公务员考试 生物多样性知识梳理.doc

公务员考试 生物多样性知识梳理第 1 节 种群数量的变化一、知识结构 建构种群增长模型的方法 种群增长的“J”型曲线 种群的数量变化 种群增长的“S”型曲线 种群数量的波动和下降 二、教学目标 1、说明建构种群增长模型的方法 2、通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型 3、用数学模型解释种群数量的变化 4、关注人类活动对种群数量变化的影响 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 [教学重点] 尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化 [解决方法] ⑴遵循具体→抽象→再具体→再抽象的轨迹教学 ⑵通过探究活动来验证 2、教学难点及解决方法 [教学难点] 建构种群增长的数学模型 [解决方法] 同上 四、课时安排 2 课时 五、教学方法 启发式、探究法 六、教具准备 课件、探究材料 七、学生活动 1、学生讨论、思考、回答问题 2、学生完成教材中探究活动的操作 八、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的教学与目标完成过程 第 1 课时 播放细菌分裂的录像或演示细菌分裂的计算机模拟动画 提示：在自然界中细菌无处不在，有些细菌的大量繁殖会导致疾病。

假如现有一种细 菌，在适宜的温度、湿度等环境下，每 20min 左右通过分裂繁殖一代 引导学生思考： 1、细菌的生殖方式是怎样的？2、72h 后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？ 3、n 代细菌数量是多少？ 提出问题，组织讨论： 1、对细菌种群数量增长而言，在什么情况下 2n公式成立？ 2、这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律？ 3、在学过的生物学内容中，还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示 提示：数学工具在生物学研究中的作用越来越突出 请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写教材中的表格，然后画出 细菌的种群数量增长曲线 提示：这是在理想条件下对细菌种群数量的推测 引导学生讨论，同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 小结：在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要建立数学模型数学模型的 表现形式可以为公式、图表等 提出问题，组织讨论：如何建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型” ，我们应该怎 么做？ 提出问题，组织讨论：以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群 的数量变化情况如何？ 提供素材：《光明日报》消息 澳大利亚野兔成灾估计在这片国土上生长着 6 亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树 皮，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成 1 亿 美元的财产损失。

兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁 澳洲本来没有兔子，1859 年，一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居，带来了 24 只野兔，放养在他的庄园里，供他代猎取乐奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这 24 只野兔的后代达到 6 亿只之多 （有条件的学校，教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片 ） 学生讨论： 1、野兔种群增长的原因有哪些？ 2、怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？ 3、如果用 N0表示野兔种群的起始数量，用 λ 表示野兔种群数量每年的增长倍数，用 Nt表示 t 年后野兔种群的数量，那么，Nt为多少？ 4、根据上述素材，估算 1869 年时，野兔种群数量为多少？（说明计算方法） 5、列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相似的情况 小结：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式该种群数量增长的数 学模型可表示为“J”型曲线，或数学公式： Nt＝N0λt 如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长，地球早就无法承受了 呈现高斯实验（有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来） 提出讨论题： 1、你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，呈“S”型曲线的原因是什么？ 2、在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是资源（食物）的限制， 该如何进行实验设计？ 3、如何理解 K 值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”？请举例说明。

学生思考：有哪些因素制约着种群数量的增长？ 学生讨论学生讨论教材中“思考与讨论”素材 小结：经过一定时间，在各种因素的作用下，种群数量增长会趋于稳定，呈“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——K 值” 学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动讨论影响种群数量波动的因素 提出问题，在自然界中，种群数量是否总能稳定在 K 值？为什么？ （三）总结 从具体的生物现象和规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生 物学现象与规律，这是学习本节的要旨 （四）作业布置 教材 P69 练习 （五）板书设计 第 2 节 种群数量的变化 一、建构种群增长模型的方法 1、建立数学模型的一般步骤 观察研究对象，提出问题↓ 提出合理的假设↓ 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达↓ 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 2、建立种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 1、 “J”型曲线形成的条件 2、 “J”型增长的数学模型 三、种群增长的“S”型曲线 1、 “S”型曲线形成的条件 2、K 值 3、 “J”型曲线与“S”型曲线的比较“S”型曲线“J”型曲线 前提条件环境资源有限环境资源无限种群增长率随种群密度上升而下降保持稳定有无 K 值有 K 值无 K 值4、 “S”型曲线在生产中的应用 四、种群数量的波动和下降 第 2 课时 1、提出问题（实验探究的目的） ；培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间而变化的？2、作出假设：酵母菌在资源和空间有限的环境中，其种群的增加会受种群密度的增加 而受影响。

3、探究材料及用具：酵母菌的菌种、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血球计 数板（2mm×2mm 方格） 、滴管、显微镜等 4、讨论制定计划：在小组讨论的基础上，写出探究方案，方法步骤应当具体，并且是可操作的确定小组同学间的分工向老师汇报本小组的探究计划，以求得老师的指导 在制定计划前，需要认真思考以下问题：①进行酵母菌的计数时，可以采用抽样检测的方 法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入 多余培养液用滤纸吸去稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在 载物台中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数 盖玻片下的培养液厚度为 0.1mm，一个小方格范围内的酵母菌数为 x，则 10mL 中酵母菌 培养液中的酵母菌总数为 y＝__________ ②从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻震荡几次，这是为了使酵母 菌在培养液中分布均匀 ③本实验需要设置对照实验，对照实验中要用较大的容器和更多的营养，但接种的酵 母菌量要相同，其他的培养条件也要相同 ④需要进行重复实验，使获得数据更准确 ⑤实验结果的记录，要以天作为单位，计录 7 天的数据，算出每一天全班各组数据的 平均值。

