1.2 种群的数量变化教学设计(表格版)人教版高中生物 选择性必修2

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名称 1.2 种群的数量变化教学设计(表格版)人教版高中生物 选择性必修2
格式 docx
文件大小 437.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-03-11 15:01:13

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人教版高中生物 选择性必修2第一章《1.2 种群的数量变化》教学设计
课题 1.2 种群数量的变化
课型 新授课√□ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他
【学习目标】 1.用理论计算数据,分析大肠杆菌种群数量的变化,构建种群数量的“J”形增长曲线。 2.用实验室获得的数据,分析大肠杆菌种群数量的变化,构建种群数量的“S”形增长曲线,说出建立数学模型的一般步骤。 3.运用种群数量变化规律,参与讨论有关防治有害生物、保护濒危物种的生物学议题,增强热爱生命、尊重生命的社会责任感。 4.说出自然种群数量的变化包括增长、平稳、波动和下降。
【评价任务】 1.能根据种群数量与时间的联系,构建种群增长的数学模型。 2.运用数学模型来描述、解释某种生物种群数量的变化,解决生产生活中的实际问题。
【学习内容】 本节课在新课程标准“模块 2生物与环境”中,属于概念 2.1不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落,对应本节课的具体要求为:2.1.2 尝试建立数学模型解释种群的数量变动。对应的学业要求为:运用数学模型表征种群数量变化的规律,分析和解释影响这一变化规律 的因素,并应用于相关实践活动中。本课是在学生掌握了种群数量特征的基础上,通过建立数学模型来描述、解释和预测种群数量的发展变化。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,建构种群数量增长模型并运用数学模型来解释种群的数量变化,是本节课的重难点。同时运用本节课所学知识参与社会事务的讨论,增强社会责任。
【学情分析】 在知识方面,学生掌握了种群数量特征,学生已经具有与数学建模相关的数学知识储备,为本节课数学模型的建构奠定了基础。
【学习过程】 环节一: 创设情境,导入新课(指向目标1)学生活动1(1min) 观看录像,总结细菌分裂的方式教师活动1 从社会现象“机不离手”说起,一部手机携带的细菌数量是男厕所冲水柄细菌数量的10倍之多。提问:一个细菌是如何发展成为一个细菌的种群的? 播放细菌分裂的录像。 活动意图说明: 通过创设具体的情境,让学生感受生命现象,激发学生学习的兴趣。环节二: 建立种群增长模型的方法(指向目标1、2)学生活动2 思考、完成表格,写出细菌繁殖n代的数量计算公式,并在坐标中画出曲线。 大肠杆菌种群数量增长曲线教师活动2 提问:细菌的生殖方式是怎样的?n代细菌数量是多少?写出细菌数量的计算公式。以时间为横轴,细菌数量为纵轴,绘制细菌增长的坐标曲线图。 时间(min)20406080100120140160分裂次数12345678数量(个)
总结建立数学模型的一般步骤:提出问题→作出假设→建立模型→模型的检验与修正。活动意图说明: 通过对不同形式数学模型的转换、能在一定程度上帮助学生认识各种数学模型的优缺点,同时亲身体会数学建模的一般过程,培养科学思维。环节三: 种群增长的“J”型曲线(指向目标1)学生活动3 小组合作:列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长类似的情况 Nt=No.λt 理想条件: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条件 增长特点:增长速率一直在增加 适用范围:实验室条件;种群进入一个新的适宜环境教师活动3 引导总结,以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化,在自然界中种群的数量变化情况如何? 假设:如果种群的起始数量不是1,而是No;如果每经过一个繁殖期,第二年的数量是第一年的λ倍;如果每繁殖一代的时间是确定的,表达式的变量用时间t代替n。繁殖t代后种群数量为Nt,请写出计算种群数量的公式。 总结“J”型曲线的产生条件、增长特点和适用范围活动意图说明:通过具体实例,加深对数学模型的理解。