生物必修三第四章種群和群落

1、生物必修三第四章種群和群落 一課 題： 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化二教學目標：1.知識目標： 說明建構(gòu)種群增長模型的方法。通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型。 2.能力目標：嘗試建立數(shù)學模型。 用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化。3.情感目標：關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。三教學重點： 嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。四教學難點：建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型。五課前準備：課件六課時安排：一課時七教學過程：組織教學引入新課：由兩則資料引入（展示課件內(nèi)容：金絲猴和水葫蘆）講授新課 （展示教學目標）學生活動 教師的組織和引導教學意圖學生基于已有的數(shù)學知識進行演

2、算。建構(gòu)種群增長模型的方法1.播放細菌分裂的錄像或演示細菌分裂的計算機模擬動畫。提示：在自然界中細菌無處不在，有些細菌的大量繁殖會導致疾病。假如現(xiàn)有一種細菌，在適宜的溫度、濕度等環(huán)境下，每20 min左右通過分裂繁殖一代。2.引導學生思考，提出問題，組織討論：由一個細菌分裂一次產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？n次分裂后細菌數(shù)量是多少？用公式怎么表示？ 72小時后,由一個細菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？假如細菌的數(shù)量是No,繁殖n代后，細菌的數(shù)量是多少？通過創(chuàng)設具體的情境，讓學生感受活生生的生命現(xiàn)象。認識細菌種群數(shù)量增長的數(shù)學規(guī)律。學生討論，充分陳述自己的觀點。.對細菌種群數(shù)量增長而言，在什么條件下2n公式

3、成立？.這個公式揭示了細菌種群數(shù)量增長的什么規(guī)律？教師做出適當?shù)脑u價用數(shù)學語言揭示生物學問題時，要充分考慮到生物學自身的特點。認識到在生物學中有許多現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學語言來表示。 學生獨立操作完成圖表，相互交流結(jié)果。 3.請學生算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填寫教材中的表格，然后畫出細菌的種群數(shù)量增長曲線。（提示：這是在理想條件下對細菌種群數(shù)量的推測）。 引導學生討論，同數(shù)學公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？認識種群數(shù)量增長模型的另一種表現(xiàn)形式。學生在課本找出數(shù)學模型的概念及建立模型的步驟    4.小結(jié)：在描述、解釋和預測種群數(shù)量的

4、變化時，常常需要建立數(shù)學模型。提出數(shù)學模型的概念及表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。然后以細菌增長的例子說明數(shù)學模型建構(gòu)的四個步驟。掌握生物學概念學生討論并回答：1.野兔種群增長的原因有哪些？2.怎樣用數(shù)學語言來描述野兔種群增長的規(guī)律？3.如果用N0表示野兔種群的起始數(shù)量，用表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么，Nt為多少？.種群增長的“J”型曲線. 問題引入：以上討論的是在實驗條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？2.提供素材：光明日報消息澳大利亞野兔成災。估計在這片國土上生長著6億只野兔，它們與牛羊爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導致水

5、土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成1億美元的財產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。澳洲本來沒有兔子，1859年，一個叫托馬斯·奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀之后，這24只野兔的后代達到6億只之多。3.通過這個實例，總結(jié)出野兔數(shù)量增長的 數(shù)學模型。通過具體實例，加深對數(shù)學模型的理解，并用數(shù)學語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。明確“J”型種群增長的原因。 理論聯(lián)系實際：人口增長是否呈“J”型曲線，列舉控制人口的措施。  4.小結(jié)：自然界確有類似細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形

6、式。該種群數(shù)量增長的數(shù)學模型可表示為“J”型曲線，或數(shù)學公式：Nt=NOt在此基礎上由 J”型曲線引申此種群的增長率的變化。再列舉在自然界中與素材中野兔種群數(shù)量增長相類似的情況。最后轉(zhuǎn)向與社會的聯(lián)系：分析世界和我國人口增長的情況。認識人口增長過快的嚴重性學生思考并回答：有哪些因素制約著種群數(shù)量的增長？.種群增長的“S”型曲線1.問題引入：“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？2.實例：高斯實驗，用表格的形式把實驗過程敘述出來，然后把結(jié)果用曲線表達出來。3.提出問題：大草履蟲哪幾天增長較快？何時處于穩(wěn)定？ 在這個環(huán)境中，最多能容納多少只大草履蟲？大草履蟲的數(shù)量都是維持在這個水平嗎？你認為制約大草履蟲數(shù)量

7、增長有哪些因素？ 從資源和空間上思考種群增長問題。用生物學語言解釋“S”型曲線（數(shù)學模型）。培養(yǎng)實驗設計能力。學生在課本找出“S”型曲線和環(huán)境容納量的概念    4.小結(jié)：在回答問題過程中，總結(jié)出“S”型曲線和環(huán)境容納量的概念：經(jīng)過一定時間，在各種因素的作用下，種群數(shù)量增長會趨于穩(wěn)定，呈“S”型曲線；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最大數(shù)量稱為“環(huán)境容納量K值”。5.內(nèi)容擴展，“S”型曲線 的種群增長率理解K值，并解釋和說明實際問題。  學生討論所列舉的例子：大熊貓種群數(shù)量銳減和對家鼠的控制，明白k值的重要性，并提出相應的措

8、施5.提出問題：.同一種群的K值是固定不變的嗎？聯(lián)系實際說明k值的重要性。舉例：大熊貓種群數(shù)量銳減和對家鼠的控制。    從多因素思考種群數(shù)量的變化？學生可根據(jù)自己已知的知識談談見解，互相交流，開闊視野學生小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容 .種群數(shù)量的波動和下降1.問題引入：（1）在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在K值?2.舉例: 東亞飛蝗種群數(shù)量的變動 鯨種群數(shù)量的變動3.總結(jié)：種群數(shù)量變動的因素：氣候，食物，天敵，傳染病等。 4.與社會的聯(lián)系： 研究種群的變化規(guī)律和影響種群數(shù)量變化的因素有重要的意義。.練習鞏固：兩種曲線的比較及選擇題.總結(jié)：歸納本節(jié)課重點，難點：從

9、具體的生物現(xiàn)象與規(guī)律建立抽象的數(shù)學模型，又用抽象的數(shù)學模型來解釋具體的生物學現(xiàn)象與規(guī)律，這是學習本節(jié)的要旨。培養(yǎng)學生熱愛大自然的情感，提高保護環(huán)境的意識把握學習要領鞏固所學內(nèi)容附練習:1.J 型曲線和S型曲線的比較曲線名稱.J 型曲線S型曲線種群數(shù)量曲線圖前提條件特點種群增長率曲線圖有無K值曲線形成的原因2.在一個相對封閉的小學牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個羊群數(shù)量會（ ）A. 緩慢上升 B. 迅速上升 C. 不斷下降 D. 維持在一個水平3.建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式進行表達；觀察研究對象，提出問題；對模型進行檢驗或修正;提出合理的假設。下列排列順序正確的是（ ）A. B. C. D. 4.池塘養(yǎng)魚，若要穩(wěn)定和長期地保持較高的魚產(chǎn)量，應采取的最佳措施是（ ）A. 大量投入魚的飼料 B. 大量增加魚苗的投入C. 及時適量捕撈成魚 D. 大量增加池塘的水量5. 在滅鼠時，如果我們殺死老鼠總量的一半，再過一段時間，你會發(fā)現(xiàn)老鼠的數(shù)量（ ）A繼續(xù)下降 B. 先增加，后減少C