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2019-2020年高中生物《4.1 種群的特征》教學(xué)設(shè)計 新人教版必修3 一、教學(xué)目標(biāo)： (一)知識目標(biāo)： 1.說出種群的基本特征有哪些；畫出各特征間的相互聯(lián)系并說出其原因。 2.說出調(diào)查種群密度的方法有哪些。 （二）能力目標(biāo)： 1.通過《用樣方法調(diào)查草地中雙子葉植物的種群密度》的探究實驗學(xué)會本實驗操作的基本步驟及注意事項。 2.通過小組間的合作討論提高學(xué)生的語言表達(dá)能力及組織合作能力。 （三）情感目標(biāo)： 1.通過小組間的探究合作實驗，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。 2.培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度及勇于實踐的能力和意識。 二、教學(xué)重難點： （一）教學(xué)重點：種群的基本特征及相互間的聯(lián)系和影響。 （二）教學(xué)難點：用樣方法調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度。 三、教學(xué)方法 1．學(xué)案導(dǎo)學(xué)法、小組討論、嘗試誘思。 2．實驗法：通過小組合作完成教材要求的探究實驗。 四、課前準(zhǔn)備： 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)，初步把握實驗的原理和方法步驟。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。 五、課時安排：1課時 六、教學(xué)過程 一、種群 1、概念：種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體，是在一定空間和時間內(nèi)的同種生物個體的總和。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代（能自由交配、繁殖），種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位。 2、舉例：一個池塘里的全部鯽魚、一個蜂巢中的所有蜜蜂 二、種群的特征 1、種群密度： （1）概念：是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某種群的個體數(shù)量。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，種群密度越高，一定范圍內(nèi)種群數(shù)量越多。種群數(shù)量與種群密度呈正相關(guān)。 （2）特點：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。①相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。②不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不同。 （3）調(diào)查方法： ①總數(shù)調(diào)查：調(diào)查分布范圍較小，個體較大的種群，逐個計數(shù)。 ②取樣調(diào)查：調(diào)查分布范圍較大的種群，一般總數(shù)調(diào)查較難，計數(shù)種群一部分，估算種群密度。 1.1樣方法 （1）取樣調(diào)查中的兩個概念 ①樣 方：樣方也叫樣本，從研究對象的總體中抽取出來的部分個體的集合，叫做樣方。 ②隨機(jī)取樣：在抽樣時如果總體中每一個個體被抽選的機(jī)會均等，且每一個個體被選與其他個體間無任何牽連，那么，這種既滿足隨機(jī)性，又滿足獨立性的抽樣，就叫做隨機(jī)取樣（或叫做“簡單隨機(jī)取樣”）。隨機(jī)取樣不允許摻入任何主觀性，否則，就難以避免調(diào)查人員想獲得調(diào)查屬性的心理作用，往往使調(diào)查結(jié)果偏大。 ③適用范圍：植物種群密度，昆蟲卵的密度，蚜蟲、跳蝻的密度等。 （2）常用取樣 ①點狀取樣法 點狀取樣法中常用的為五點取樣法，如圖4—1A，當(dāng)調(diào)查的總體為非長條形時，可用此法取樣。在總體中按梅花形取5個樣方，每個樣方的長和寬要求一致。這種方法適用于調(diào)查植物個體分布比較均勻的情況。 ②等距取樣法 當(dāng)調(diào)查的總體為長條形時，可用等距取樣法，如圖4—1B，先將調(diào)查總體分成若干等份，由抽樣比率決定距離或間隔，然后按這一相等的距離或間隔抽取樣方的方法，叫做等距取樣法。例如，長條形的總體為100 m長，如果要等距抽取10樣方，那么抽樣的比率為1/10，抽樣距離為10 m，然后可再按需要在每10 m的前1 m內(nèi)進(jìn)行取樣，樣方大小要求一致。 （3）調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度 ①探究原理：（樣方法）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值。 ②制定計劃：確定調(diào)查地點和范圍→確定調(diào)查時間→討論需要攜帶材料用具，列出清單→討論小組成員分工。 ③實施計劃準(zhǔn)備→確定調(diào)查對象→確定樣方的多少、大小和取樣方法→計數(shù)→計算種群密度。 ④注意事項 a．植物種群密度調(diào)查地點的選擇。調(diào)查地段的選擇應(yīng)當(dāng)大小適中,面積過大費時費力，面積過小則失去調(diào)查意義，選取平坦、開闊、被調(diào)查種群分布比較均勻的地段。 b．根據(jù)調(diào)查對象劃定調(diào)查地段的大小。植物種群密度的調(diào)查對象可以是喬木、灌木和草本，調(diào)查喬木的種群密度時，地段應(yīng)該劃得大一些；調(diào)查草本植物的種群密度時，地段應(yīng)該劃得小一些；調(diào)查灌木時,調(diào)查地段的大小則應(yīng)該介于二者之間。如喬木的樣方為100 m2，灌木為16 m2，草本為1 m2。 c．調(diào)查植物種群密度時，對植物種類的選擇。調(diào)查喬木和雙子葉草本植物比較容易，而調(diào)查一些叢生小灌木，叢生或蔓生的草本單子葉植物，從地上部分難以辨別一株還是多株，所以初學(xué)者選擇雙子葉草本植物調(diào)查。 d．調(diào)查時間。取樣調(diào)查的時間最好選擇在植物生長旺盛的季節(jié)。 e．計數(shù)原則。若有正好長在邊界線上的，應(yīng)遵循“計上不計下，計左不計右”的原則；即只計數(shù)樣方相鄰兩條邊上的個體。同種植物無論大小都應(yīng)計數(shù)。如圖4—2。 注意：圖甲為方形樣方，圖乙為圓形樣方，實心圈示統(tǒng)計或測量的個體，虛線表示圓形樣方的直徑。 ⑤調(diào)查誤差分析。對調(diào)查對象認(rèn)識不準(zhǔn)，統(tǒng)計偏差；樣方的數(shù)目、大小不統(tǒng)一；調(diào)查地段種群分布不均勻；計數(shù)時對各生長期的個體統(tǒng)計不全。 ⑥調(diào)查記錄樣表及計算公式（表4—1） 樣方 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 種群密度（株/m2） 3 4 7 15 2 4 9 8 某植物種群密度=所有樣方內(nèi)種群密度合計/樣方數(shù) 答案：6.5株/m2 1.2標(biāo)志重捕法 （1）概念：在被調(diào)查動物種群的活動范圍內(nèi)捕獲一部分個體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間（標(biāo)志個體與未標(biāo)志個體重新充分混合分布）后，進(jìn)行重捕，據(jù)重捕動物中標(biāo)記個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，來估計種群密度。 （2）前提條件：標(biāo)志個體與未標(biāo)志個體在重捕時被捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒有遷入和遷出。 （3）適用范圍：活動能力強(qiáng)和范圍大的動物如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲等動物。 （4）注意事項： ①標(biāo)志不能過分醒目。 ②標(biāo)志物和標(biāo)志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生對于壽命和行為的傷害。 ③標(biāo)志符號必須能夠維持一定的時間，在調(diào)查研究期間不能消失。 　?。?）計算公式 2．出生率和死亡率 （1）概念： 出生率：種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目。 死亡率：種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目。 （2）意義：決定種群大小和密度。對一個自然種群來說，影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。 3．遷入率和遷出率 （1）概念：單位時間內(nèi)遷入和遷出的個體，占該種群個體總數(shù)的比例。 （2）意義：直接影響種群的數(shù)量變動，如城市人口的變化。 4．年齡組成 （1）概念：一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。 （2）類型：（表4—2） 類型 圖例 年齡比例 出生率與死亡率大小 種群密度變化 增長型 年幼個體大于年老個體數(shù) 出生率＞死亡率 增大 穩(wěn)定型 各年齡期個體比例適中 出生率≈死亡率 穩(wěn)定 衰退型 年幼個體小于年老個體數(shù) 出生率＜死亡率 減小 （3）意義：預(yù)測未來種群動態(tài)變化。年齡組成是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)，是作為預(yù)測一個種群的種群數(shù)量的決定因素。 5．性別比例 （1）概念：種群中雌雄個體數(shù)目的比例。　　 （2）類型：①雌雄相當(dāng)，多見于高等動物，如黑猩猩、猩猩等。②雌多于雄，多見于人工控制的種群，如雞、鴨、羊等。有些野生動物在繁殖時期也是雌多于雄，如象海豹。③雄多于雌，多見于營社會性生活的昆蟲，如白蟻等。 （3）意義：直接影響出生率，間接影響種群密度。 6．種群特征間的相互關(guān)系 ①種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。種群密度越高，一定范圍內(nèi)種群數(shù)量越多。種群數(shù)量與種群密度呈正相關(guān)。 ②對一個自然種群來說，影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。 ③出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數(shù)量的直接因素。 ④年齡組成是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)，是作為預(yù)測一個種群的種群數(shù)量的決定因素。 ⑤性別比例在一定程度上也能夠影響種群數(shù)量的變化。 ⑥年齡組成和性別比例通過影響出生率和死亡率間接影響種群密度和種群數(shù)量。 ⑦影響種群數(shù)量的主要因素：年齡組成、性別比例、出生率和死亡率。 7．種群的空間特征 （1）概念：組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。 （2）類型：（表4—3） 項目 類型 特點 原因 模式圖 實例 均勻分布 種群內(nèi)的各個體的分布是等距離的。 種群個體間的激烈競爭引起。 浮游植物、森林喬木、面粉中的黃粉蟲等。 隨機(jī)分布 種群內(nèi)每個個體在任一空間的分布概率相等。 環(huán)境資源分布均勻一致、種群個體間互不作用引起。 森林中的無脊椎動物等。 集群分布 種群的個體集中在特定的幾個點上。 環(huán)境資源分布不均勻；植物傳播種子以母株為擴(kuò)散中心；動物的社會行為使其結(jié)合成群。 自然界中生物多為集群分布。 （3）意義：了解空間分布格局對于選擇種群密度的統(tǒng)計方法有重要意義。 反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。 設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。 發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 七、板書設(shè)計 第一節(jié) 種群的特征 (一)種群的基本特征 探究一：種群的基本特征有哪些呢? 探究二：種群的各特征之間是怎樣相互影響，又怎樣相互聯(lián)系的，請完成相關(guān)的概念圖： (二)：調(diào)查種群密度的方法 （三）：探究草地某雙子葉植物的種群密度 八、教學(xué)反思 本課采用課前預(yù)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、讓學(xué)生找出自己感到迷惑不解的地方，帶著問題上課，課前檢查學(xué)生完成導(dǎo)學(xué)案，以讓學(xué)生將學(xué)案導(dǎo)學(xué)制充分地重視起來。 本節(jié)課與初中知識有很緊密的聯(lián)系，這要在導(dǎo)學(xué)案中體現(xiàn)出來。同時在初中知識的基礎(chǔ)之上重點要讓學(xué)生學(xué)會有關(guān)種群的特征及相互之間的拉關(guān)系再就是本節(jié)課的探究實驗，有關(guān)探究實驗的設(shè)計即要緊扣課本及教材但也要充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，比如在課下調(diào)查有關(guān)雙子葉植物及單子葉植物的區(qū)別，及找出與本地方條件相關(guān)的調(diào)查對象?？紤]實驗所需要的器材及用具、根據(jù)分組情況來確定自己在本組內(nèi)的職責(zé)。通過這些的訓(xùn)練、思考來提高學(xué)生的意識和體會科學(xué)研究所要求的謹(jǐn)慎態(tài)度和鍛煉學(xué)生勇于進(jìn)行科學(xué)實踐的精神，這恰恰也是我們這一代中學(xué)生所嚴(yán)重缺乏的。