高二生物教案：《種群數(shù)量的變化》教學設計（二）(2)

教學內容

教師活動

學生活動

設計意圖

導入新課

提出問題：

   1.種群有哪些特征？

   2 .各特征之間有何聯(lián)系？

回答問題，

引出課題。

鞏固舊知

承上啟下

導入新課

建構種群增長模型的方法

——數(shù)學模 型

投影展示問題，檢查課前布置任務：

實例1：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次。請同學們觀察右圖回答以下幾個問題:

1、填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。

表略

2．n代細菌數(shù)量Nn的計算公式是：

           Nn

3．72小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？　

4、以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。

教師講解：

一、建構種群增長模型的方法——數(shù)學模型

1．數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的            的性質形式。

2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式:

3.建構數(shù)學模型的意義:

4．研究方法或步驟：

提出問題→做出假設→建構數(shù)模→檢驗修正

學生閱讀實例一，觀察圖片，并完成學案相應內容。

通過學生分析問題   探究數(shù)學規(guī)律  

解決實際問題

   建構數(shù)學模型的方法，讓學生感受到生物現(xiàn)象和規(guī)律可用數(shù)學語言（公式和曲線圖）表達出來。

滲透科學方法的教育。

種群增長的“J”型曲線

過渡：理想條件下細菌數(shù)量增長的推測，自然界中有此類型嗎？

實例二：1859年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀之后，這24只野兔的后代竟達到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。

實例三：在20世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼。在1937－1942年期間，這個種群數(shù)量的增長如下圖所示。

結論：自然界確有類似于細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型

教師提出問題：

1、野兔種群增長的原因有哪些？

2、結合實例二請同學們思考“J”型曲線的形成條件是什么？

3、若“J”型曲線表示的是細菌種群的數(shù)量變化，此曲線對應的數(shù)學方程式是什么?

4、若“J”型曲線表示的是澳洲野兔種群的數(shù)量變化，此曲線對應的數(shù)學方程式能用1x2n表示嗎?若不能，它對應的數(shù)學方程式是什么？

教師總結：

二、 種群增長的“J”型曲線

1．含義：在理想條件下的種群，以時間為橫坐標，以種群數(shù)量為縱坐標畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。

2．“J”型增長數(shù)學模型：

（1）模型假設：

條件：食物充足、空間充足、氣候適宜、沒有敵害；

數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。

（2）建立模型：t年以后種群的數(shù)量表達式為：                   

各參數(shù)含義：N0表示起始數(shù)量；Nt表示t年后種群的數(shù)量，t表示時間；λ表示增長的倍數(shù)

閱讀資料，觀察圖片，回答問題，得出結論。

同學們獨立思考3分鐘后，每3人為一小組討論上述問題,并完成學案中的相應內容。

小組討論，然后總結種群增長的“J”型曲線的數(shù)學模型。

承上啟下，引出本節(jié)重點內容。

培養(yǎng)學生獲取信息的能力。

培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。

通過巡視，可對學生進行個別輔導，使學生問題得以及時解決。

通過學生的展示，及時發(fā)現(xiàn)學生在知識理解方面存在的誤區(qū)，利于及時糾正。

通過師生對種群增長的“J”型曲線總結，使所學知識得以鞏固。

種群增長的“S”型曲線

過渡：“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？

有實例證明嗎？

教師展示實例，提出問題：

實例四：生態(tài)學家高斯曾經(jīng)做過這樣一個實驗：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復實驗，得出了如圖所示的結果。

思考討論：

1.大草履蟲生存的環(huán)境與實例一中細菌生存的環(huán)境一樣嗎？

2.大草履蟲的種群數(shù)量變化曲線呈現(xiàn)什么型？

3.在0.5ml培養(yǎng)液中的最大生存數(shù)量是多少？為什么不會繼續(xù)增長？

4.若要提高K值，怎么做？

5.若要降低K值，怎么做？

6.此曲線的斜率代表什么？

7.種群增長到什么時候增長速率最大？

教師總結：

1．含義：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量                                       的曲線，稱為“S”型曲線。

2．形成條件：

自然界的資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內競爭就會加劇，以該種群為食的動物數(shù)量也會增加，這就會使種群的出生率降低，死亡率升高。當種群的死亡率與出生率相等時，種群就穩(wěn)定在一定的水平。

3．環(huán)境容納量：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大數(shù)量，又稱        K值。

4、曲線分析：

思考與討論：

1、  對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？

2、對家鼠等有害動物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應當采取什么措施？

同學們獨立思考3分鐘后，每3人為一小組討論上述問題,并完成學案中的相應內容。

學生獨立思考，分組討論。

通過巡視，可對學生進行個別輔導，使學生問題得以及時解決。

通過學生的展示，及時發(fā)現(xiàn)學生在知識理解方面存在的誤區(qū)，利于及時糾正。

通過師生對種群增長的“J”型曲線總結，使所學知識得以鞏固。

鞏固所學知識。

種群數(shù)量的波動和下降

過渡：種群數(shù)量達到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？

教師展示圖片,提出問題：

1、影響種群數(shù)量變化的因素有哪些？

2、人類活動會影響種群數(shù)量變化嗎？請舉例說明？

教師總結：

1．影響因素

（1）直接因素：

（2）自然因素

（3）人為因素：人類活動的影響

2．數(shù)量變化

大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中，在不利條件下，種群的數(shù)量還會急劇下降甚至死亡。

師生共同總結

關注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。

鞏固練習

習題見學案和課件

學生自主解決，教師點撥引導。

鞏固本節(jié)所學內容。教師檢測教學效果。

課堂小結

教師以概念圖的形式總結本節(jié)所學知識。

課后作業(yè)

學案和課后習題。

鞏固本節(jié)所學內容。