高中生物_第2节 种群数量的变化教学设计学情分析教材分析课后反思

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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。时间

(min)

20 40 60 80 100 120 140 160 180

数量

(个)

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:

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