探究种群的增长方式及影响因素学案
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高中生物 4.2 种群的增长方式导学案浙科版必修3.DOC4、2种群的增长方式导学案1一、目标导航基本要求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、举例说出环境容纳量的概念。
发展要求通过“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。
说明“小资料:海洋鱼类的最大捕获量”只作为背景资料供学生阅读,不要求学生记忆或掌握具体内容。
二、知识网络三、导学过程一、种群增长的“J”型曲线和种群增长的“S”型曲线1、尝试建立一个数学模型:细菌种群的增长曲线时间/分钟204060801001xx0160180细菌数量将数学公式(Nn=2n)变为曲线图思考:曲线图与数学方程式比较,优缺点?提示:直观,但不够精确2、自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线大致呈J型、3、生态学家高斯的实验得出一个大草履虫种群的增长曲线。
思考:“S”型曲线在生产中有哪些应用?提示:农、林、牧业生产就是在K值范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。
同一种群的K值是固定不变的吗?种群数量达到K值时,都能在K值维持稳定吗?提示:不是不一定对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么措施?从环境容纳量的角度思考,能得到什么启发?提示:降低环境容纳量二、培养液中酵母菌种群数量的变化1、思考:怎样进行酵母菌的计数?提示:血球计数板2、本探究实验需要设置对照吗?提示:不需要3、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?提示:稀释四、依据考点,归纳总结“J”型曲线和“S”型曲线1、种群增长的两种曲线比较阴影部分代表环境阻力,也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。
2、K值变动的示意图 (1)同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,当环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。
第二节种群的增长方式【学习目标】①通过实验探究、阅读文本,能够区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式。
②通过资料分析、师生交流,能够读懂隐含在“J”形曲线和“S”形曲线中的信息。
③通过查阅资料、观察图片,举例说出环境容纳量的概念。
【重点难点】1.教学重点种群的增长方式和环境容纳量2.教学难点及教学策略创设情境提高学生兴趣,利用学生已学的内容分析种群增长方式形成的原因和特点。
并结合实例让学生明白种群数量的变化。
比较两种增长方式和解决生活中种群数量变化问题加深学生对增长方式和环境容纳量的理解。
【旧识回顾】种群的数量特征之间有什么关系?【导学诱思】1、我国自1393-1990年以来人口统计数据如下:年份1393 1578 1764 1849 1928 1949 1982 1990亿问:①按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况?鉴于我国人口的现状应当采取什么措施?②请绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。
2、高斯(Gause,1934)把5个大草履虫置于的培养液中,每隔24小时统计一次数据,经过反复实验,结果如下:请你绘制大草履虫的种群增长曲线!问:①你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后,呈S型曲线的原因是什么?②什么是K值?种群的数量的变化1、“S”型曲线分析:①分别分析B点和D点时的出生率和死亡率情况。
B点:出生率_____死亡率C点:出生率_____死亡率②一开始AB段数量增长慢的原因是_______________________________。
③数量增长最快的是__________段,其原因是________________________。
④CD段增长速度变慢的可能原因是_________________________________⑤D点达到最大值K值,K值的含义是___________________________________⑥你认为K值是个固定值吗,为什么?⑦试从环境容纳量上分析保护大熊猫和控制鼠害的根本措施。
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校《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。
专题十四种群与群落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2.1.1列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征2.1.2尝试建立数学模型解释种群的数量变动2.1.3举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征2.1.4描述群落具有垂直结构和水平结构等特征,并可随时间而改变2.1.5阐明一个群落替代另一个群落的演替过程,包括初生演替和次生演替两种类型2.1.6分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点第1讲种群特征、种群的增长方式及影响种群数量波动的生态因素一、种群1.种群是指占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体。
