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(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)： 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(xué)模型。 2.能力目標(biāo)：嘗試建立數(shù)學(xué)模型。 用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。3.情感目標(biāo)：關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。三教學(xué)重點(diǎn)： 嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。四教學(xué)難點(diǎn)：建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。五課前準(zhǔn)備：課件六課時(shí)安排：一課時(shí)七教學(xué)過程：組織教學(xué)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(xué)目標(biāo)）學(xué)生活動 教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖學(xué)生基于已有的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行演

2、算。建構(gòu)種群增長模型的方法1.播放細(xì)菌分裂的錄像或演示細(xì)菌分裂的計(jì)算機(jī)模擬動畫。提示：在自然界中細(xì)菌無處不在，有些細(xì)菌的大量繁殖會導(dǎo)致疾病。假如現(xiàn)有一種細(xì)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(dǎo)學(xué)生思考，提出問題，組織討論：由一個細(xì)菌分裂一次產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？n次分裂后細(xì)菌數(shù)量是多少？用公式怎么表示？ 72小時(shí)后,由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？假如細(xì)菌的數(shù)量是No,繁殖n代后，細(xì)菌的數(shù)量是多少？通過創(chuàng)設(shè)具體的情境，讓學(xué)生感受活生生的生命現(xiàn)象。認(rèn)識細(xì)菌種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)規(guī)律。學(xué)生討論，充分陳述自己的觀點(diǎn)。.對細(xì)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(xì)菌種群數(shù)量增長的什么規(guī)律？教師做出適當(dāng)?shù)脑u價(jià)用數(shù)學(xué)語言揭示生物學(xué)問題時(shí)，要充分考慮到生物學(xué)自身的特點(diǎn)。認(rèn)識到在生物學(xué)中有許多現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學(xué)語言來表示。 學(xué)生獨(dú)立操作完成圖表，相互交流結(jié)果。 3.請學(xué)生算出一個細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量，并填寫教材中的表格，然后畫出細(xì)菌的種群數(shù)量增長曲線。（提示：這是在理想條件下對細(xì)菌種群數(shù)量的推測）。 引導(dǎo)學(xué)生討論，同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？認(rèn)識種群數(shù)量增長模型的另一種表現(xiàn)形式。學(xué)生在課本找出數(shù)學(xué)模型的概念及建立模型的步驟    4.小結(jié)：在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的

4、變化時(shí)，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。提出數(shù)學(xué)模型的概念及表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。然后以細(xì)菌增長的例子說明數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的四個步驟。掌握生物學(xué)概念學(xué)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(xué)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(shí)驗(yàn)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(bào)消息澳大利亞野兔成災(zāi)。估計(jì)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(dǎo)致水

5、土流失，專家計(jì)算，這些野兔每年至少造成1億美元的財(cái)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(jì)之后，這24只野兔的后代達(dá)到6億只之多。3.通過這個實(shí)例，總結(jié)出野兔數(shù)量增長的 數(shù)學(xué)模型。通過具體實(shí)例，加深對數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)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(shí)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(xì)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(xué)模型可表示為“J”型曲線，或數(shù)學(xué)公式：Nt=NOt在此基礎(chǔ)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(rèn)識人口增長過快的嚴(yán)重性學(xué)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(shí)例：高斯實(shí)驗(yàn)，用表格的形式把實(shí)驗(yàn)過程敘述出來，然后把結(jié)果用曲線表達(dá)出來。3.提出問題：大草履蟲哪幾天增長較快？何時(shí)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(rèn)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(xué)語言解釋“S”型曲線（數(shù)學(xué)模型）。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。學(xué)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(shí)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(kuò)展，“S”型曲線 的種群增長率理解K值，并解釋和說明實(shí)際問題。  學(xué)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(yīng)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(shí)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(xué)生可根據(jù)自己已知的知識談?wù)勔娊猓ハ嘟涣?，開闊視野學(xué)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(xí)鞏固：兩種曲線的比較及選擇題.總結(jié)：歸納本節(jié)課重點(diǎn)，難點(diǎn)：從

9、具體的生物現(xiàn)象與規(guī)律建立抽象的數(shù)學(xué)模型，又用抽象的數(shù)學(xué)模型來解釋具體的生物學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律，這是學(xué)習(xí)本節(jié)的要旨。培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然的情感，提高保護(hù)環(huán)境的意識把握學(xué)習(xí)要領(lǐng)鞏固所學(xué)內(nèi)容附練習(xí):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(diǎn)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(xué)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(xué)模型一般包括以下步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式進(jìn)行表達(dá)；觀察研究對象，提出問題；對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正;提出合理的假設(shè)。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(yīng)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(shí)適量捕撈成魚 D. 大量增加池塘的水量5. 在滅鼠時(shí)，如果我們殺死老鼠總量的一半，再過一段時(shí)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