高中生物必修三学案3：4.2 种群数量的变化

高中生物 4.2 种群数量的变化学案新人教版必修34、2 种群数量的变化学案新人教版必修3目标：1、说明建构种群增长模型的方法。

2、通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3、用数学模型解释种群数量的变化。

4、关注人类活动对种群数量变化的影响。

重点：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。

难点：建构种群增长的数学模型一、导学过程1、问题探讨（1）在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代;计算n代细菌数量的计算公式Nn ＝_______；x小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量应是＝_________（2）细菌种群数量按此速度繁殖的条件是_________________________________，试分析如果在一个培养基中，细菌的数量将如何变化？______________________________。

2、建构种群增长的数学模型的方法以“问题探讨”中实验条件下细菌种群数量的变化为例，得到的可用来描述该种群数量变化的数学模型是：（1）公式________________。

（2）种群数量增长曲线画在课本66页上。

3、种群增长的“J”型曲线（1）根据实例理解“J”型增长的数量变化特点：____________________________（2）建构种群数量“J”型增长的数学模型①模型假设：_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________②建立模型：如果种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的λ倍，那么：一年后种群数量N1＝_____________，两年后种群数量N2＝_____________，t 年后群数量Nt＝_______________________。

教学准备1. 教学目标一、知识目标:1、以两个模拟实验来说明建构种群增长模型的方法。

2、阐明并理解种群的“J”型增长和“S”型增长的机制。

二、技能目标:1、通过模拟实验探究细菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。

2、应用数学模型解释种群数量的变化。

三、情感目标:1、关注人类活动对种群数量变化的影响。

2. 教学重点/难点教学重点: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。

教学难点:建构种群增长的数学模型。

3. 教学用具4. 标签教学过程导入【展示图片】:苹果醋和酸奶【提出问题】:在它们的制作过程中,分别用到了哪种微生物?它们各有什么特点? 学生根据生活经验,回答问题,了解两种微生物的特点。

学生不能回答时教师补充。

引导学生关注生活中的生物学问题。

提出问题【提出问题】:人们常常利用微生物的发酵来获得某些产品,在发酵过程中,如何掌握它们的数量变化规律从而加以利用?在自然界中细菌无处不在,有些细菌的大量繁殖会导致疾病。

在疾病防控过程中,如何掌握它们的数量变化而加以控制呢?观察图片,联系实际生活思考问题。

培养学生观察、发现问题、分析问题的自主学习能力。

分析问题【分析问题】:细菌是一种原核生物,其生殖方式为二分裂。

(展示图片)引导学生分析出细菌的生殖方式解决问题【讲解实验一】:设计并组织学生开展模拟实验一。

【展示数据】:引导学生利用自己得出的数据画出细菌数量变化曲线图(“J”型增长曲线),总结出数学方程式。

【提出问题】:如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长,地球早就无法承受了。

那么在自然界中,种群的数量又是如何变化的?【讲解实验二】:设计并组织学生开展模拟实验二。

【展示数据】:引导学生利用自己得出的数据画出草履虫数量变化曲线图(“S”型增长曲线),分析各参数意义。

【归纳总结】:种群的“J”型增长(理想条件)和“S”型增长(有限环境)。

动手实验、填写报告单作图并推导细菌种群数量的计算公式,初步学习用数学形式描述生物学现象。

第2节种群数量的变化教案2一、教学目标1.说明建构种群增长模型的方法。

2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3.用数学模型解释种群数量的变化。

4.关注人类活动对种群数量变化的影响。

二、教学重点和难点1.教学重点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。

2.教学难点建构种群增长的数学模型。

三．教学方法：导引自学归纳总结反思提高四．课时安排：2课时五．教学过程第一课时一、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．研究方法及实例二、种群的“J”形增长1．含义理想条件下种群增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

这种类型的种群增长称为“J”形增长。

2．数学模型(1)模型假设①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。

②数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

(2)建立模型：t年后种群数量为N t＝N0λt。

(3)模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，N t表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。