2.通常一个物种包含很多种群,同一物种的种群和种群之间存在地理隔离,种群长期地理隔离会导致亚种和新种的形成。
3.种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。
在“①某地区所有的儿童;②某中学全体学生的总和;③某地区所有人的总和;④某地区所有生物的总和”各项中可以称为种群的是?[提示]是“③某地区所有人的总和”,其中不能称为种群的原因是:①②不具有种群所具有的某些特征,如出生率、年龄结构等;④某地区的所有生物是一个群落,不是一个种群。
二、种群特征1.种群密度2.种群特征的相互关系(1)种群密度是反映种群大小的最常用指标。
(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群数量的动态变化。
不同种类的动物,出生率相差很大,主要是由动物性成熟的时间、每次产仔(卵)数和每年生殖次数决定的。
(3)出生率减去死亡率就是种群的自然增长率。
(4)预测种群数量的变化趋势的主要依据是年龄结构。
年龄结构影响种群的出生率和死亡率,性别比例只影响种群的出生率,进而影响种群密度。
(5)在生产实践中,人们常采用干扰和破坏害虫自然性别比例的方法来降低害虫的数量。
(6)年龄结构可用年龄金字塔来表示,一般可分为三种类型(如下图)。
高中生物《种群的增长方式》教学设计高中生物《种群的增长方式》教学设计第一课时一、教学目标的确定在课程标准的内容标准中规定了“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。
该条内容标准有两层涵义:其一,“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标,旨在通过原形示范(细菌的数量增长)和具体指导,学生能完成建立数学模型;其二,“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标,旨在把握数学模型(抽象)与种群的数量变动(具体)之间的内在逻辑联系。
由此,本节教学目标确定为三条(详见前面本节的教学目标)。
二、教学设计思路高中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了一定的认识,例如,对遗传规律的认识。
因此,本节是在学生已有知识的基础上,重新建构新的知识──建构揭示生物学规律的数学模型。
本节的引入有两种思路:一是按照教材的编排顺序进行,即以“问题探讨”引入,然后逐步展开教学,将本节的探究活动作为验证性实验活动;二是将本节的探究活动作为研究性学习内容,事先布置,让学生(或部分学生)在课外完成。
从学生在活动中产生的问题或体验引入,结合教材中的“问题探讨”和“建构种群增长模型的方法”,讨论相关内容,展开教学。
现以第一种思路为例说明,本节共2课时。
第一课时的教学应当遵循具体→抽象→再具体→再抽象……循环上升的轨迹。
1.具体。
教师以“问题探讨”引入,由于学生已有相关的数学知识,不难回答问题。
教师应启发学生思考:得出的数学公式有何生物学意义(说明细菌数量增长具有哪些性质)?2.抽象。
进一步让学生讨论:细菌的数量增长模型是怎样建构的?数学模型的表现形式有哪些?由此,总结出建构种群增长模型的方法。
3.再具体。
联系实例说明种群增长的两种数学模型。
4.再抽象。
结合细菌的数量增长模型,得出种群数量增长的“J型”数学模型;结合实例讨论“K”值。
5.进一步回到具体。
讨论数学模型的生物学意义(说明“J型”和“S型”增长的生物学意义),列举实例。
第3节影响种群数量变化的因素[学习目标]1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。
2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。
3.阐明种群研究在实践中的应用。
[素养要求]1.科学思维:理解生物因素和非生物因素对种群特征的影响。
2.社会责任:关注种群数量的变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。
【预习案】一、影响种群数量变化的因素1.非生物因素(1)在自然界,种群的数量变化受到等非生物因素的影响。
①森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的,即主要取决于林下植物受到的。
②许多种子在春季萌发,主要受的影响;蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,主要受的影响。
③干旱缺水会使许多植物种群升高;动物缺水可导致的死亡,气候干旱会使东亚飞蝗呈增长。
(2)非生物因素对种群数量变化的影响往往是的。
2.生物因素(1)内部因素—— 。
(2)外部因素①捕食与被捕食关系:除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的对象,每种动物都需要以其他生物,使各种生物种群数量控制在一定范围内。
②相互竞争关系:不同植物竞争,不同动物竞争空间,导致种群数量的变化。
③寄生关系:宿主被寄生生物寄生,影响种群的,进而影响种群的数量变化。
3.制约因素的类型(1)密度制约因素①概念:一般来说,是相关的。
②举例:同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大。
(2)非密度制约因素①概念:等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关。
