种群数量的变化 教案（表格式） 2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2

教案
课题名称：种群数量的变化
教师姓名 科目、年级 生物高二 授课时间
教学 背景 分析 课标分析： 新课标对高二的学生提出了这样的要求：既要让学生获得基本的学科知识，又要帮助学生学会解决问题的思路、方法。帮助学生领悟生物观念、科学思维和社会责任的核心素养。课程标准与本节对应的“内容要求”是：“了解建构种群增长模型的方法及种群数量的变化情况，通过探究培养液中酵母菌的数量变化了解建构数学模型的方法”。
教材分析： 《种群数量的变化》是必修三第四章第二节的内容，是在学生了解了种群这个生命系统层次特征的基础上，进一步认识种群的发展变化规律。本节教学内容包括三部分：第一部分是建构种群增长模型的方法；第二部分是种群数量的的变化情况，包括种群增长的“J”型曲线、种群增长的“S”型曲线、种群数量的下降和波动；第三部分是“探究”—培养液中酵母菌的数量变化，建构数学模型的方法是本节课的侧重点。因此，教材将如何建立数学模型放在突出的位置；种群数量变化曲线“J型”曲线和“S型”曲线的构建过程，尤其是“S型”曲线在生产实践中的应用，要求学生有良好的数学基础理论探究能力。同时该部分的知识也为后面知识《生物与环境的协调发展》奠定基础，本节内容还十分重视联系社会实际，对学生进行情感态度价值观的教育。
学情分析： 本节课的授课对象是高二年级学生，他们具有较强的动手能力，具有一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，他们的学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。 高二学生对数学模型的概念并不陌生，在学习生物学其他内容时，学生已对运用数学解决生物学中的问题有一定的认识，例如，对遗传学规律的认识。因此，本节是学生已有认识的基础上，重新构建新的认识—建构揭示生物学规律的数学模型，学生在数学课堂中对曲线图及方程式具有一定的学习和认识为本节课的学习奠定良好的基础。
教 学 目 标 1、指出K值和K/2在曲线相对应的位置，并能区分J型和S型曲线的区别。 2、找出非生物因素和生物因素对种群数量波动的影响，并能在实例案例中分析做题。 3、说出K值的变化，并能总结出S型曲线的四种表示方式以及K值的位置。 4、指出K值和K/2的应用，并能做相关的试题。
教学 重点 1、种群数量变化的非生物因素和生物因素 2、K值的数量变化的四种曲线表达方式
教学 难点 1、K值和K/2的理解与在实践中的应用 2、种群增长的J型曲线与S型曲线的比较与联系
教学 准备 多媒体课件
教学 方法 启发式教学、情境教学
课时 安排 1课时
教 学 过 程 教师活动 学生活动 设计意图
导入 导入：创设情境，揭示主题。 首先，我们来看两则新闻实例（PPT展示） 中国的长江江豚濒临灭绝、美国加州海岸遭小龙虾"入侵"（播放新闻视频） 从新闻可以看出这些生物种群数量在变化。种群数量变化有哪些规律，对于自然界以及我们的生产生活都具有哪些重要的意义。这节课我们学习的内容就是种群数量的变化。 观看新闻，思考： 1.生物种群数量在变化的规律 2.这种规律对于自然界以及我们的生产生活都具有哪些重要的意义。 通过创设具体的情境，让学生感受到活生生的生命现象。激发学生兴趣，调动学习热情。
新授 1.展示问题探讨中细菌每20分钟分裂一次的的种群数量变化情况。（条件在营养和生存空间没有限制的情况下）。 2.根据学生的回答进行点评补充。 引导学生利用数据作出细菌数量变化曲线图。 PPT展示： 提出问题：以上的讨论是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群数量变化情况如何？ 1.PPT展示两则实例。 2.自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J” 型曲线，或数学公式：Nt=N0λt 自然界中“J”型曲线能一直持续下去吗？ 如何验证这个观点？ 用达尔文的观点分析“J”“S”曲线，阴影部分表示生存斗争被淘汰的个体数量。 种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？ 在营养和生存空间没有限制的情况下，根据细菌每20分钟的分裂的情况完成以下任务： 【任务1】：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表： 【任务2】：用公式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）。 