第二课时三、种群的“S”形增长1．条件：自然界中的资源和空间总是有限的。

2．原因：随种群数量的增多，生物对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。

当出生率等于死亡率时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平。

3．环境容纳量：又称K值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。

4．应用(以大熊猫为例)(1)大熊猫锐减的重要原因大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。

(2)保护措施建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。

四、种群数量的波动1．在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。

2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。

第2节种群数量的变化学习目标1.通过细菌数量增长的分析，掌握建构种群增长模型的方法(重点)。

2.通过“J”型和“S”型曲线分析，理解种群数量变化的影响因素及其内在逻辑关系(重难点)。

3.结合探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型(重点)。

|基础知识|一、建构种群增长模型的方法(阅读P65－66)1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

2.建构模型的步骤观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。

3.某细菌每20 min分裂一次，细菌分裂增殖公式为N n＝2n，N代表细菌数量，n 表示第几代。

二、种群增长的“J”型曲线(阅读P66)1.模型假设(1)条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。

(2)数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

2.建立模型t年后种群数量表达式为N t＝N0λt。

如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。

三、种群增长的“S”型曲线(阅读P67)1.种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。

2.“S”型增长的数学模型(1)形成原因自然资源和空间有限→⎩⎨⎧种内斗争加剧天敌增加→⎩⎨⎧出生率降低死亡率升高→种群密度增长达到平衡，数量趋于稳定，呈“S ”型增长。

(2)曲线特点：种群数量达到环境条件所允许的环境容纳量(K 值)后，将停止增长。

3.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的种群最大数量，又称“K ”值。

同一种群的K 值不是固定不变的，会随着环境条件的改变而变化。

四、种群数量的波动和下降(阅读P 67－68)1.影响因素(1)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。

(2)人为因素：受人工控制的种群数量不断增加，野生动植物种群数量不断减少。

2.数量变化大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

人教版必修二 4.2 种群数量的变化学案【高效导航】1.学习目标：（1）构建种群数量增长的数学模型；（2）说出“J”型增长模型与“S”型模型的意义；（3）说明影响种群数量变化的因素；2.重点：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。

3.难点：建构种群增长和模型。

“看”—知识经纬“导”—自主预习1．问题探讨在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每２０min 就通过分裂繁殖一代．那么： （１）n 代细菌数量的计算公式是： （2）72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 2．数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

建构种群数量增长的模型一般的步骤: 研究方法 研究实例观察研究对象，提出问题细菌数量是怎样随时间变化的提出合理的假设根据实验数据，用适当的 数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等， 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正对模型进行检验或修正 3．种群增长的Ｊ型曲线①产生条件： ②增长特点： ③量的计算： 4.种群增长的“Ｓ”型曲线①产生条件： ②增长特点：“学”—互动探究探究一：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 【经典回眸】假定当年种群数量是一年前种群数量的λ倍，右图表示λ值随时间的变化曲线。

第二节种群数量的变化预习导学案学习目标：1、说明建构种群增长模型的方法。

2、通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3、用数学模型解释种群数量的变化。

4、关注人类活动对种群数量变化的影响。

学习重点：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。

学习难点：建构种群增长的数学模型学习过程：一、建构种群增长模型1、数学模型：用来描述一个系统或它的性质的形式。

2、建构数学模型的方法步骤：提出问题→提出合理的→用适当的→形式表达→检验或修正。

3、数学模型的表达形式（1）数学方程式：优点是。

（2）曲线图：优点是。

二、种群增长曲线法是（）A．“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B ．种群增长率在各阶段是不相同的C ．“S ”型增长曲线表示了种群数量与时间无关D ．种群增长不受种群密度制约例2、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答下列问题：（1）如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有 特性。

（2）如果将该种群置于有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲线是 ，用达尔文的进化观点分析图中的阴影部分表示 。

（3）影响种群密度的主要因素是种群的 、 、 和 。

三、种群数量的波动和下降 1、影响因素：（1）自然因素： 、食物、 、传染病等。

（2）人为因素：人类活动的影响。

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 。

3、研究种群数量变化的意义： （1） 有害动物；注意：对于有害生物的防治，不应在K/2时才采取措施，应在数量还未明显增多时就采取措 （2）保护和利用 ； （3）拯救和恢复 。