②举例:在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其种群密度高低,所有个体都会死亡。
二、种群研究的应用1.濒危动物的保护:只有通过调查获知、出生率和死亡率、、年龄结构等特征以及影响该种群数量变化的因素,才能了解种群,种群的数量变化趋势,采取保护措施以降低环境阻力,K值(或环境容纳量)。
2.渔业方面:强度的捕捞(捕捞量在K/2左右),有利于持续获得较大的鱼产量。
第3节影响种群数量变化的因素◆教学目标1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。
2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。
3.阐明种群研究在实践中的应用。
◆教学重难点【教学重点】非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。
【教学难点】非生物因素和生物因素对种群数量变化影响的综合性。
◆教学过程【新课引入】教师展示草原四季变化的图片。
引导学生思考:➢导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么?提示:阳光、温度、水等非生物因素。
教师展示常绿植物冬青卫矛的图片,引导学生思考:➢这些常见的绿化植物会出现季节性变化吗?提示:学生根据常识容易答出这些植物不会出现季节变化。
教师再次引导学生思考:➢为什么它们的种群数量不受阳光、温度和水等非生物因素的影响?提示:园林绿化树种经常人为修剪,人为提供水分,冬季进行防护,所以其种群数量很稳定。
【设计意图】通过自然生长的植物与人为干预下的绿化植物两种状态下的植物生长状况进行对比,培养学生辩证的思维方法。
生物现象来源于生活,通过这个例子也可以让学生更关注生活中的生物现象。
教师引导学生思考:➢草原植物种群的数量变化对当地动物种群的出生率和死亡率有什么影响?提示:春夏时节,草木繁茂,植食性动物食物充足,出生率提高,死亡率降低;秋冬时节则相反。
植食性动物种群数量的变化,又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。
➢动植物种群数量的变化还与什么因素有关呢?教师展示银杏树的图片,银杏树经常容易被病菌感染生茎腐病。
提示:动植物种群变化还与其天敌、竞争者、寄生者等有关。
【过渡】在我们上述所谈的因素中,哪些属于生物因素?哪些属于非生物因素呢?这就是我们本节课的重点内容。
【新知讲解】一、非生物因素【学生活动】阅读课本13页思考讨论中的内容,并将表格中的数据绘制成曲线图。
观察曲线图思考:1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?提示:阳光。
2.在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么?提示:不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。
种群数量的变化教案设计一、教学目标1. 让学生理解种群数量变化的概念及其重要性。
2. 掌握种群数量变化的基本模型和因素。
3. 学会分析种群数量变化的影响因素,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 种群数量变化的概念与意义。
2. 种群数量变化的基本模型:指数增长模型、对数增长模型、逻辑斯蒂增长模型。
3. 种群数量变化的影响因素:出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构、空间限制。
三、教学过程1. 导入:通过举例说明种群数量变化在现实生活中的应用,引发学生兴趣。
2. 新课导入:介绍种群数量变化的概念及其重要性。
3. 讲解种群数量变化的基本模型,结合实例进行分析。
4. 分析种群数量变化的影响因素,引导学生思考实际问题。
5. 课堂讨论:让学生分享自己对种群数量变化的理解和看法。
四、教学方法1. 讲授法:讲解种群数量变化的基本模型和影响因素。
2. 案例分析法:分析实际案例,让学生更好地理解种群数量变化。
3. 小组讨论法:分组讨论,培养学生的合作与交流能力。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对种群数量变化概念的理解。
2. 课后作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
3. 小组报告:评估学生在讨论过程中的表现,提高解决问题的能力。
教学资源:PPT、案例资料、练习题、报告模板等。
教学时长:45分钟。
六、教学活动1. 实例分析:通过分析某个具体种群的数量变化案例,让学生了解种群数量变化的实际情况。
2. 模型构建:引导学生根据实际案例,构建种群数量变化的数学模型,并解释模型的意义。
3. 计算机模拟:利用计算机软件模拟种群数量变化的过程,让学生更直观地理解种群数量变化规律。
4. 数据分析:让学生收集和分析现实中的种群数量变化数据,提高学生的实践操作能力。
七、教学策略1. 问题驱动:提出与种群数量变化相关的问题,激发学生的思考和探究欲望。
2. 循序渐进:从简单到复杂,逐步引导学生掌握种群数量变化的知识。
3. 互动式教学:鼓励学生提问、发表观点,促进师生之间的交流与讨论。
第3节影响种群数量变化的因素课标内容要求核心素养对接举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。
1.科学思维——运用数学模型阐明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。
2.社会责任——将影响种群数量变化规律的因素应用于实践活动中,养成关注生产实践的态度。
一、非生物因素1.非生物因素:阳光、温度、水等。
