高中生物人教版穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第4章種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化 公開課獎

第1節(jié)《種群數(shù)量的變化》導(dǎo)學(xué)案（第一課時）?？谑徐`山中學(xué)生物組陳海蓮學(xué)習(xí)目標(biāo)說出建構(gòu)種群增長模型的方法嘗試建構(gòu)J型增長的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化說出J型曲線和S型曲線的概念關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響學(xué)習(xí)重點(diǎn)說出建構(gòu)種群增長模型的方法嘗試構(gòu)建J型增長的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.嘗試構(gòu)建J型增長的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化自主學(xué)習(xí)（一）構(gòu)建種群增長模型的方法——數(shù)學(xué)模型

1．?dāng)?shù)學(xué)模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的_______的_____________形式。

2．研究方法或步驟：

提出問題→提出____________→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用____________對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→檢驗(yàn)或修正

數(shù)學(xué)方程式是數(shù)學(xué)模型的一種表現(xiàn)形式，_______________是數(shù)學(xué)模型的另一種表現(xiàn)形式（二）種群增長的“J”型曲線

1．含義：在_____________條件下的種群，以________________為橫坐標(biāo)，以________________為縱坐標(biāo)畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。

（三）J型增長的數(shù)學(xué)模型（1）模型假設(shè)：

條件：在_________________條件充裕、氣候適宜、沒有敵害；

數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以____________________增長，第二年的數(shù)量是第一年的___倍。

建立模型：t年以后種群的數(shù)量表達(dá)式為：______________________________________。各參數(shù)含義：N0表示_______________；Nt表示_________________;t表示_____________________________；λ表示___________

（四）種群增長的“S”型曲線

1．含義：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量_________________的曲線，稱為“S”型曲線。

2．產(chǎn)生原因：自然界的資源和空間總是_____________的，當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)競爭就會__________________，以該種群為食的動物數(shù)量也會________________，這就會使種群的出生率______________，死亡率_________________。當(dāng)種群的死亡率與出生率相等時，種群就穩(wěn)定在一定的水平。3．環(huán)境容納量：在環(huán)境條件___________________的情況下，一定空間中所能維持的種群____________________，又稱_______________值。

（五）種群數(shù)量的波動和下降

1．影響因素

（1）自然因素：______________、食物、________________、傳染病等。

（2）人為因素：人類活動的影響

2．?dāng)?shù)量變化

大多數(shù)種群的數(shù)量總是在______中，在不利條件下，種群的數(shù)量還會急劇_____甚至_____________________。

五、合作探究（一）在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次。則：1、請?zhí)顚懸韵卤砀駮r間（min）20406080100120140160180分裂次數(shù)細(xì)菌數(shù)量n代細(xì)菌數(shù)量的計算公式是什么？72個小時以后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？4、根據(jù)以上表格，畫出細(xì)菌的種群增長曲線（補(bǔ)充橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)）：數(shù)學(xué)方程式的優(yōu)缺點(diǎn)：精確，但不夠直觀曲線圖的優(yōu)點(diǎn)：______________________________。5、如果沒有“在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次”的信息，你能得出細(xì)菌數(shù)量的計算公式和增長曲線嗎？建立種群增長數(shù)學(xué)模型的第一步、第二步是什么？（二）閱讀以下資料，分析問題：資料1：1859年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。資料2：在20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼。在1937－1942年期間，這個種群數(shù)量的增長如下圖所示。資料3:20世紀(jì)70年代，美國為了治理水體污染，從中國引入了鯉魚，但是鯉魚到美國沒有幾年，因?yàn)榉敝程欤粌H吃光了水草，還吃光了本土魚賴以生存的的食物，引發(fā)了災(zāi)難。在美國密西西比河，因?yàn)樗看螅|(zhì)好，水草等食物多，這有利于鯉魚的大規(guī)模繁殖。而且美國人不喜歡吃淡水魚，嫌鯉魚刺多，所以很少有人捕撈，再加上鯉魚是近些年才引入的外來物種，缺乏天敵，它們的體型往往能長的非常大，數(shù)目驚人成災(zāi)。討論：通過資料分析，說一說種群呈J型增長應(yīng)具備什么前提條件？假設(shè)在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍，(N0表示種群起始數(shù)量，Nt表示t年后種群數(shù)量，t時間)則：一年后種群數(shù)量：N1=____________________兩年后種群數(shù)量：N2=____________________t年后種群數(shù)量：Nt=___________________事實(shí)上，J型增長能一直持續(xù)下去嗎？為什么？（五）高斯在0.5ml的培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24小時統(tǒng)計草履蟲數(shù)量，反復(fù)實(shí)驗(yàn)后，數(shù)據(jù)如下表：（請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成以下曲線圖：）時間（h）123467數(shù)量（個）20.4137.2319.0369.0373.3365.4討論：1、同一個種群的K值是固定不變的嗎？K值大小與什么條件有關(guān)？增大以上草履蟲的K值，可以采取什么措施？在S型增長中，種群數(shù)量達(dá)到多少時，增長速率最慢？數(shù)量達(dá)到多少時，增長速率最快？4、種群數(shù)量達(dá)到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？習(xí)題自測建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型一般不需要(

