種群和群落

提出問題，組織討論：

1.對細菌種群數量增長而言，在什么情況下2n公式成立？

2.這個公式揭示了細菌種群數量增長的什么規律？

3.在學過的生物學內容中，還有哪些生物學問題可以用數學語言來表示。

提示：數學工具在生物學研究中的作用越來越突出。

用數學語言揭示生物學問題時，要充分考慮到生物學自身的特點。

認識到在生物學中有許多現象和規律可以用數學語言來表示。

    學生獨立操作完成圖表，相互交流結果。

請學生算出一個細菌產生的后代在不同時間的數量，并填寫教材中的表格，然后畫出細菌的種群數量增長曲線。

提示：這是在理想條件下對細菌種群數量的推測。

引導學生討論，同數學公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？

    認識種群數量增長模型的另一種表現形式。        小結：在描述、解釋和預測種群數量的變化時，常常需要建立數學模型。數學模型的表現形式可以為公式、圖表等。        學生討論建立“培養液中酵母菌種群數量的數學模型”的方案：程序和方法。    提出問題，組織討論：如何建立“培養液中酵母菌種群數量的數學模型”，我們應該怎么做？    結合本節的探究實驗，認識建立種群增長模型的程序和方法。

學生討論：

1.野兔種群增長的原因有哪些？

2.怎樣用數學語言來描述野兔種群增長的規律？

3.如果用n0表示野兔種群的起始數量，用λ表示野兔種群數量每年的增長倍數，用nt表示t年后野兔種群的數量，那么，nt為多少？

4.根據上述素材，估算1869年時，野兔種群數量為多少？（說明計算方法）

5.列舉在自然界中還有哪些與素材中野兔種群數量增長相類似的情況。

提出問題，組織討論：以上討論的是在實驗條件下種群的數量變化，在自然界中種群的數量變化情況如何？

提供素材：《光明日報》消息

澳大利亞野兔成災。估計在這片國土上生長著6億只野兔，它們與牛羊爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導致水土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成1億美元的財產損失。兔群繁殖之快，數量之多足以對澳洲的生態平衡產生威脅。

澳洲本來沒有兔子，1859年，一個叫托馬斯·奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了24只野兔，放養在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀之后，這24只野兔的后代達到6億只之多。（有條件的學校，教師可播放澳大利亞野兔成災的錄像片。）

通過具體實例，加深對數學模型的理解，并用數學語言解釋種群數量增長的規律。

明確“j”型種群增長的原因。

   

小結：自然界確有類似細菌在理想條件下種群數量增長的形式。該種群數量增長的數學模型可表示為“j”型曲線，或數學公式：

nt=noλt

   

學生思考：有哪些因素制約著種群數量的增長？

學生討論。

如果自然界的生物種群都是以“j”型方式增長，地球早就無法承受了。

呈現高斯實驗（有條件的學校可將高斯實驗用計算機模擬技術呈現出來）。

提出討論題：

1.你認為高斯得出種群經過一定時間的增長后，呈“s”型曲線的原因是什么？

2.在高斯實驗的基礎上，如果要進一步搞清是空間的限制，還是資源（食物）的限制，該如何進行實驗設計？