注意：对于濒危动植物而言，由于环境污染、人类破坏等，造成环境对于此种生物的K 值变小，通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量，是保护这些生物的根本措施。

第2课时种群数量的变化1.概述种群增长模型的方法,举例说明种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线。

2.描述环境容纳量的概念。

3.解释种群数量的波动原因,指出影响种群数量变化的因素。

4.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试构建种群增长的数学模型。

5.阐明研究种群数量变动的意义,形成保护濒危物种的意识。

一、建构种群增长模型的方法构建数学模型的一般步骤:(1)观察研究对象,①。

(2)提出合理的假设。

(3)根据实验数据,用适当的②表达。

(4)通过实验或观察,对模型进行检验或修正。

二、种群增长的“J”型曲线1.含义:在③条件下的种群,以时间为横坐标,以种群数量为纵坐标画出的曲线图,曲线大致呈“J”型。

2.“J”型增长的数学模型(1)模型假设:在④充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以⑤增长,第二年的数量是第一年的λ倍。

(2)建立模型:t年以后种群的数量表达式为:⑥。

三、种群增长的“S”型曲线1.产生原因:自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的动物数量也会⑦,这就会使种群的出生率降低,死亡率⑧。

当种群的死亡率与出生率相等时,种群就稳定在一定的水平。

2.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的种群⑨,又称K 值。

四、种群数量的波动和下降1.影响因素(1)自然因素:气候、食物、、传染病等。

(2)人为因素:人类活动的影响。

2.数量变化:大多数种群的数量总是在中,在不利条件下,种群的数量还会急剧下降甚至消亡。

3.研究意义:有害动物的、野生动物资源的和利用,濒危动物的拯救和。

1.数学模型是如何构建的?常见的数学模型有哪些? 有何优点?2.种群增长的“J”型曲线形成的条件与特点是什么?种群增长的“S”型曲线的成因与特点是什么?3.种群数量变化有哪些?影响的因素有哪些?知识点一:构建种群增长模型的方法1.构建细菌种群数量增长模型的主要步骤包括哪几步?此过程中提出的问题和作出的假设分别是什么?2.若细菌每20分钟分裂一次,计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量。

【学习目标】1、说明建构种群增长模型的方法。

2、通过探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3、用数学模型解释种群数量的变化。

4、关注人类活动对种群数量变化的影响。

【学习重难点】：学习重点：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。

学习难点：建构种群增长的数学模型。

【自主学习】【合作探究】1．问题探讨（1）计算n代细菌数量的计算公式Nn＝_______，x小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量应是＝_________（2）细菌种群数量按此速度繁殖的条件是_________________________________，试分析如果在一个培养基中，细菌的数量将如何变化？______________________________。

2．建构种群增长的数学模型的方法以“问题探讨”中实验条件下细菌种群数量的变化为例，得到的可用来描述该种群数量变化的数学模型是：（1）公式________________。

（2）种群数量增长曲线画在课本66页上。

3．种群增长的“J”型曲线（1）根据实例理解“J”型增长的数量变化特点：____________________________（2）建构种群数量“J”型增长的数学模型①模型假设：____________________________________________________ _____________________________________________________________ ________。

②建立模型：如果种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的λ倍，那么：一年后种群数量N1＝________，两年后种群数量N2＝________，t年后群数量Nt＝_____________。

（这个公式即为数学模型），（3）思考：当λ>1、λ=1、1<λ<0、λ=0时，种群的数量变化分别会怎样？（4）自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么？4．种群增长的“S”型曲线新课标第一（1）结合课本生态学家高斯的实验结果理解“S”型增长的特点：_________________________________________________________________________________ ______________________________。

原平一中生物学科导学案编写者：肖文来组长签字 ___________ 编写时间：批准人__________1【巩固练习】2、经调查，第一年某种昆虫种群数量为N o,如果在理想的条件下，每年的增长率入=1.3保持不变，则第三年该种群数量为()A. 1.3 N oB. 1.69 N oC. 2.3 N oD. 5.29 N o3近年来，由于太湖富营养化趋于严重，常常发生大面积的蓝藻爆发式生长，使太湖流域的饮用水日益受到威胁。