⑥如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，要将其培养液稀释一定倍数，再重新记 数 ⑦对于压在小方格界线上的酵母菌，应当遵循“数左不数右，数上不数下”的原则进 行计数 5、实验计划：首选通过显微镜观察，估算出 10mL 培养液中酵母菌的初始数量（N0） ， 在此之后连续观察 7 天，分别记录下这 7 天的数值 6、分析结果，得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果是否支持你所 做的假设 探究的结论是：由于种群生长所需要的资源和空间是有限的，所以种群经过一定时间 的增长后，种群趋于稳定，数量不再上升，呈现“S”型曲线增长 7、表达和交流①将本小组的增长曲线与全部的增长曲线比较，分析误差和相似程度 ②解释根据各组平均数据画出的增长曲线的总趋势③讨论影响酵母菌种群数量增长的因 素（主要是食物和空间） 8、进一步探究：根据自己对影响酵母菌种群数量增长的因素作出推测，设计实验进行 验证 （三）总结 探究的过程 （四）作业布置 教材 P85 自我检测一 1（2） 、2（3） （五）板书设计 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 提出问题↓ 作出假设↓ 讨论制定计划↓ 实施计划↓ 分析结果，得出结论↓ 表达和交流↓ 进一步探究第 2 节 群落的结构一、知识结构 群落水平上研究的问题 物种组成——种类、丰富度 群落的结构群落的物种结构 种间关系——竞争、捕食、互利共生、寄生等 垂直结构 群落的空间结构 水平结构 二、教学目标 1、识别群落，说出群落水平上研究的问题。

2、描述群落的结构特征 3、尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 [教学重点] 群落的结构特征 [解决方法] ⑴引导学生理解群落的概念，群落的物种组成，种间关系和群落的空间结构 ⑵巧用教材中的问题探讨和资料分析，联系实际突破重点 2、教学难点及解决方法 [教学难点] 从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征 [解决方法] 联系具体的事例，让学生自己比较，归纳和总结群落的结构特征 四、课时安排 2 课时 五、教学方法 探究法 六、教具准备 探究材料 七、学生活动 1、指导学生完成教材中探究活动的操作 2、思考、分析、回答相关问题 八、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 第 1 课时[问题探讨]学生思考、讨论，回答教材 P71 讨论题 同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落群落不是一定空间内 各种生物简单的集合，而是通过种内的斗争或互助，种间的共生、竞争、捕食等关系建立 起的有机整体一个群落是共同生活在一个地区的生物大家庭，具有一定的组成和结构， 其中的各种生物相互制约，又相互依存 教师引导学生认识：种群水平上的研究对象是同一物种的生物集合体，而群落水平上 研究的是不同物种的生物集合体。

群落是比种群层次更高，范围更广的角度来研究生物之 间的关系和相互作用 在群落水平上科学家要研究哪些问题呢？ 学生阅读教材 P71 相关内容，明确群落水平上研究的问题 学生阅读教材 P72 相关内容，回答下列问题： 1、从物种组成上说出两个森林群落的主要差别？ 2、什么叫丰富度？ 教师总结：⑴物种组成是区别不同群落的重要特征，例如，我国新疆北部的森林，主 要是由常绿针叶树种组成，而南方许多森林的主要树种是阔叶树；⑵不同群落间，种群数 量和种群中个体数量差别很大例如，在热带森林的生物群落中，植物种群数以万计，无 脊椎动物种群数以十万计，脊椎动物种群数以千计但是，在冻原和荒漠的生物群落中， 种群数量要少得多 认识一个群落的物种组成，首先，要调查该群落分别有多少种植物、动物和微生物， 列出它们的名录其次，还要进一步搞清群落中各种群相对数量和比例在生态学上，描 述一个群落中种群数量的多少是用丰富度来表示 学生阅读教材 P72——73 相关内容，回答下列问题： 1、双小核草履虫和大草履虫之间是什么关系？ 2、猞猁和雪兔之间是什么关系？ 3、列举种间关系的其他例子？ 教师总结种间关系：学生阅读教材 P74—75 相关问题，回答下列问题： 1、什么是群落的空间结构？ 2、群落的空间结构包括哪些方面？ 3、决定森林植物重直分层的主要生态因素是什么？而决定动物垂直分层的主要生态因 素是什么？ 4、决定群落水平结构分布主要有哪些生态因素？ 教师总结： 群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构，动物种类的多少是随植物层 次多少而变化的，因此，由于森林的植物层次比草原植物层次多，所以森林群落一般比草 原群落的动物种类多。

水生群落也有分层，例如一个池塘，挺水植物、浮水植物、沉水植 物就是植物分层；青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼的分布就是动物分层的实例阳光、温度、水 分等生态因素对动植物的分层有直接影响群落的水平结构往往是由于地。