【任务3】：以表格中得到的数据，以时间为横轴，以数量为纵轴，画出细菌种群数量增长的曲线。 【思考】：曲线图与方程式比，有哪些优缺点？ 自然界中的种群会不会像问题探讨中细菌那样出现“J”型增长？ 根据实例分析，构建“J”型曲线，并分析其增长速率。 【思考与讨论】 1.野兔种群增长的原因有哪些？ 2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？ 3.如果用N0表示野兔的起始数量，用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数，跟据实例1材料，估算1860年、1861年、1862年及1863年野兔种群数量分别为多少？ 4.如果用N0表示野兔的起始数量，用λ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？ 5.列举在自然界中还有哪些与实例1和实例2中种群数量增长相似的情况。 当λ﹤1时、λ＞1时或λ=1时，种群数量会如何变化？ 分析种群数量波动和下降的原因并简要表达。 研究种群数量变化的意义。 迁入率和迁出率，最终导致数量波动。 对比、分析、讨论“J”型曲线与“S”型曲线的异同点。 生产上的捕获期应在种群数量超过K/2时最好，捕捞后剩余的数量应为K/2，因为种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强。 有意识的引导学生认识细菌种群数量增长的数学规律。 认识到生物学中许多现象和规律可以用数学语言来表示。 认识种群数量增长的不同表现形式（如曲线图，方程式） 培养学生自主动手、观察、发现问题、分析问题的自主学习能力。引导学生利用已有信息和理论知识尝试建构种群的“J”型增长模型。 通过具体的实例，加深学生对数学模型的理解，并用数学语言解释种群数量增长的规律。明确“J”型种群增长的原因。 引导学生利用已有信息和理论知识尝试建构种群的“S”型增长模型。 从资源和空间上思考种群增长问题。 提升学生实验设计的能力。 培养学生分析问题、比较、归纳的能力。 引导学生透过现象深入事物的本质理解生物学规律。 加强学生环保的意识。
小组讨论 培养液中中酵母菌的种群数量变化的的增长模型是否也是呈现“S”型增长呢？ 1.PPT展示发酵的馒头需要酵母菌发酵。 2.根据学习小组讨论的方案进行点评和补充。 3.PPT展示相应方案： 一、提出问题：培养液中酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？ 二、作出假设：酵母菌在培养基中进行培养时，由于食物，空间资源等是有限的，种群增长呈现“S”型曲线；后期因环境急剧恶化，种群逐渐消亡 三、设计并进行实验：每天取样计数(注意每天取样时间要固定) 学习小组讨论建立“培养液中酵母菌种群数量的变化”数学模型的方法和程序。 【思考】 1.从试管中吸出培养液进行计数之前，应该将试管轻轻震荡几次，为什么？ 2.如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应当采取怎样的措施？ 3.采用什么方法计数酵母菌的数量？ 4.根据酵母菌在培养液中不同时间的数量变化情况作出曲线图，并分析其增长速率。 例：通常用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm×1mm×0.1mm方格，由400个小方格组成。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有多少个？ 培养学生构建知识框架图的能力。 结合本节的探究实验，巩固建立种群增长模型的程序和方法。 培养学生的科学探究思维。 启发学生思考，多个知识建立联系，体现了生物学科学生命观念的核心素养。 通过材料阅读，获取信息的能力和辨别是非的能力，体现了生物学科学社会责任意识的核心素养。
巩固练习 带领学生当堂做几道练习题。 学生答题。 通过当堂检测题了解学生当堂所学内容的掌握情况。
小结作业 带领学生复习回顾所学知识点，布置课后作业。 学生复述知识点。 总结是对本节课的归纳与升华，通过回顾本课内容，引导学生对本课有一个整体认识，帮助学生形成正确的态度、情感和价值观。
板 书 设 计 4.2种群的数量变化
教 学 反 思 在教学实践活动中，应以学生为主体，教师为主导，引导学生自主探讨和构建“J型”曲线和“S型”曲线，并要求学生对这两种曲线进行描述、理解和应用；在了解学生学情的基础上，建议将“J型”曲线和“S型”曲线的增长速率和增长率进行描述和探讨。