浙江版高中生物《种群增长方式》教案.doc

种群的增长方式教案 一、教学目标根据生物课程标准，本节的教学目标如下：1知识目标（1）区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式，阐明隐含在“J”形曲线和“S”形曲线中的信息。（2）举例说明环境容纳量的概念。（3）通过“活动：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”，概述数学建模的一般过程，利用实验结果建立酵母菌种群数量变化的生物数学模型，并据此解释种群的数量变化。2能力目标（1）能概述数学模型建模的一般过程，能利用探究酵母菌种群数量变化实验结果建立种群数量变化的生物数学模型。（2）通过引导学生对实际问题的分析，培养学生分析、综合和推理的思维能力。3情感态度与价值观方面关注人类活动对种群数量变化的影响。二、教材分析   本章为高中生物必修3（稳态与环境）第四章第二节。本课内容包括探究酵母菌种群数量动态变化，种群增长的方式两大内容。在实际生活中存在着较多相关的实例，引导学生通过对实际问题的分析，可以培养学生的推理能力。三、学情分析本节是新课，学生不熟悉种群的增长方式，通过实例导入，激发学生的兴趣，通过探究实验得出数据，引导学生对数据进行分析，建模，得出种群的两种增长方式。四、重点与难点及教学策略的选择本节课重点是种群增长方式和环境容纳量，难点是尝试建构种群增长的数学模型并据此解释种群数量的变化。本节课通过四组不同条件下培养的酵母菌数量，请学生画成曲线图并进行分析，得出种群的两种增长方式及环境容纳量，让学生自己分析得出结论    五、教学过程【导入】播放洞庭湖区鼠灾现场的视频.观察并思考：目前，该地方政府迫在眉睫需要解决的问题是什么？而且不单单洞庭湖区连年鼠害，历史上世界多个地区都曾发生类似的鼠类大爆发现象，为了解决这个问题，英国的埃尔顿、美国的阿利、罗利麦等生态学家都积极投入到种群动态变化的研究工作之中。请问：他们工作研究的核心是什么？教师结论：工作研究的核心应该是种群数量的动态变化 怎样研究种群数量的动态变化？ 可是很多生物的种群数量动态变化研究所需时间很长，我们能不能在较短的时间内了解到一般的种群数量变化规律呢？ 可以在实验室条件下，通过培养微生物，得出一般的种群数量变化规律。【探究实验】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化给出实验步骤：A、B、C、D四个锥形瓶中分别加入10mL无菌葡萄糖溶液，接种等量的酵母菌，用棉塞塞好，在相同且适宜的条件下培养。A瓶每隔3小时更换一次培养液， B瓶每隔12小时更换一次培养液， C瓶每隔24小时更换一次培养液， D瓶不更换培养液。每天在相同时间取样（先振荡），进行细胞计数，记录数据。教师提问：先振荡处理的目的是什么？讲述：酵母菌是单细胞的，如何进行细胞计数呢？引出细胞计数的常用方法：用红细胞计数板，在显微镜下进行细胞计数。并且简要的分析使用红细胞计数板时的注意事项。用比浊计测定溶液的浑浊度。得出数据如下：时间(天)01234567酵母菌数(105个mL-1)A组6301507503750B组61854121204278370482C组6184772102142175193D组618386273737373【模型建构】教师提问：表格中的数据看起来比较繁琐，如何对表格中数据进行处理呢？请学生将数据绘成曲线图，并请一位同学上来演示。（进行评价，假如学生画的曲线不是很光滑，还可以提问怎么处理可以提高实验数据的准确性？）把曲线图显示在幻灯片上，据此分析：请学生分小组讨论： ABCD四组数据变化有什么特征？ 原因是什么？ 如果继续培养，ABC三组的数量又会如何变化？学生回答后，教师评价，然后概括：我们现在得到的就是可以描述一般种群数量增长的数学形式，一种就是A组目前的类型，黑板上画图表示，这种曲线形状类似于字母“J”，称为”J“形增长，当然，曲线图可以比较直观的表示种群数量变化情况，但如果要准确了解到某时间该种群数量，我们又可以如何处理表格中的数据呢？引出数学公式：Nt=N0 t ，这是指数函数公式，所以这种增长方式又称指数增长。概括指数增长的特点：起始增长很慢，但随着种群基数的加大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长，其增长势头强大。根据实验条件的分析可知：这种增长方式产生的条件要求资源充足，空间无限，没有天敌等等我们把这种条件称为理想条件。还有一种方式就是D组和ABC组继续培养之后出现的情况，黑板上画图表示，这种曲线形状类似于字母“S”，称为”S“形增长，又称逻辑斯谛增长，从刚才同学的分析可知这种增长方式数量增长到一定程度时就趋于稳定了，比如D组中到最后酵母菌数量基本维持在73×105个mL-1，也就是数量增长到了一个最大值，我们称之为K值，环境容纳量，即环境中所能维持的种群最大数量。教师提问：而BCD三组达到的K值一样吗？为什么？结论：环境容纳量会随环境条件改变而改变。教师讲述：据同学分析，逻辑斯谛增长方式的特点是种群起始呈加速增长，到一定时候增长最快，据图分析，应该是什么时候？K/2时。教师提问：此后便开始减速增长，为什么会减速呢？根据实验条件的分析可知：这种增长方式产生的条件是资源有限，空间有限，受到其他生物的制约。我们把这种条件称为有限条件，即存在环境阻力。所有这些因素都会限制种群数量进一步的增长，具体表现为出生率开始降低，死亡率开始上升，一直到出生率和死亡率相等的时候，就达到了环境容纳量（K值）。教师提问：我们如果对这种增长方式的速率进行分析，就会得到什么样的曲线图呢？实际上我们现在做的就是一个数学模型的建构。我们用这种模型来分析现实生活中的例子。思考:请大家分析以下这两种种群数量变化的类型是哪种？主要是什么原因决定这种变化？介绍“加拿大一枝黄花”、“凤眼莲”外来入侵物种。这两种种群继续发展下去又会怎样？【研究意义】我们了解了种群增长方式后，就要学以致用了。学生分小组讨论： 假如你是政府人员，应该采取哪些措施控制田鼠数量？外来入侵物种呢？ 假如你是渔业工作者，为了保护我们玉环的鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？ 教师概括：研究种群增长方式的意义：1、通过研究种群数量变动规律,为有害生物的预测及防治提供科学依据。2、有利于野生生物资源的合理利用及保护。【课堂小结】种群增长的两种方式比较增长方式指数增长逻辑斯谛增长产生条件 资源无限、空间无限、不受其他生物制约等理想条件下 资源有限、空间有限、受其他生物制约等有限条件下特点 起始增长很慢，随着基数的加大，增长越来越快。 起始加速增长，K/2时增长最快，之后开始减速增长，到达K值时便停止增长或在K值上下波动。【课堂练习】1、下图种群在理想环境中呈“J”形增长，在有环境阻力条件下呈“S”形增长。下列有关种群数量增长曲线及其应用的叙述中正确的是 ( A )A当种群数量达到e点后，增长速率为0B种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行DK值是环境容纳量，一般不随环境的变化而改变六、板书设计