2.具体实例(1)森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度。
(2)在温带和寒温带地区,许多植物的种子在春季萌发为新的植株,这主要是受气温升高的影响。
(3)蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,这主要是受气温降低的影响。
(4)对于东亚飞蝗来说,气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因。
3.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
二、生物因素1.种群内部因素:随着种群的增长,种内竞争会加剧,从而使种群的增长受到限制。
2.种间关系因素:在自然界,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系。
如:(1)除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象,如果食物匮乏,动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。
(2)森林中不同植物竞争阳光和养分,草原上非洲狮与猎豹竞争猎物,这也会导致种群数量的变化。
(3)作为宿主的动物被寄生虫寄生,细菌或病毒引起传染病,也会影响种群的出生率和死亡率等特征,进而影响种群的数量变化。
三、种群研究的应用1.研究的意义(1)野生生物资源的合理利用和保护。
(2)有害生物的防治。
(3)濒危动物的保护。
2.应用(1)濒危动物种群的拯救和恢复实例:只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征,以及影响该种群数量变化的因素,才能准确了解该种群的生存状态,预测该种群的数量变化趋势,进而采取合理的保护对策。
(2)合适捕捞量的确定:研究表明,中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
种群的数量变化的因素教案一、教学目标。
1. 知识目标,了解种群数量变化的因素,掌握种群数量变化的基本规律。
2. 能力目标,培养学生观察、分析、解决问题的能力。
3. 情感目标,培养学生对生物多样性的保护意识,关注环境保护问题。
二、教学重点和难点。
1. 教学重点,种群数量变化的因素及其影响。
2. 教学难点,种群数量变化的复杂性及多样性。
三、教学过程。
1. 导入新课。
教师可以通过提问的方式引导学生,比如,“你们知道种群数量是如何变化的吗?”“有哪些因素会影响种群的数量呢?”通过这样的问题,引起学生对本课的兴趣。
2. 学习新知识。
(1)种群数量变化的因素。
教师向学生介绍种群数量变化的因素,包括生物种群的出生率、死亡率、迁移率和种群密度等因素。
并通过具体的例子和数据,让学生了解这些因素对种群数量变化的影响。
(2)种群数量变化的规律。
教师向学生介绍种群数量变化的规律,包括指数增长、对数增长和S型增长等规律。
通过图表和实例,让学生了解不同规律的特点和应用场景。
3. 拓展知识。
(1)影响种群数量变化的其他因素。
教师引导学生思考,除了出生率、死亡率、迁移率和种群密度外,还有哪些因素可能影响种群数量的变化,比如环境因素、资源竞争、捕食者等。
(2)生物多样性与种群数量变化。
教师向学生介绍生物多样性与种群数量变化的关系,通过案例和实例,让学生了解生物多样性对种群数量变化的重要性,培养学生对生物多样性的保护意识。
4. 梳理知识。
教师引导学生梳理本节课所学的知识点,包括种群数量变化的因素、规律以及与生物多样性的关系等内容。
5. 小结与反思。
教师对本节课所学的知识进行小结,并引导学生思考,种群数量变化的因素对生态系统有何影响,我们应该如何保护生物多样性,促进种群数量的稳定和增长。
四、教学反思。
本节课通过引导学生了解种群数量变化的因素及其规律,培养学生对生物多样性的保护意识,达到了预期的教学目标。
但在教学过程中,也发现学生对一些概念理解不够深入,需要在今后的教学中加强对相关概念的讲解和引导。
课题第1章种群及其动态(选择性必修2)第三节影响种群数量变化的因素素养目标生物观念:通过分析和讨论种群数量变化的相关资料,归纳影响种群数量变化的非生物因素和生物因素。
2、科学思维:通过分析和讨论非生物因素影响种群数量变化的资料,说明阳光、温度和水等非生物因素对种群数量变化的影响。
3、科学探究通过分析和讨论种群数量变化的生物因素,说明种内竞争以及不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。
4、社会责任:阐明种群研究在实践中的应用,培养保护野生动物、合理利用生物资源等社会责任感。
重点非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。
教案签字难点非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的综合性。
教具1、PPT2、教师准备观察材料。
课型新授课课时安排1课时教法讲述法,演示法学法整理归纳法二次备课1、新课导入课件展示“问题探讨”。
学生分组讨论以下问题:(1)在我们周围,哪些植物种群会随着季节更替而出现数量变化?(2)是什么因素导致了这些植物种群数量的变化?(3)列举一例说明动物种群的出生率和死亡率会随着植教学过程物种群数量的变化而变化。
课件展示答案。
2.新课讲授(一)非生物因素课件展示“思考·讨论”中的资料。
提问:影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?学生:阳光。
课件展示植物“郁闭度”的概念。
提问:在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么?学生:不同植物对光照条件的适应是有差异的。
