2023-2024学年人教版选择性必修21-2种群数量的变化（教学设计）.docx

《2023-2024学年人教版选择性必修21-2种群数量的变化（教学设计）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023-2024学年人教版选择性必修21-2种群数量的变化（教学设计）.docx（16页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、课题L2种群数量的变化课型新授课课时3课时学习目标生命观念：能说出种群数量变化的一般模型。科学思维：通过结合细菌数量增长的实例，构建种群数量增长的模型，掌握建立数学模型的科学方法。科学探究：通过形和“S”形曲线分析,理解种群数量变化的影响因素，培养科学思维。社会责任：试运用环境容纳量解决实际问题学习重点1 .建构种群增长模型的方法2 .种群的“J”形增长和“S”形增长学情分析本节的学习主要是以探究构建数学模型为主，因此需要学生有一定的数学功底，对象是高二学生，他们具有一定的数学能力，对这样的数学模型构建来说并不困难，因此，可以让学生进行小组探讨活动，而不用讲解太多。同时，也需要学生对上一节课的

2、知识掌握比较充分，才有利于这节课的学习。本课是在学生了解了种群数量特征的基础上，进一步介入数学知识，用建立数学模型的方法描述、解释和预测种群数量的发展变化。建立数学模型对于帮助学生理解自然界事物的数量特征和数量变化规律具有重要意义。核心知识种群的“J”形增长和“S”形增长教学内容及教师活动设计学生活动设计二次备课新课导入细菌的增殖（视频）问题探讨：1.细菌的分裂方式是什么？二分裂2 .第n代细菌数量的计算公式是什么？Nn=2n3 .72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？观看视频N1=IX2n=22164.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？为了验证你的观点，我

3、们可以采用什么学科方法来研究？不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的建立数学模型（通过进一步的实验验证）思考并回答新课教学【任务一】建构某种细菌种群的增长模型1.推数量：根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中（教材P8）O2 .写公式：如果用N表示细菌数量，n表示第几代，写出n代细菌数量的计算公式。一、建构种群增长模型的方法建立数学模型研究 实例Mi*20in分裂 一次,怎样计M- 繁状n代的数量？在浙源和生4空同没Nn=2有限制的条件下.fwN代袅足的被葭件”的增长不会盘争.nA中第,密度用加的酎由几代一观察、统计h*S Rf,对模型选 什检检或修正3 .画曲线：根

4、据表格中得到的数据，以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线（教材P8图1-4）完成课本P8表格并画出细菌种群的增长曲线问题1曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？4 .数学模型表达形式：数学公式：科学、精确，但不够直观曲线图：直观（能直观地反映出种群的增长趋势）但不够精确。除数学模型外，还有什么类型？1.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式2 .物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。3 .概念模型：把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述，用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。【思考.讨论】分析自然界种群增长的实例资料1：1859年，一位来澳大

5、利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。19377942年，这个种群增长如右图所示。思考.讨论P8分析自然界种群增长的实例复习模型的类型注意：实物照片不是物理模型习题演练讨论：1.这两个资料中种群增长有什么共同点？gMMW种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。2 .种群出现这种熠长的原因是什么？食物充足，缺少天敌等3 .这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？不能，因食物和空间有限4 .野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线？类似.均成J”形二、种群的J形增长合作探究一

6、：自主学习课本P8-9页相关内容，请小组合作完成以下问题。（2分钟）1 .“J”形增长曲线模型假设和适用对象是什么？2 .写出“J”形增长曲线的数学模型（以数学公式表示）及解释各字母的含义。3 .“J”形增长曲线的增长特点。4 .查阅历年来世界和我国人口增长的数据，分析人口是否呈“J”形增长。分析图示，讨论并回答问题阅读课本P8-9页相关内容二、种群的“J形增长1.模型假设：理想状态：食物和空间条件充裕气候适宜没有天敌和其他竞争物种等2适用对象.实验室条件下；.当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时.N0:种群的起始数量t：时间Nt:t年后该种群的数量:该种群数量是前一年种群数量的倍数4.1T形

7、增长的特点：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的人倍。只有人1且为定值时，种群增长才为J形增长。分析总结习题演练典题应用分析人与种群数量的关系典题应用A与种群数量增长的关系4.据图说出种群数量如何变化04年，入1且恒定，种群数量呈工形憎长45年，1,种群数量憎长359年，=1f种等数量相对稳定9-10年，1,种群数量下降I(Ml年，入1,种等数量下降11/2年，1,种群数量开始不断憎长入一当年种群数量一年前种群数量拓展：增长率和增长速率：增长率=（现有个体数-原有个体数）/种群原有个体数由末数-初数M-Np（1,且不变）拓展：增长率和 增长速率增长率=一丽=-100%增长率=