学生通过建立种群“J”型增长的数学模型,体验成功,发展其科学思维并增强自信心。环节五: 种群的“S”型增长曲线(指向目标2、3)学生活动5 从资源和空间上思考种群增长问题 小组合作:理解曲线含义 小组思考讨论,提高或降低K值教师活动5 提问:“J”型增长能一直持续下去吗? 引出高斯实验 提问:预测这个草履虫种群数量的变化趋势,然后展示绘制坐标图;观察、比较预测结果与高斯实验结果的差异并对产生差异的原因进行分析 展示并分析“S”型生长曲线 引导学生认识K值:环境容纳量,在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持种群最大数量 引导学生自主设计表格,分析比较种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。 模型应用:家鼠繁殖力极强,善于打洞,偷吃粮食,传播疾病,危害极大。请写出控制家鼠数量的思路和具体措施。 保护大熊猫的根本措施是什么?活动意图说明: 学生深入理解在实际模型建构的过程中,更多时候需要反复观察,进行不断修正。种群数量不能一直增长达到一定数量会保持稳定,帮助学生建立“稳态与平衡”的生命观念,,培养学生分析与比较、归纳与概括的能力。环节六: 种群数量的波动和下降(指向目标4)学生活动6 学生思考讨论,分析东亚飞蝗数量波动的原因教师活动6 展示东亚飞蝗种群数量的波动曲线图,分析如图所示符合种群数量的增长曲线吗?活动意图说明: 学生树立起“人与自然和谐发展”的生态文明观
【作业与检测】 1.(检测目标1、2、3)建立种群数量变化的数学模型一般不需要( ) A.观察研究对象,提出问题,作出合理的假设 B.根据实验数据,用适当的数学形式对种群数量变化进行表达 C.通过进一步实验或观察,对数学模型(公式或曲线)进行检验或修正 D.设置对照实验 2. (检测目标1)下图是黄海某种鱼的种群数量增长曲线。下列相关叙述正确的是(  ) A.a点时组成该种群的个体全为幼年个体 B.维持b点时的种群大小能够提供最大持续产量 C.c点时该种群年龄组成为衰退型 D.d点时该种群增长速率最大 3. (检测目标2)下列关于环境容纳量的叙述,错误的是(  ) A.种群数量在K/2时增长最快 B.同一群落各种群的环境容纳量是相同的 C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变 D.达到环境容纳量时,其种群最大数量能维持相对稳定 4. (检测目标2、3) 种群在理想环境中呈“J”形增长(如曲线甲),在有环境阻力条件下,呈“S”形增长(如曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是( ) A.若曲线乙表示蒙古兔种群增长曲线,E点后种群中衰老个体的数量将基本维持稳定 B.图中C点时,环境阻力最小,种群数量增长最快 C.防治有害动物要在C点以后进行,而渔业的捕捞要在C点之前 D.K值具有物种特异性,所以东方田鼠的种群增长曲线在不同环境下总是相同的 5. (检测目标2、3)如图为种群在不同环境条件下的增长曲线,请据图回答问题: (1)图1中在t0-t2时间内,种群数量呈____ 型增长,在t1-t2时间内,该生物的种群数量呈_____(填“上升”或“下降”)趋势,若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为_____。 (2)图2 A曲线呈“J”形,表示种群在________等条件中的增长。 (3)图2 B曲线呈“S”形的原因是自然界的______是有限的,阴影部分表示_______。 (4)某农田的面积为2平方千米,先捕获40只鼠并标记,一段时间后,再重捕30只,其中有标记的为15只。该农田中鼠的种群密度为______。根据种群数量变动的曲线,我们采取有效措施控制鼠害的原则是_______。 (1) S 上升 N/2 (2)食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害 (3) 空间和资源 环境阻力 (4) 40只/平方千米 通过清除生活垃圾、封储粮食等措施降低鼠的环境容纳量
【板书设计】
【作业设计】
【课前自学】
一、学习资源
选择性必修二教材7—10
二、学习任务
1.建构种群增长模型的方法
(1)数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的 形式。
(2)根据教材中“细菌数量增长规律”分析:若N表示细菌数量,n表示第n代,则细菌增长的方程式模型为 ;曲线模型为:
2.种群增长的“J”型曲线