)

A.觀察研究對象,提出問題,作出合理的假設(shè)

B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對種群數(shù)量變化進(jìn)行表達(dá)

C.通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察,對數(shù)學(xué)模型(公式或曲線)進(jìn)行檢驗(yàn)或修正

D.設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)

2．在下圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是（）3．經(jīng)調(diào)查，第一年某種昆蟲種群數(shù)量為N0，如果在理想的條件下，每年的增長率λ=1.3保持不變，則第三年該種群數(shù)量為（）A.1.3N0B.1.69N0C.2.3N0 D．5.29N04.有關(guān)種群增長的模型,下列有關(guān)說法不正確的是(

)

A.種群呈現(xiàn)“J”型增長的前提條件是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等

B.呈現(xiàn)“S”型增長的種群,隨著時間的推移,種群增長所受的環(huán)境阻力加大

C.K值是環(huán)境條件允許的種群增長的最大值D.種群增長的“J”型曲線有K值,只是K值較大,圖中沒有表示出來5.我國海關(guān)對所有入境的貨物都要進(jìn)行嚴(yán)格檢疫,嚴(yán)禁境外有害生物(包括蟲卵和微生物)流入境內(nèi),若有害生物一旦流入境內(nèi)適宜的環(huán)境中,最可能的結(jié)果是(

)①有害生物的數(shù)量在一段時間內(nèi)呈“J”型增長

②其天敵數(shù)量較多

③境內(nèi)生物多樣性受到威脅

④很快被淘汰

A.①②

B.③④

C.①③

D.②④6、右圖為某種群在不同環(huán)境下的增長曲線，據(jù)圖判斷下列說法不正確的是()A．a(chǎn)曲線呈“J”型，b曲線呈“S”型B．K表示環(huán)境允許的最大值C．陰影部分可表示因環(huán)境阻力存在而被淘汰的個體D．種群數(shù)量達(dá)到K值時種群增長最快，是樹木砍伐的最佳時期7、下列有關(guān)環(huán)境容納量（即K值）及其在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用的說法中，不正確的是（）A.保護(hù)野生生物，可以采取減小環(huán)境阻力，增大K值的措施B.為了減少有害生物，例如蟲害、鼠害等，可以采取增大環(huán)境阻力，降低K值的措施C.對養(yǎng)殖的生物進(jìn)行捕撈時，要使捕撈后的種群數(shù)量維持在K/2值處，以保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量D.為了防治有害生物，可以等有害生物種群數(shù)量到達(dá)K/2值時再進(jìn)行防治教學(xué)反思本節(jié)課我設(shè)計了兩個課時，都是以導(dǎo)學(xué)案的模式來進(jìn)行。第一課時內(nèi)容的設(shè)計，只是讓學(xué)生掌握基本的課本知識，沒有做太多內(nèi)容的拓展，特別是J型曲線和S型曲線增長速率和增長率的區(qū)分，以及K值在實(shí)踐中的應(yīng)用，這些內(nèi)容我移到了第二課時去講授本來以為這樣的安排是可以完成教學(xué)目標(biāo)并且有時間空余的，只是課堂進(jìn)行過程中，時間還是沒有把握好，出現(xiàn)了公開課常有的弊病，頭重腳輕了。聽著各位老師的評課，我受益匪淺，也反思了自己時間安排不合理的原因。主要