提问:除了上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响?学生:除了光照条件外,还受温度、风、水、火等的影响。
在此基础上学生继续阅读P14,在学生阅读的过程中教师提出以下问题,引导学生带着问题针对性阅读,培养学生获取信息的能力。
提问:影响种群数量变化的非生物因素有哪些?学生:阳光、水、温度、湿度等。
提问:列举实例来说明非生物因素通过影响种群的哪些数量特征来影响种群数量变化?学生:阳光影响植物的光合作用从而影响种群的密度:水影响动物的出生率、死亡率等。
第一章第3节影响种群数量变化的因素教学设计年级:高二年级科目:生物学主备人:授课人:课题第一章第3节影响种群数量变化的因素素养目标1、基于对种群数量变化的分析,阐明种群数量的变化是受到人为因素与自然因素的影响的,人为因素通过自然因素起作用。
(生命观念)2、分析讨论非生物因素影响种群数量变化的资料,举例说明阳光、温度、水等非生物因素、种内竞争及不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响(科学探究、科学思维)3、基于教材资料,通过小组讨论与分析,探究影响种群数量变化的因素以及通过影响何种数量特征。
(科学探究)4、关注人类活动对自然界种群数量变化的影响,树立金山银山不如绿水青山的观念,并认同种群研究对自然保护的意义。
(社会责任)重点非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。
难点非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的综合性。
教学过程【创设问题情景】展示降雨量以及毛毛虫的数量对地雀数量影响图思考:能得出什么答案呢?学生:非生物因素和生物因素能够通过影响数量特征来影响种群数量。
过渡:生物因素与非生物因素有哪些呢?影响了什么种群数量特征?学生思考讨论教师引导教学过程【新课讲授】课件展示教材思考·讨论中的资料问题:影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?展示郁闭度的概念思考:郁闭度越大,林下植物的种群数量越少吗?学生:郁闭度越大,林下植物的种群密度不一定变小。
讨论:1、影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么,此因素怎么影响草本植物种群密度?2、在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么?(教师展示答案)3、除上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响?试分别举例说明。
展示教材相关资料,探讨其他因素通过影响何种数量特征影响种群数量变化。
学生:温度(影响出生率、死亡率、迁入率、迁出率)水分(影响出生率、死亡率等)思考:干旱会使得所有种群的种群数量下降吗?学生:气候干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长。
影响种群数量变化的因素板书
1. 出生率:种群的数量会受到出生率的影响。
较高的出生率会导致种群数量增加,而较低的出生率则会导致种群数量减少。
2. 死亡率:种群的数量也会受到死亡率的影响。
高死亡率会导致种群数量减少,而低死亡率则会导致种群数量增加。
3. 迁移率:种群数量还会受到迁移率的影响。
迁入率较高会导致种群数量增加,而迁出率较高则会导致种群数量减少。
4. 环境资源:种群数量还会受到环境资源的影响。
资源充足时,种群数量可能增加,而资源匮乏时,种群数量可能减少。
5. 捕食者数量:如果存在捕食者,种群数量可能受到捕食者数量的影响。
较高的捕食者数量会导致种群数量减少,而较低的捕食者数量则会导致种群数量增加。
6. 疾病传播:种群数量还可能受到疾病传播的影响。
传播速度较快的疾病会导致种群数量减少,而传播速度较慢的疾病可能不会对种群数量产生显著影响。
7. 竞争:种群数量还可能受到竞争的影响。
较多的竞争者会导致种群数量减少,而较少的竞争者则会导致种群数量增加。
8. 遗传变异:种群数量还可能受到遗传变异的影响。
有利基因的积累和传递会导致种群数量增加,而不利基因的积累和传递则会导致种群数量减少。
这些因素相互作用,并且受到环境的影响,共同决定了种群数量的变化。
“种群的增长方式”教学设计黄敏(定海一中 316000)一、设计思想本节课循着现象→本质→现象的思路,将本节的探究活动“培养液中酵母菌种群数量的变化”作为研究性学习内容,事先布置,让学生在课外完成。
通过学生在活动中得到的数据,辅以教师的层次设问引导学生依次推导种群增长的“J”形曲线、“S”形曲线及衰退曲线,构建种群的增长模型。
再经讨论、分析,引导学生的思路渐次深入,直至发现问题的核心,揭示出影响种群增长的内部和外部因素,最终运用所学的知识来解释实验小组得出的实验结果。
上述方法体现了生物实验与探究性教学结合的理念,可让学生阶段式体验成功,感受探究的乐趣,产生学习动力。
同时,通过分析问题→探究数学规律→解决实际问题→建构数学模型的方法,让学生体验由具体到抽象的思维转化过程,培养学生透过现象揭示本质的洞察能力。
二、教学分析1.教材分析(1)内容与地位:本节的教学内容是《生物(必修)·稳态与环境》(浙江科学技术出版社)第4章第2节内容,承接第1节《种群的特征》,种群的数量也是种群的特征之一,因此种群的增长方式是种群特征的进一步深入。
同时也为后面的种群数量波动及调节打下基础,具有承上启下的作用。
本节教材有助于学生认识生物与环境之间的相互关系,了解数学方法在生态学中的应用并领悟系统分析的思想和方法;此外,还有助于强化学生的生态意识和环保意识。