(1)模型假设: 条件充裕、气候 、没有 等(即理想条件)。
(2)建立模型
①参数的含义:Nt:t年后种群的数量;N0:种群的 ;t:时间(年数);λ:该种群数量是一年前种群数量的 。
②数学方程式:Nt= 。
③画出坐标曲线图:
3.种群增长的“S”型曲线
(1)模型假设:自然界的 总是有限的。
(2)对曲线的分析
①a点以前是生物对环境的适应期,种群数量增长较慢的原因是 。
②ab段是快速增长期,种群数量快速增长, 时增长速率达到最大,此时 相对充裕, 数量少。
③bc段,随着种群密度的增加,个体间因食物、空间和其他生活条件的争夺而导致种内斗争 。达到K值时,种群出生率 死亡率,种群数量保持 。
(3)K值的含义:又称为 ,指在环境条件不受 的情况下,一定空间内所能维持的 。
(4)应用
①若要消灭老鼠,应 环境阻力, K值(或环境容纳量)。
②若要保护濒危动植物,应 环境阻力, K值(或环境容纳量)。
③若要防治害虫,应该在a点之前采取措施,原因是控制害虫数量要及时,严防种群数量达到 处。
④若要从池塘中持续获取鱼类资源,应采取的措施是鱼类捕捞后的种群数量维持在 处,以保证持续获取高产量。
4.种群数量的波动和下降
(1)影响因素
(2)数量变化:大多数种群的数量总是在 中;在不利的条件下,种群数量还会急剧 甚至消亡。
【课堂评价】
(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(  )
(2)种群数量达到K值以后,种群受食物、空间等因素的限制,增长速率为零,种群数量不再发生变化(  )
(3)对于“S”型曲线,同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响(  )
(4)池塘养鱼,若要保持长期稳定和较高的产量,应及时适量地捕捞出成鱼(  )
(5)“J”型曲线的K值一直增加(  )
(6)若想获得最大日捕获量,应从后开始捕捞,捕捞后剩余数量达到即可(  )
【课后巩固】
1.数学模型是用来描述一个生态系统或它的性质的数学形式,种群增长的数学模型有曲线图和数学方程式。下列关于种群“J”型增长的叙述,错误的是(  )
A.数学方程式模型可表示为:t年后种群数量Nt=N0λt
B.条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等
C.“J”型增长曲线中λ大于1
D.增长速率是固定的
2.自然界中的种群数量增长一般呈现出“S”型曲线的走势,在此增长趋势中(  )
A.种群的增长与种群密度无关 B.达到K值时种群数量不再变化
C.种群的增长受到环境因素制约 D.同一种群的K值固定不变
3.如图为有关种群增长曲线的模型图,下列有关说法不正确的是(  )
A.种群呈现“J”型增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等
B.呈现“S”型增长的种群,随着时间的推移,种群增长所受的环境阻力加大
C.在自然界中,种群的增长曲线一般是“S”型曲线
D.种群增长的“J”型曲线有K值,只是K值较大,图中没有表示出来
4.如图为两种生物种群的生长曲线,以下说法错误的是(  )
A.按甲曲线增长的种群增长率始终不变
B.按乙曲线增长的种群到a点后种内斗争最为激烈
C.按乙曲线增长的不同种群在同一环境下,b点时的增长速率不同,但均为最大值
D.甲曲线的数学模型为Nt=N0λt,其中λ代表增长率
5.某研究所调查发现:某种鱼迁入一生态系统后,其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示,请分析回答下列问题:
(1)在t0~t3时间内,种群数量增长曲线呈“______”型;若在t3时种群数量为N,则在t1时种群数量为____。t1时该种群的年龄组成可能为______。
(2)捕获该鱼的最佳时期为_______(填“t1”“t2”或“t3”)时,原因是______________。
(3)在t3时期后,该鱼种群数量变化将呈现______________________________________状态,主要原因是________________、________________。
【参考答案】
1.D 2.C 3.D 4.D
5.(1)S  增长型
(2)t2 在t1时种群增长速率最大,t2时捕获该鱼并使捕捞后维持在t1时的数量,获得的量较大且不影响该鱼类资源的再生
(3)波动 种内斗争加剧 捕食者数量增加。
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