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1、生物必修 3 第四章第 2 节 种群数量的变化（第一课时）一、教学目标1、 知识：种群数量变动的类型和机制，尝试建立数学模型解释种群数量变动。2、 能力：能够用数学模型解释其表征的种群数量的变化。3、 情感态度价值观：增强保护濒危物种的意识，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、课时安排2 课时第 1 课时 讲解构建种群增长数学模型的一般流程第 2 课时 种群数量的波动和下降 、探究培养液中酵母菌种群数量的变化。四、教学用具多媒体课件，事先准备好的两份绘制曲线图的纸五、教学
2、方法 讲授法六、教学过程（一）、问题探讨：播放细菌分裂的演示细菌分裂的计算机模拟动画。1、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，在营养和生存空间没有限制的情况下，每 20 min 左右通过分裂繁殖一代。讨论：（ 1）、细菌的生殖方式是怎样的？（2）、 n 代细菌数量是多少？（3）、 72h 后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？学生活动：基于已有的数学知识进行演算。得出数学方程式。2、结合问题探讨，算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表，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。学生活动：将事先准备好的绘制图纸给两个学生，其余
3、学生在书本上绘制。独立操作完成图表。教师指导：用投影仪投影学生绘制的两张图纸，比较，指出其中存在的问题。（提示：这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。）并总结归纳。时间21012141618（min）4060000000细菌数量教学意图：认识种群数量增长模型的另一种表现形式曲线图。3、引导学生讨论，同数学方程式相比， 曲线图表示的模型有什么局限性？有什么优点？教师小结：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。学生思考：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。（二）、建构种群增长模型的方法：学生活动：（ 1）、了解数学
4、模型的概念。（2）、归纳研究方法或步骤。（3）、自学研究实例：问题探讨中细菌分裂的素材教师小结：数学模型的研究方法或步骤。（三）、种群增长的“ J”型曲线学生活动： 1、讨论以上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？教师指导：播放水葫芦与澳大利亚野兔成灾的录像。学生活动： 2、野兔种群增长的原因有哪些？3、怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？教师小结：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“ J”型。课堂练习：（四）“ J”型增长的数学模型学生活动： 1、如果用 N0 表示野兔种群的起始数
5、量，用 表示野兔种群数量每年的增长倍数，用 Nt 表示 t 年后野兔种群的数量，那么，Nt 为多少？教师小结：该种群数增长的数学模型可表示为“J”型曲线，或数学公式：Nt =NO t学生活动： 2、根据上述素材， 估算 1869 年时，野兔种群数量为多少？ （说明计算方法）3、列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况（历年来世界和我国人口增长的数据）。课堂练习：（五）、种群增长的“ S”型曲线学生思考：“ J”型增长能一直持续下去吗？教师指导：如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长，地球早就无法承受了。学生思考：有哪些因素制约着种群数量的增长？教师指导：播放高斯实验动画。
6、学生活动：阅读P67 并完成“思考与讨论”。教师小结：大草履虫在固定空间和食物条件下，其增长曲线为标准的 “S”型曲线。请描述这种曲线的形成机制和发展趋势。 种群数量发展变化的因素不仅仅是空间容纳量和食物充足与否，还有很多因素会影响种群数量变化。学生活动：列举干扰种群数量指数增长的因素。教师指导：比如种内竞争加剧，天敌数量相应增多，传染病更容易传播等等。在这些因素的共同作用下， 种群数量发展的最终趋势是什么？最终会维持在某个值，并围绕这个值上下波动。学生思考：种群数量达到 K 值后就会稳定的维持在K 值不变了吗？教师小结：在有环境压力的情况下，种群数量的 S 型增长，才是自然界普遍存在，真实的
7、种群增长模式，然而 S 型增长并非脱离 J 型增长，它是 J 型增长的继续，任何一个 J型增长都要发展到S 型增长。学生思考： 对家鼠的控制，以前主要是从减少它们的数量入手，比如采取器械捕杀、药物捕杀等措施。学生思考：请学生列举他们曾经看到过的灭鼠方式。以及这些灭鼠方法的效果如何？教师小结：然而家鼠的繁殖力很强，杀灭的数量很快会通过繁殖弥补回来，只要有充足的环境容纳量，繁殖速度甚至大于灭杀速度。因此，从环境容纳量的角度思考，提问学生，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量？积极思考两个问题。学生思考： 1、为什么以前仅仅从杀死老鼠入手不能很好的制止鼠害，有时甚至是老鼠更加猖狂。2、采取哪些措
8、施可以有效降低家鼠的环境容纳量（k 值）？教师小结：如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。把所学的知识“环境容纳量”应用到实际，解决实际问题。课堂练习：列表比较种群增长的“J”型曲线与种群增长的“S”型曲线课堂小结 ：从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物现象与规律，这是学习本节的要旨。思考具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型。初步培养学生建立数学模型的能力。课外作业： P69练习一、二。板书设计：一、建构种群增长模型的方法：概念、步骤二、种群增长的“ J”型曲线：含义、条件、特点自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式， 如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“ J”型。三、“ J”型增长的数学模型Nt=NO t四、种群增长的“ S”型曲线：含义、条件、环境容纳量、特点