浙科版教材中这节内容包括两方面:一是探究活动──培养液中酵母菌种群数量的变化;二是种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式以及环境容纳量。
由于探究活动周期长,安排在课余时间完成。
(2)教学重点:①种群的增长方式和环境容纳量;②利用实验结果建立酵母菌种群数量变化的数学模型,并据此解释种群的数量变化。
(3)教学难点:指导学生通过对培养液中酵母菌种群数量连续7天的观察后所收集的数据的分析总结,探究变化规律,建构数学模型,绘制变化曲线,并尝试解释种群数量变化的原因。
2.学情分析(1)初中时学生对种群已有初步了解,且在本章的第一节已经强化了种群的概念,学习了种群的特征,尤其是各种数量特征,在此基础上过渡到种群增长方式的学习顺理成章;由生活经验也熟悉环境中部分生态因素对生物的影响,也为探究种群的增长方式提供了基础。
种群的增长方式学案资料1鲫鱼肉质细嫩,肉味甜美,营养价值很高,药用价值极高,分布广泛,全国各地水域常年均有生产,以2~4月份和8~12月份的鲫鱼最肥美,为我国重要食用鱼类之一。
鲫鱼主要以植物性食料为主。
由于植物性饲料在水体中蕴藏丰富,品种繁多,供采食的面广。
维管束水草的茎,叶,芽和果实是鲫鱼爱食之物,在生有菱和藕的高等水生植物的水域,鲫鱼最能获得各种丰富的营养物质。
硅藻和一些状藻类也是鲫鱼的食物,小虾,蚯蚓,幼螺,昆虫等它们也很爱吃。
池塘养殖中,鲫鱼饲料粒径的选择标准“就小不就大”。
一般鲫鱼规格在10g/尾以下时,饲料粒径选0.5mm;lO---30g/尾时选1.5mm;75—100g/尾时选2.0mm;150--300g/尾时选2.4mm;300g每尾以上时选3.2mm。
池塘主养鲫鱼要求面积以0.1~0.2公顷为宜,水深1.5米以上,池底有10~15厘米的淤泥,村前屋后有生活污水的池塘主养鲫鱼效果较好。
病虫害防治上,鲫鱼出血性锚头鳋病可用敌百虫或农用敌喷杀。
大多数鲫鱼都是雌雄异体的,通常雄鱼身材比较小,而且略为瘦长,在群体中所占比例极少。
一般1冬龄鱼怀卵量为1万~2.8万粒;2冬龄鱼为2万~5.9万粒;3冬龄鱼为2.6万~6.8万粒;5冬龄鱼可达11万粒以上。
鲫鱼属分期分批产卵类型,产卵期从3月延至8月。
资料2 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。
请画出细菌数量变化的曲线图资料3某实验小组研究一自然池塘鲫鱼的种群数量变化。
每年定时随机取样估计种群数量。
连续观察11年,得到数据如下表:以表格中的数据,画出鲫鱼的增长曲线。
(以时间为横坐标,鲫鱼数量为纵坐标。
)讨论:从K值的角度考虑,怎样实现鲫鱼养殖的最大收益??。
《种群的增长方式》名师教案一、教材分析本节选自浙科版《生物学(必修)·稳态与环境》第4章第2节内容。
种群是生态学研究的一个重要层次,也是生态学的重要概念之一,同时也是学习群落和生态系统内容的基础。
本节教材是在对种群有了初步了解之后,介绍种群数量的增长方式。
本节教材有助于学生认识生物与环境之间的相互关系,了解数学方法在生态学中的应用并领悟系统分析的思想和方法;此外,还有助于强化学生的生态意识和环保意识。
《学科教学指导意见》对本节教学建议2课时(含活动),本节为第一课时,主要讲述了指数增长和逻辑斯谛增长两种种群增长方式,环境容纳量等概念。
上课时间40分钟。
二、教学目标知识目标(1)通过教师讲解,能够说出“J”形曲线和“S”形曲线两种增长方式的条件、特点,描述隐含在曲线中的信息。
(2)通过阅读文本、查阅资料,能够比较指数增长和逻辑斯谛增长的区别和联系;(3)通过师生互动,能够举例说明环境容纳量对种群增长的限制。
能力目标(1)尝试建立数学模型解决生物学问题;(2)运用数学模型解释种群数量的变化,分析生产生活中的实际问题。
学科素养(1)基本思想(关注人类活动对种群增长的影响,形成辨证的生态学观点)(2)基本活动经验(体验科学研究的方法和科学研究的艰辛;养成严谨的科学态度,形成自主、协作的精神,培养责任心)。
三、教学重点和难点教学重点:种群的增长方式和环境容纳量教学难点:建构种群增长的数学模型并据此探究种群数量的变化。
四、教学过程设计教学流程:教学过程:教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图创设情境、引入课题【实物展示】水葫芦盆栽。
【提问】有没有同学认识这盆栽?【讲述】水葫芦还有一个很好听的名字-凤眼莲。
原产于南美,后传播到各个国家。
水葫芦外表浑身碧透,绿得醉人,但上个世纪人们畏之如虎,称他为“德国恶草”、“佛罗里达恶魔”、“日本烦恼”。
原来呢,水葫芦进到一个新环境,疯狂繁殖,强占了整个水面,严重影响了航运,窒息鱼类等。
第2课时种群数量的变化及其影响因素课标要求 1.尝试建立数学模型解释种群的变动。
2.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
3.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。
考点一种群数量的变化及其应用1.建构种群增长模型的方法(1)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)建构方法和实例(3)表达形式①数学公式:科学、准确,但不够直观。
②曲线图:直观,但不够精确。
2.种群数量的增长(1)种群的“J”形增长拓展延伸准确分析“λ”曲线①a段——λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长。
②b段——λ下降,但仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,则种群数量一直增长。
③c段——λ=1,种群数量维持相对稳定。
④d段——λ<1,种群数量逐年下降。
⑤e段——λ呈上升趋势,但仍未达到1,故种群数量逐年下降。
