必修三4.2种群的数量变化教案

种群的数量变化教案一、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。二、教学重点和难点1.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。2.教学难点建构种群增长的数学模型。三、过程与方法1.用数学模型解释种群数量的变化。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。四、情感态度与价值观关注人类活动对种群数量变化的影响。五、课时安排1六、教学设计思路第一课时的教学应当遵循具体→抽象→再具体→再抽象……循环上升的轨迹。教师以“问题探讨”引入，由于学生已有相关的数学知识，不难回答问题。教师应启发学生思考：得出的数学公式有何生物学意义（说明细菌数量增长具有哪些性质）？进一步让学生讨论：细菌的数量增长模型是怎样建构的？数学模型的表现形式有哪些？由此，总结出建构种群增长模型的方法。在教学中，教师要引导学生对问题作深入的思考，启发学生从现象揭示出本质和规律，使学生认同运用恰当的数学模型能够较好地表达某些生物学规律。一定要避免从数学到数学，为计算而计算的教学。第二课时为探究活动：培养液中酵母菌种群数量的变化。由于该探究活动需要较长的时间（连续观察7d），因此，活动的管理是教学的难点。教师要在制定计划、同伴的合作、记录实验数据等方面给予必要的提示。七、教学过程通过创设具体的情境，让学生感受生命现象。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？h后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？代细菌数量是多少？用数学语言揭示生物学问题时，要充分考虑到生物学自身的特点。认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。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。认识种群数量增长模型的另一种表现形式。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？通过具体实例，加深对数学模型的理解，并用数学语言解释种群数量增长的规律。明确“J”型种群增长的原因。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=NOλt从资源和空间上思考种群增长问题。用生物学语言解释“S”型曲线（数学模型），培养实验设计能力。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。理解K值，并解释和说明实际问题。阅读P67并完成“思考与讨论”。〖提示〗1.对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。2.从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，①如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；②室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；③养殖或释放它们的天敌，等等。〖旁栏思考题3〗生思考回答师提示。〖提示〗同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。当堂反馈例1.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平．这是因为在这个水平上（）A.种群数量相对稳定B.种群增长量最大C．种群数量最大D.环境条件所允许的种群数量最大解析：本题考查的知识点是“S”型增长曲线的生物学意义。可先回忆种群增长的S型曲线，在纵轴上找出K值和K/2值，然后再找出K/2值在S型曲线上所对应的点，仔细分析比较就可以发现，曲线在该点处的斜率最大，而斜率表示的生物学意义就是增长率（单位时间内的增长量），增长率大意味着在相同的时间内可获得最大的生物量，种群在该点的恢复能力也最强．只有选项B符合题意，而选项A、C是种群个体数量在K值时所具有的特征，选项D是K值的定义。答案：B例2.右图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（）A．在t0～t2时间内，种群数量呈“J”型增长B．若在t2时种群的数量为N，则在t1时种群的数量为N/2C．捕获该鱼的最佳时期为t2时D．在t1～t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势解析：本图为“S”型曲线的增长率，t0和t2的增长率为0，t1时的增长率最大；t1～t2时，该鱼的种群增长率下降，但种群的数量仍逐渐上升；t1时种群的数量为t2的一半。答案：B例题3.右图所示为自然环境中生物种群数量变化曲线，下列有关的叙述错误的是（）A．d处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致B．“涸泽而渔”会使鱼虾数量下降至b以下，使生态系统发展停滞甚至崩溃C．灭鼠时如果仅杀死一半的老鼠，可能效果适得其反D．c处种群个体数量不再上升的原因是种群内个体间发生竞争的结果解析：出生率和死亡率影响种群数量的变化；杀死一半的老鼠时，生存个体可获得更多的生存空间，效果适得其反；种群个体数量不再上升的原因有食物、空间、天敌等因素的影响，种内间个体不发生竞争关系。答案：D规律总结：渔业中通常以重量为产量的指标，影响资源重量的有两个因素，即自然死亡率和渔捞死亡率（即捕鱼量）；同样也有两个使资源重量增加的因素，即生长量和补充量。如要维持持久产量，就要使种群保持平衡，即要：自然死亡率+渔捞死亡率（即捕鱼量）=生长量+补充量；这意味着在资源未利用期内，资源种群大致年复一年地保持平衡；当开始利用资源时，受利用种群开始变小，渔捞死亡量（即捕鱼量）必须由以下三种方式得到补偿：①更大的补充量；②更大的生长量；③减少自然死亡。当种群密度处于S型增长曲线的拐点K/2时，种群增长量最大。板书设计第二节种群数量的变化建构种群增长模型的方法种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线种群数量的波动和下降〖提示〗一、基础题1.（1）在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。（2）在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种