高中生物《种群数量的变化(1)》优质课教案、教学设计

种群数量的变化——教学设计

一、教学目标

知识目标1、说明建构种群增长模型的方法。

2、会用“J”型、“S”型增长曲线解释种群数量的变化。

能力目标建立用数学模型解释生物现象的思想，初步学会使用数学模型解释生物现象。

情感态度和价值观培养学生关注人类活动对种群数量变化的影响，深刻认识人与自然和谐发展的重要意义，树立人与自然的可持续发展的观念。

二、教学重难点

教学重点构建种群增长的数学模型、用“J”型、“S”型增长曲线的特点解释生物现象教

学难点用“J”型、“S”型增长曲线的特点解释生物现象

三、教学方法

讲授法、小组讨论法

四、教学过程

新课导入

师：【展示】PPT 播放两张图片：密密麻麻的水葫芦、濒危物种大熊猫。

以上两张图片与我们今天要讲的种群数量的变化密切相关，如何有效地控制水葫芦的疯长？如何更好的保护大熊猫？带着这些问题我们来共同学习《种群数量的变化》。

自主学习

师：首先，请大家自主研习【问题探讨】：

在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min 就通过分裂繁殖一代。

请你算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量，填入下表。

推导出细菌增长的计算公式：2n （n 代表“代”）

学生行为：独立思考、计算，并把结果填在表格里

让学生总结一下构建数学模型的过程

师：根据表格中的数据，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线。（在学生计算数据的同时将模型构建的过程渗入他们的思维中）

以上两种形式相比，我们可以看出数学表达式能够准确地表示细菌种群的数量变，曲线图能够清晰、直观地描述细菌种群数量变化趋势。

合作探究

师：上述数学表达式的前提是理想条件下，意味着该种群生活在的食物、空间充裕，没有敌害、气候适宜等一系列好的环境，那么现实生活中有相似的情况吗？

学生：有，1859 年一位英国人带来24 只野兔到澳大利亚定居，一个世纪以后，这24 只野兔的后代竟

达到了6 亿只以上；

美国的环颈雉在1937——1942 年期间种群数量的增长曲线。

师：（小结）通过上述两个实例可以看出，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间在横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型，我们称为种群增长的“J”型曲线。

学生：分组讨论5min。

讨论的问题如下：

1.若某种群数量增长符合右图曲线需满足哪些条件？在这些条件下种群有什么增长特点？

2.该类曲线的数学表达式是什么？请尝试绘出种群数量Nt 随t 的变化曲线图？

3.上述曲线中种群增长率会改变吗？

师：让学生分组展示讨论的结果，重点讲解：

学生建构的种群增长的数学方程式即Nt = No * λt，解释各个字母代表的含义。

曲线的增长率变化，引导学生列举“J”型增长的例子，并思考，“J”型增长能一直持续下去吗？

学生：回答不能持续增长的原因

师：【展示】生态学家高斯及其大草履虫种群数量增长曲线实验图片

高斯曾做过培养大草履虫实验：在0.5ml 培养液中放入5 个大草履虫，然后每隔24h 统计一次大草履虫的数量，经过反复实验得到了刚才的曲线图。

师：（小结）自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。像这样，经过一定时间增长后趋于稳定的曲线，我们称为种群增长的“S”型曲线。

学生合作探讨：

1.种群经过一定时间的增长后，呈“S”型曲线的原因是什么？并画出“S”型曲线。

2.“S”型曲线具有怎样的增长特点？

3.“S”型曲线的增长速率如何变化？并画出其增长速率曲线。

4.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

5.从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？

师：让学生分组展示讨论的结果，重点讲解：

K 值、增长速率的变化曲线，对于珍惜动物的保护以及有害动物的防治，完成例题1、例题2

师：自然界中，种群的数量会稳定在K 值吗？

学生：引起种群数量波动的因素很多，如气候、食物、天敌、传染病等不利因素，有时种群数量还会急剧下降甚至消亡。

师：同学们，我们研究种群数量的变化，目的在于为生产、生活实践提供理论指导。

【讨论】

①你能提出一些保护东北虎、大熊猫等濒危动物的措施吗？

学生：建立自然保护区，增加K 值；禁止人类捕杀等。

②面对一些害虫，如东亚飞蝗、家鼠，我们该如何控制？

学生：破坏生存环境，降低K 值；及时发现及时消灭等。

师：同学们说的非常好，现在，随着人口的增长，科技水平的提高，人类活动范围的扩大，人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大，有时甚至成为决定性的因素。例如，2007 年8 月，英国皇家学会发表中、美、英、得、日、瑞士六国科学家的“2006 长江豚类考察”报告指出：专家们认为白鳍豚已经灭绝。

研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。,

总结：1. K 值的应用：

野生生物资源的保护：

有害动物的防治：

合理确定载牧量：

2.K/2 值的应用：

a.资源的开发与利用：

b.有害生物防治：

课堂总结

1、课后练习, 建构种群增长模型的方法——数学表达式、曲线图法

2、“J”型增长曲线和“S”型增长曲线的比较

当堂检测学

案上的习题课

后作业

配套练习