8、入1时间H）th丽增长速率：单位时间内增加的个体数量。一末数.初数=Ntl（个）实质就是J形1日保速率一单位时间t（年）曲线的斜率问题3：如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J“形增长吗？资料1：科学家将50个大草履虫放入 20Oml培养液中，每隔24h统计一次三、种群的S形增长资料2：生态学家高斯曾经做过单独培 养大草履虫的实验：在05nl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。实验结果如下：【实例】生态学家高斯的实览问1：大草履虫的数量在第几天增长较快? 第二天和第三天问2:第几天以后基本维持在375个左右? 第五天问3:为什么大草履虫种群没有出现“J”

9、形增长？由于随着大草履虫数晕的增多，对食 物和空间的竞争趋于激烈，导致出生 率下降，死亡率升高。实例：生杰学家 高斯的实验分 析问4:这种类型的种群增长称为什么？种群的S”形增长自主学习课本Pg 页相关内容，小 组讨论完成问 题。合作探究二：自主学习课本P9页相关内容，请小组合作完成以下问题。（2分钟）1.什么是“S”形增长曲线？2. “S”形增长曲线形成原因是什么？3. “S”形增长曲线的适用对象是什么？4. “S”形增长曲线的增长特点。5. 尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。6. 什么是环境容纳量（K值）？如何运用？13：I种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“s”形。2

10、.S”形增长形成原因：资源和仝间有限出生率降低出生率=死亡率时，种群密度增大时种群稳定在一定的永平.种内竞争加剧死亡率升高3 .适用对象：一般自然种群的增长4 .环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。C种群基数小，需要适应新环境，增5. “S”曲线的分析:ab段：长较缓慢；（调整期）5,资源和空间丰富，出生率升高，种况段.群数量增长迅速；（加速期）C占.种群数量为K/2,种群增长速率达5向.到最大；（转折期）资源和空间有限，种群密度增大，Cd段.种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；（减速期）de段出生率约等于死亡率，种群增长速,率几乎为0,种

11、群数量达到K值，且维持相对稳定。（饱和期）核心探讨：“S形”增长模型分析1.思考：以时间为横坐标，种群增长速率为纵坐标，画出种群“S”形增长的增长速率曲线。增长速率先增大后减小，最后为0。当种群数量为K/2时，增长速率达到最大核心探讨：“S 形”增长模型 分析2.同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？思考1： K值是不是种群数量的最大值？不是；K值是种群在一定环境条件下所能维持(允许达到)的种群最大数量思考2:曲线图中，M是环境容纳量吗？如何解释Kl和&值？不是；同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。思考3:在环境条件没有变化的情况下，种群数量达到K值

12、后就不再变化了吗？ 不是；在K值上下波动，动态平衡.4.右图体现了种群J”形和“S”形增长曲线之间的关系，二者之间的阴(1)某种群生活在一个较理想的环境中 则此种群数量增长的曲线是J形。(2)如果此种群生活在一个有限制的自 然环境中，种群的个体数量增长的曲线 可能是 S形.(3) (3)图中两曲线间的阴影部分代表因环境阻力(生存斗争) 被 淘汰的个体数量。PPt展示表格6. 形和“S”形增长曲线的比较(表格)S”形曲线的解读和分析方法(1)模型甲乙师生共同总结完成表格S”形曲线的 解读和分析方 法注意区分： 入羊增长率 K值种群数量同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。K值会随着

13、环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。(模型解读一种酢数量小于K/2,由J：资源和空间条件相IIr对充裕，种群数酶增K较快，当种群数也一为Q2时.出生率远大于死亡率,种群增氏速率达到最大值g由于资源和空间有限，当种群密度增大时，一种内竞争加剧，种群增K速率卜降MM种群数量达到Kffi,此时出生率等于死亡率，种群增长速率为O注意区分：入增长率人表示该种群数量是前一年数量的倍数，而非增长率。增长率=(末数-初数)/初数=(NwNJ/N,=(NQ-N0t)/N0t=-lK值种群数量能达到的最大值种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，

14、这个值存在的时间很短，可以大于K值。能达到的最大值K值和K/2值的运 用7.K值和K/2值的运用野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。保护大熊猫的根本措施是什么？(1)野生生物资源的保护建立自然保护区，改善栖息环境(减小环境阻力)，从而提高环境容纳量(K值)怎样做才能最有效的灭鼠?(2府害生物的防治降低环境容纳量j增大环境阻力T降低K值T防治老鼠!如断绝或减少它们的食物来源：养殖或释放它们的天敌，等等。在K/2为捕杀.尽早防止.严防老鼠种群数量达到K/2处变量分析为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群教量保持在什么水平？为什么？(3)资源开发与利用a捕捞、采伐应该在种群数量达到K/2值以上时进行，而且应使被捕种群剩余数量保持在K/2水平，因为此时种群增长速率最大，再生能力最强，可保证持m获取高产量.b草场放牧，最大载畜量不能超过K值；鱼的养殖也不能超过K值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值降低(增大/降低).3.作出假设,培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长：