种群的数量变化第一课时教学设计

《种群的数量变化》教学设计【教材分析】“种群的数量变化”是普通高中课程标准实验教科书必修三《稳态与环境》第四章第2节的内容，是在学生了解了种群这个生命系统层次特征的基础上，进一步认识种群的发展变化规律。本节内容分为三个部分：1、建构种群增长模型的方法；2、种群数量的变化情况，包括种群增长的“J”型曲线、种群增长的“S”型曲线；【设计思路】本次教学从教材提供的“问题探讨”入手，要求学生通过观察实验数据总结规律，来完成问题，并完成表格，划出细菌种群的增长曲线，让学生认识到生物现象和规律是可以用数学语言表达出来的，引出“建构种群增长模型的方法”，并指明细菌的这种增长曲线是在理想条件下才可能会出现的，通过列举事实引到“J型增长的数学模型”和“S型增长的数学模型”的内容上。【教学目标】知识目标：概述种群数量变动的类型和机制。能力目标：尝试建立种群增长的数学模型，运用数学模型解释种群数量的变化。情感目标：关注人类活动对种群数量变化的影响。【教学重点与难点】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。教学难点：建构种群增长的数学模型【教学过程】课时安排：2课时第1课时【设计意图】本节设计利用了学案教学法，教学过程以学生小组合作探究、展示、交流为主，教师引导为辅。在每一个知识点上都通过问题引导学生自学、合作、交流来达到本节课的教学目的。最大程度凸显学生的主体地位。【教具准备】多媒体课件、学案课前2分钟背诵（即学案上的基础导学部分）：1．数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2．研究方法或步骤：（见课本65页）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，对模型进行检验和修正3．表达形式：数学方程式和曲线图。4、在理想条件下的种群，以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈J型。模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害；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。5、种群经过一定时间的增长后，数量保持相对稳定的曲线，称为“S”型曲线。产生原因：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，以该种群为食的动物数量也会增多，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高。当种群的死亡率与出生率相等时，种群就稳定在一定的水平。6．环境容纳量：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又称K值。目的：这样既可以订正基础导学部分的答案，又可以让学生提前记住本节基础知识，有助于重难点的突破。二合作探究在营养和生存空间没有在营养和生存空间没有的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一次。限制（1）用数学方程式表示：n代以后细菌的数量N＝。（2）请将该细菌产生的后代在不同时期数量填入下面表格,并画出细菌的种群增长曲线：时间（min）20406080100120140160180细菌数量

数量时间总结出数学方程式和曲线图的优点分别是什么？小组合作讨论5分钟，小组选派代表展示交流本小组的答案。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，其一般程序为观察研究对象，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。（二）“J”型增长的数学模型展示三个实例：1、澳大利亚野兔的增长2、水葫芦在我国的疯长3、环颈稚在1937——1942年期间在美国岛屿上的种群数量增长。通过以上实例引起自然界中确有类似细菌在理想条件下的种群增长形式，引出“J”型增长模型。小组合作讨论完成以下问题：建立模型：t年以后种群的数量表达式为：。参数含义：N0表示；Nt表示。t表示；λ表示增长率=（增长率=（Nt-Nt-1）/Nt-1%增长率（%）时间自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么？小组合作讨论5分钟，小组选派代表展示交流本小组的答案。过渡：自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就会加剧；捕食者增加。当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会稳定在一定的水平。引出并呈现高斯的实验，得出“S”型曲线。（三）“S”型增长的数学模型增长速率（1）结合课本生态学家高斯的实验结果理解“S”型增长的特点是点：。增长速率提示：增长速率即曲线斜率时间时间思考：增长速率等于曲线的斜率，则增长速率最快时对应的种群数量是多少？（2）“S”型曲线分析：①分别分析B、C、D点时的出生率和死亡率情况。B点：出生率____死亡率；C点：出生率____死亡率；D点：出生率____死亡率②一开始AB段数量增长慢的原因是___________________________。③数量增长最快的是段，其原因是。④CD段增长速度变慢的可能原因是⑤D点达到最大值K值，K值的含义是⑥你认为K值是个固定值吗，为什么？（3）试从环境容纳量上分析保护大熊猫和控制鼠害的根本措施。(4)为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，我们在种群数量增长到什么时期进行捕捞呢？学生小组讨论10分钟后，小组展示探究成果。三、学习小结比较“J”型曲线和“S”型曲线

J型曲线S型曲线条件

理想环境

现实环境种群增长率（增长速率）曲线

有无K值

曲线

四、课堂达标1、下图是一个鼠群迁入一个新的生态系统后的生长曲线图。试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素？A．EF段B．DE段C．BE段D．CB段2.右图是某—动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，下列说法不正确的是A．c点以后环境阻力明显变大B．图中表示种群增长率最快的点是bC．图中a点的种群增长率大于d点D．图中第8年后，种群数量不可能发生变化3．右图所示为自然环境中生物种群数量变化曲线，下列有关叙述错误的是A．d处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致B．“竭泽而渔”会使鱼虾数量下降至b以下，使生态系