(2)种群的“S”形增长拓展延伸聚焦K值①K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大数量;种群数量所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境会遭到破坏。
②K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件改善时,K值会上升。
③在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。
当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
④K值的四种表示方法如下图所示,图中t1时所对应的种群数量为K/2,t2时所对应的种群数量为K值。
3.种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。
处于波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发。
(2)当种群长久处于不利条件下,种群数量会出现持续性的或急剧的下降。
(3)当一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
4.影响种群数量变化的因素(1)源于选择性必修2 P16“小字部分”:食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,称为密度制约因素,而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为非密度制约因素。
1-3 影响种群数量变化的因素2020年10月23日【课前预习】一、非生物因素1.在自然界,种群数量的变化受到、、等非生物因素的影响。
非生物因素对种群数量变化的影响往往是性的。
2.连线二、生物因素1.内部因素:随种群增长, 加剧,从而使种群的增长受到限制。
2.外部因素:不同物种的种群之间存在与的关系、相互的关系、寄生和被寄生的关系,它们之间的相互关系都是通过影响种群的和来影响种群数量的。
三、种群研究的应用1.意义:研究种群的特征和数量变化的规律,在野生生物资源的和、有害生物的等方面都有重要意义。
2.应用:濒危动物的、渔业确定合适的、有害动物的。
【课内探究】学习目标核心素养举例说明非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响、阐明种群研究在实践中的应用。
生命观念——通过构建影响种群数量变化的非生物因素和生物因素两大概念,形成系统观、稳态与平衡观。
科学思维——通过分析种群数量变化的循环因果关系,提升科学思维。
社会责任——通过分析种群研究在实践中的应用,培养社会责任感。
一非生物因素〖合作探究〗归纳总结影响种群数量变化的非生物因素主要有哪些?思考·讨论1.在相同的非生物因素的影响下,为什么蚜虫等昆虫的种群密度变化与鸟类、蛙类等有较大差异?2.春夏季节时,动植物种群的数量普遍迅速增长,这是为什么?〖素养训练〗1.环境影响生物的生存,环境因子的变化必然影响着生态系统各种群数量的变化。
下图表示环境变化前(A,以表示)某生物群落中各种群数量情况,若环境因子由A转变为B(B以表示)后,四个种群数量比例最可能是()〖归纳提升〗1.阳光、温度、水等非生物因素,它们通过影响种群的率、率、迁入率、迁出率等特征而影响种群的数量。
2.非生物因素对种群数量变化的影响往往是的。
二生物因素〖合作探究〗归纳总结影响种群数量变化的生物因素主要有哪些?思考·讨论1认真阅读并分析教材第14页资料1,讨论图1 单独培养图2混合培养1.图1中单独培养时,草履虫种群为什么不呈“J”型增长?2.混合培养时,两种草履虫是什么关系?3.图2中怎么解释在实验后期两种草履虫数量的变化?思考·讨论1认真阅读并分析教材第15页资料2,讨论1.猞猁和雪兔是什么关系?2.怎么解释图中猞猁和雪兔数量变化的同步周期性?〖素养训练〗2.(2020辽宁朝阳高二期末)据最新报道,入侵性环颈长尾小鹦鹉已经导致以色列本地戴胜鸟数量锐减,主要原因是长尾小鹦鹉繁育季节比戴胜鸟更早,它们会在戴胜鸟之前占尽巢穴,使后者没有地方可去。
《探究种群的增长方式及影响因素》学案
1.学习目标
(1)知识目标:认识在有限环境中和理想条件下种群数量增长的模式,以及外界环境因素对种群增长的影响、模拟理想条件的方法等。
(2)技能目标:进行有关实验的探索,提出简单的实验思路、分析相应的实验结论、学会实验结果呈现的一般方法等。
(3)情感目标:评价自己的实验结果、参与交流、听取别人的正确意见、维护或修改自己的方案。
2.学习重、难点
重点:通过设计实验思路探究种群的增长方式及其影响因素。
难点:设计实验思路、实验数据的记录方法和呈现形式及对实验结果的分析。
一、知识回顾 种群的增长方式:
理想条件( ) 有限环境:( )
二、问题探究 1、在实验室条件下,我们该选择哪些生物来探究种群增长方式呢? 这些生物有哪些共性呢?
2、如何利用酵母菌探究种群的两种增长方式呢?
酵母菌生长周期短,增殖速度快且世代间不重叠, 在实验室条件下,用液体培养基培养酵母菌,可以观察 酵母菌种群数量随时间变化的情况。
现欲探究培养液中 酵母菌种群的增长方式,请根据以下提供的实验材料和 用具,设计实验思路,并设计用于记录实验数据的表格、 绘制用于呈现实验数据的坐标系,并预测实验结果。
材料和用具:酵母菌、无菌培养液、显微镜、培养瓶等。
(要求:答题时对酵母菌的具体计数方法、培养方法 不作要求)
实验思路: ① 种
群个体数量
时间
种群个体数量
时间
…
你的想法:
设计用于记录实验数据的表格:
绘制用于呈现实验数据的坐标系,并注明坐标轴名称:
预测实验结果:
如何维持在K 值上下波动?
若要得到“J”形曲线,理想条件如何创设?
