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教学课题 1.2种群数量的变化(第一课时) 课型 讲授
学情分析 建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点,这方面的内容又主要集中在本节。因此,教材将如何建立数学模型放在突出的位置。
教学目标 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动,尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。
教学 重难点 重点:建构种群增长模型的方法。
难点:建构种群增长的数学模型。
教学准备 PPT、练习册 授课教师 姚莹 授课时间 年 月 日
教 学 过 程 设 计 旁批
播放黄河三角洲国家级自然保护区视频,介绍东方白鹳生活情境,气候变化会对鸟类的种群数量变化产生较强的影响。提供天气条件与鸟类的种群数量的关系数据,提出问题引发学生思考和讨论: 研究者通过什么方法来分析鄱阳湖30年越冬东方白鹳种群数量的年际变化与气候变化的相关性及时滞效应? 通过构建基于越冬地气候条件的种群数量变化模型。 进一步引出建构种群增长模型的方法的学习。 【回顾与思考】 引导学生回顾高中生物中学习过哪些模型?归纳模型概念,总结模型类型。 介绍数学模型的类型,引导学生联系实践,加深对数学模型的理解。 提出问题“怎样用数学模型解决生物学问题呢”引物下一环节。 【任务一:建构某种细菌种群的增长模型】 学生阅读书本问题探讨。提出一系列问题,引导学生争对情境进行讨论。 填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。 2.假设细菌初始数量为N0,第n代细菌数量的计算公式是什么? 设细菌初始数量为N0,第一次分裂产生的细菌数为第一代,数量为N0×2,第n代的细菌数量为Nn=N0×2n。 3. 72 h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少? N0= 1 n= 60 min × 72 h ÷ 20 min=216 Nn=1×2n =2216 4. 以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。 5.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? 分析其原因。 不会,因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。 6.曲线图能更直观地反映出种群的增长趋势,但是同数学公式相比,曲线图表示的模型有什么局限性? 同数学公式相比,曲线图表示的模型不够精确。 通过实例,引导学生归纳出构建种群增长模型的研究方法。 1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,某同学在分析某种细菌(每20分钟分裂一次)在营养和空间没有限制的情况下数量变化模型时,采取如下的模型构建程序和实验步骤,你认为建构的模型和对应的操作不合理的一组是() A.观察研究对象,提出问题:细菌每20分钟分裂―次,怎样计算细菌繁殖n代后的数量? B.提出合理假设:资源空间无限时,细菌种群的增长不会受种群密度增加的制约 C.根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达:Nn=2n D.进一步实验观察,对模型进行检验修正:根据Nn=2n画出数学曲线图 【答案】D 【详解】A、建立数学模型的一般步骤是:第一步:观察并提出问题。题干中有某种细菌每20分钟分裂一次,A正确;B、第二步:提出合理的假设,合理提出假设是数学模型成立的前提条件。题中给出营养和空间没有限制的条件,故可以假设资源空间无限时,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响,B正确;C、第三步:建构模型。就是根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,用适当的数学形式对事物的性质进行表达。该题可以表示为Nn=2n,C正确;D、第四步:对模型进行检验或修正。需要观察、统计细菌数量,对模型进行检验修正,D错误。故选D。 2. 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下,某细菌每20min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培养基上(资源、空间无限),th后,该种群的个体总数是( ) A.t·2m B.t·220 C.t·22m D.t·23m 【答案】D 【详解】在营养和生存空间等没有限制的理想条件下,m小时细菌繁殖代数为3m,则种群的数量为t·23m,故选D。
教学反思
思备三年成名师
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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