均能正常生長繁殖，由于這兩種草履蟲具有相似的生活習性（尤其是都能以同一種桿菌為食），當它們被放在同一個容器中混合培養(yǎng)時，起初兩種草履蟲的數(shù)量較少，而食物（桿菌）的數(shù)量較多，因此表現(xiàn)為兩種草履蟲的數(shù)量均增加。但是，隨著兩種草履蟲種群數(shù)量的增加，相互之間對食物的爭奪表現(xiàn)為大草履蟲處于劣勢，雙小核草履蟲處于優(yōu)勢。隨著雙小核草履蟲數(shù)量的增加，雙小核草履蟲爭奪食物的優(yōu)勢越來越大，最終大草履蟲因失去了食物的來源而滅亡。兩種草履蟲沒有分泌殺死對方的物質(zhì)，進一步證實了該實驗結(jié)果緣于兩種草履蟲爭奪資源，這就是競爭。2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數(shù)量變化的同步周期性？猞猁以雪兔為食，當雪兔數(shù)量增加時，猞猁食物充足，猞猁數(shù)量也就不斷增加；但當猞猁數(shù)量過多時，雪兔數(shù)量急劇下降，猞猁會因食物缺乏而饑餓或病死，造成數(shù)量下降；同時，這也給雪兔提供了一個繁衍恢復(fù)的機會。雪兔的數(shù)量增多了，猞猁又隨之增多，通過這種捕食關(guān)系，使雪兔和猞猁的數(shù)量出現(xiàn)了同步周期性波動。3.猞猁和雪兔種群數(shù)量變動哪個是因、哪個是果？猞猁數(shù)量的周期性變化是在雪兔周期性變化之后。但二者相互制約，互為因果。4.除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動的，還有其他因素嗎？除猞猁對雪兔有影響外，雪兔還受到許多其他因素的影響，如雪兔所吃的植物也影響這個周期。當雪兔數(shù)量增加時，植物數(shù)量降低，當降低到不足以養(yǎng)活雪兔種群時，雪兔與其食料之間的相互關(guān)系就會成為決定種群動態(tài)的關(guān)鍵因素。通過分析這兩個資料，幫助學生完整建立一套相對完整的種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系網(wǎng)，并通過對猞猁雪兔曲線圖的分析，理解因果循環(huán)關(guān)系。2.影響種群數(shù)量變化的外因（1）種間競爭：由于雙小核草履蟲和大草履蟲都以一種桿菌為食物，混合培養(yǎng)與單獨培養(yǎng)的種群數(shù)量的變化結(jié)果不同的是由種間競爭造成的。森林中不同植物競爭陽光和養(yǎng)分，草原上非洲獅與獵豹競爭獵物，這也會導致種群數(shù)量的變化。（2）捕食關(guān)系：除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的捕食對象，每種動物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動物種群會出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象。（3）寄生作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起傳染病，也會影響種群的出生率和死亡率等特征，進而影響種群的數(shù)量變化。3.密度制約因素和非密度制約因素（1）食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度是相關(guān)的。例如，同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大，因此，這些因素稱為密度制約因素（2）氣溫、干旱等氣候因素，以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對種群的作用強度與該種群的密度無關(guān)，因此被稱為非密度制約因素。例如，在遭遇寒流時，有些昆蟲種群不論其種群密度高低，所有個體都會死亡。三、種群研究的應(yīng)用研究種群的特征和數(shù)量變化規(guī)律，有什么意義呢？在生產(chǎn)生活中用得上嗎？研究種群的特征和數(shù)量變化的規(guī)律，在野生生物資源的合理利用和保護、有害生物的防治等方面都有重要意義。教師可以利用課件展示各種實例（白鷺、野生亞洲象、紅樹林生態(tài)系統(tǒng)等）通過展示圖片，利用實例引導學生應(yīng)用所學知識來討論社會議題，培養(yǎng)學生的社會責任感。1.瀕危動物的保護2.指導漁業(yè)捕撈明確捕撈量和種群數(shù)量變化之間的關(guān)系，確定合適的捕撈量，秉持可持續(xù)發(fā)展原則。從理論上說“S”形增長的種群在種群數(shù)量達到K值時，出生率與死亡率相等，這時即使不捕撈，種群數(shù)量也不會增加。研究表明中等強度的捕撈（捕撈量在K/2左右）有利于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量。3.有害生物的防治在有害生物的防治方面，種群研究同樣具有重要意義。例如，鼠害的防治等可以從生物因素和費生