问题思考:
①上述探究实验中是否要进行灭菌处理和无菌操作? ②本探究需要设置对照吗?如果需要,请讨论说明怎样设计; 如不需要,请说明理由。
③本探究实验中,若实验生物改为草履虫、果蝇、小球藻等, 培养条件有何区别?请举例。
三、拓展探究——探究种群增长的影响因素 例:探究温度对酵母菌种群增长的影响 实验材料、用具: 实验思路:①
② ③
练一练:图中缺少B 组酵母菌的数目变化曲线,请你根据自己的推测在相应的图中补充画出该曲线。
你的想法:
变式训练
1.将酵母菌分为a 、b 、c 、d 四组,用不同的方式培养,其种群增长曲线如图所示。
请据图回答下列问
题。
(1)a 呈现______型增长,除题中所给条件外,还应具备的条件有 。
(2)d 呈现_______型增长,在100h -200h ,d 的增长率趋于______________。
若在现有条件下继续培养,其种群数量趋于____________。
(A .增多 B .减少)
(3)随着更换培养液的时间间隔的延长,酵母菌种群后期增长的增长率趋于 。
(4)分析上图所示结果,你可以得到的结论是: (5)请根据上图曲线作出d 组酵母菌出生率和死亡率随时间的变化曲线。
2、草履虫是水生单细胞原生动物,在适宜条件下增殖较快。
现欲探究草履虫的种群增长方式,请根据以下提供的实验材料和用具,设计实验思路,绘制用于呈现实验数据的坐标,并预测实验结果。
材料和用具:草履虫、培养液、显微镜、培养瓶等。
(要求:答题时对草履虫的具体计数方法不作要求) (1)实验思路:
①
(2)绘制一个用于呈现实验数据的坐标,并注明坐标轴名称:
c (每24h 换一次培养液)
20 40 60 80 100 120 140
50
100 150 200250300 时间(h )
酵母种群增长曲线
酵母数
a (每3h 换一次培养液)
b (每12h 换一次培养液)
d (不换培养液)
20 40 60 80 100 120 140
酵母菌出生率和死亡率变化曲线
出
生率或死亡率 时间(h )
(相对值)
(3)预测实验结果:
3、为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某研究性学习小组按表一完成了有关实验,并定期对培养液中的酵母菌进行计数,绘制出酵母菌细胞数目变化曲线图。
请回答:
(1)请写出该同学研究的课题名称:。
(2)此实验组设计的变量是:
(3)为什么在接种、培养和计数的整个实验过程中,要遵守无菌操作规范?
(4)A组培养液中酵母菌第______天的增长率最大;第3天后A组培养液中酵母菌数目减缓甚至不增长的原因是____________________________________________。
(5)A组与B组酵母菌中数量达到的最大值在生态学上称为______________,A组中该数值比B组大的原因是___________________________________。
(6)图中缺少C组酵母菌的数目变化曲线,请你根据自己的推测在答题纸相应的图中补充画出该曲线。
(7)在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题:。
4、为研究酵母菌种群密度的动态变化,某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D 共4组实验,用1000mL 锥形瓶作为培养器皿,棉塞封口,在25℃下静置培养,其他实验条件均相同,定时用血球计数板计数。
根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下,请分析回答以下问题。
(1)图中曲线①、②和③分别是_______组、______组和______组的结果。
(2)B组和A组的实验结果不同的原因是B组__________________________。
(3)D组和B组的实验结果不同的原因是D组__________________________。
(4)在整个实验过程中,直接从静置的培养瓶中取培养原液计数的做法是错误的,正确的方法是
和。
1.①J 营养物质丰富,空间充裕,温度、PH 等条件适宜
②S 0 减少 (3)减少 (4)在一定的时间内,更换培养液的时间间隔不同,酵母菌种群的增长方式不同 (5) 2、(1)①取若干个培养瓶分别加入等量的培养液,然后各加入少量且数量相同的草履虫,并做记录。
②在适宜条件下培养,并间隔相同时间进行镜检、计数各瓶中单位体积内草履虫的个体数,取平均值并记录。
③分析处理实验数据。
(2)
(3)若增长曲线呈 “S ”型,则为逻辑斯谛增长。
(具体答案见考试说明)
3.1、 (1)温度、营养物质对酵母菌生长的影响; (2)温度、营养物质;
(3)排除杂菌对实验的干扰;
(4)2 培养基中营养物质的大量消耗,代谢废
物的积累,pH 值的改变,使环境阻力增大。
(5)环境容纳量 A 组的培养温度更适合酵母菌的繁殖,环境阻力小。
(6)如下图:
(7)酵母种群数量与营养物质(或废物、pH 、溶氧等)的变化关系
4.B A D
培养液较多与空气接触面积较小供氧较少 葡萄糖浓度较低,故营养物供应较少
摇匀培养液后再取样 培养后期的样液稀释后再计数
时间
个
体
数。