蓝藻在这段时期内的数量变动属于种群的()A.“ J”型增长B.“S”型增长 C .直线型增长 D .无规律增长4 .某地三年前新办一个养兔场，开始时只有不到只。

在这三年内，兔种群数量变化的曲线符合A.“ J”型曲线B. “ S”型曲线物线50只兔，现在已繁殖增长到上万()C .直线上升D . 抛学习过程(问题设计、师生活动、问题小结、课堂练习等) 三、种群增长的“ S”型曲线观察课本67页图4-6，思考：1、大草履虫种群的增长是否符合“J”型曲线，为什么?2、什么是环境容纳量?【巩固练习】5当食草动物从超载的天然草场上移走后一段时间内,()A.植物量增加该草场上最可能发生的现象是B .植物量减少C •植物量始终保持稳定不变D •植物量先增加后保持稳定6•将雌雄成鼠各若干头，放在一个固定大小的铁丝笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饲料和水。

则笼内鼠数量的变化，应近似于右图中的A.曲线AB.曲线BC .曲线CD .曲线D7•种群数量稳定是指()A.种群的出生率和死亡率均为零B .种群数量在较长时期内基本维持在同一水平C .种群的迁入率和迁出率相等D .种群的出生率和死亡率相等四、种群数量的波动和下降观察课本68页图4-7，思考:种群的数量是否是一成不变的，影响种群数量变动的因素有哪些?学习过程（问题设计、师生活动、问题小结、课堂练习等）自然界，影响种群数量的因素很多，如 _______ 、 ____ 、________ 、 ______ 等，因此种群的数量总是在_______ ；在不利的条件下，硏群数量还会至。

《种群数量的变化》学历案（第一课时）一、学习主题本节课学习主题是《种群数量的变化》。

通过本课的学习，学生将掌握种群的概念、种群数量的变化规律以及影响种群数量变化的因素，理解生物种群在生态系统中的重要性。

二、学习目标1. 理解种群的概念及其在生态系统中的地位和作用。

2. 掌握种群数量的变化规律，包括指数增长和逻辑斯谛增长。

3. 了解影响种群数量变化的环境因素和生物因素。

4. 能够运用所学知识分析实际生活中种群数量变化的现象，并尝试提出合理的管理和保护措施。

三、评价任务1. 通过课堂小测验评价学生对种群概念的理解程度。

2. 通过分析具体案例，评价学生对种群数量变化规律及其影响因素的掌握情况。

3. 通过课后作业，评价学生运用所学知识分析实际问题的能力。

四、学习过程1. 导入新课（5分钟）通过展示不同生物种群的照片或视频，引导学生思考生物种群在自然界中的重要性，并引出本节课的主题《种群数量的变化》。

2. 讲解种群概念（10分钟）解释种群的定义，强调种群是一定空间和时间上同种生物个体的集合。

通过实例说明种群与个体的区别与联系，强调种群在生态系统中的重要性。

3. 种群数量的变化规律（15分钟）讲解指数增长的概念及模型，通过图示展示种群数量随时间呈指数增长的趋势。

接着讲解逻辑斯谛增长的概念及模型，解释环境阻力对种群数量增长的影响，并通过图示展示S型增长曲线。

4. 影响种群数量变化的因素（10分钟）分析影响种群数量变化的环境因素（如食物、水源、气候等）和生物因素（如天敌、竞争等）。

通过小组讨论的形式，让学生尝试列举影响某一生物种群数量变化的可能因素。

5. 案例分析（10分钟）选取一个具体的生物种群数量变化的案例，如某种鸟类数量的变化趋势，引导学生分析该种群数量变化的原因及影响因素。

通过分析，加深学生对种群数量变化规律及其影响因素的理解。

6. 课堂小结（5分钟）总结本节课的重点内容，强调种群概念、种群数量的变化规律及影响因素的重要性。