第2节 种群数量的变化.

人教版《生物学选择性必修2 生物与环境》第1章第2节《种群数量的变化》教学活动展示手上沾染细菌的图片，倡导七步洗手法，提倡健康生活远离病菌。

教学目标教学活动学生活动视频播放——细菌分裂动画提出问题：细菌是如何繁殖的？探究活动一：1．1个细菌，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，以每20分钟繁殖一代计算，72小时后细菌的数量为多少？2.如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，请尝试写出细菌种群增长的公式。

3.以时间为横轴，细菌数量为纵轴，尝试画出细菌种群增长的曲线。

学思考，回答：细裂繁殖教师：对上述曲线进行点评,总结建构数学模型的研究方法。

提出问题—合理假设—数学表达—检验修正（一）种群增长的“J”型曲线展示环颈雉的种群数量曲线与细菌增殖曲线图，由学生分析曲线不完全一致的原因，总结满足“J”型曲线的条件。

探究活动二:在食物和空间条件充裕、气候适宜没有敌害等条件下，种群数量以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

如果种群的起始数量是No，试写出t年后种群数量的增长公式。

（二）种群增长的“S”型曲线2. 分析“S”型曲线种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系探究活动四：用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线。

“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？探究活动五：高斯实验呈现“S”型曲线，请同学们设计一个实验，找到限制大草履虫数量的主要因素是什么？写出设计方案、预测及结论。

要求：1.前后四人为一小组，分工合作。

2.一人书写记录方案，投影展示。

3.评出最佳活动小组（方案详尽，速度快组）4. 遵循可行性原则和单一变量原则理解种群增长速率与“S”型曲线的关系学生分析阴影部分的影响因素学生分组合作，完成实验的设计方案、预测及结论。

投影展示。

展示种群数量的波动和下降曲线，分析内部因素、自然因素、人为因素。

思考：种群数量达到K值后，一定在K值左右保持稳定吗？PPT展示蝗虫，鲸鱼实例学生阅读课本，分析研究种群数量变化的意义1、对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？2、对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？3、如何捕捞又不影响渔业的发展？1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表，根据表中数据分析，下列结果正确的是（）。

第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：N t ＝N 0λt。

2．正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。

3．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称为环境容纳量，又称K 值。

4．“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。

5．影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

一、构建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．构建步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。

3．表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。

(2)曲线图：直观，但不够精确。

二、种群增长的“J”型曲线1．模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2．数学模型：N t ＝N 0λt。

3．各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0：种群的起始数量t ：时间N t：t 年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1．形成原因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最大数量，又称K 值。

3．应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。

四、种群数量的波动和下降1．影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：人类活动的影响2．数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

1．判断下列叙述的正误(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)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线，同一种群的K 值是固定不变的，与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2．下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )解析：选B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。

《种群数量的变化》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解种群数量的变化概念和基本规律；2. 掌握种群数量变化的三种基本模式；3. 能够应用所学知识分析实际问题。

二、作业内容：1. 阅读教材和相关资料，完成以下简答题：（1）什么是种群数量变化？请简述其基本规律。

（2）种群数量变化的三种基本模式是什么？请举例说明。

2. 结合当地生态系统，分析以下问题：（1）影响种群数量变化的主要环境因素是什么？请举例说明。

（2）为什么在一定的条件下，种群数量会经历“J”型增长？（3）自然界中，为什么有些种群数量呈“S”型增长？（4）面对环境变化的挑战，你认为种群应如何调整自身数量以适应？3. 收集一些实例，讨论生物多样性和生态系统稳定性的关系。

三、作业要求：1. 严格按照教材和资料进行作业，严禁抄袭；2. 提交作业时，请附上你的姓名和班级，方便教师批改和反馈；3. 请尽可能地使用自己的语言进行表述，不要直接复制教材内容。

四、作业评价：1. 评价标准：作业完成情况、分析问题的深度和广度、对知识的理解和应用能力；2. 评价方式：教师批改后，将根据以上标准给出分数；五、作业反馈：1. 学生对自己的作业进行评价，分析作业完成情况及问题所在；2. 学生可将作业中遇到的问题及疑惑反馈给教师，以便教师进行解答和指导；3. 教师将对学生的作业进行评价，给出反馈和指导建议，并公布成绩。

通过本次作业，希望同学们能够进一步理解种群数量的变化概念和基本规律，掌握种群数量变化的三种基本模式，能够应用所学知识分析实际问题。

同时，通过收集实例和讨论生物多样性和生态系统稳定性的关系，希望同学们能够意识到生物多样性和生态系统稳定性的重要性，增强环保意识。

请同学们认真对待本次作业，提交作业时请附上姓名和班级，以便教师批改和反馈。

如果有任何问题，请及时与教师沟通，我们将竭诚为同学们服务。

作业设计方案（第二课时）一、作业目标：1. 理解和掌握种群数量变化的基本概念和规律；2. 能够运用所学知识，分析种群数量变化的实例；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。

2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。

知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似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，曲线则大致呈“J”型。

(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。

(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。

增长速率不随种群密度的变化而变化。

,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。

注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。

2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。

(2)实例：高斯的实验。

(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。

①K值：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称为环境容纳量。

a.不同物种在同一环境中K值不同。

b.当环境改变时生物的K值改变。

②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。

③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。

《种群数量的变化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解种群数量变化的观点和基本规律。

2. 掌握种群数量波动和增长的原因和影响因素。

3. 学会运用种群数量变化的模型和分析方法。

二、教学重难点1. 教学重点：理解种群数量波动和增长的原因，掌握种群数量变化的模型和分析方法。

2. 教学难点：运用种群数量变化的模型分析实际问题。

三、教学准备1. 准备教学PPT和相关图表。

2. 准备实验或模拟活动的材料和设备。

3. 准备案例或实际问题，供学生分析和讨论。

4. 提前与学生沟通，了解学生的学习基础和兴趣点。

四、教学过程：1. 导入新课：起首，我会介绍种群的基本观点以及种群密度等基本观点，然后引出本节课的主题——种群数量的变化。

通过提问和讨论的方式，引导学生思考种群数量变化的原因和影响因素，激发学生的兴趣和好奇心。

2. 实验观察：为了帮助学生理解种群数量变化的原因和规律，我将组织学生进行实验观察。

实验材料包括标志重捕法所需的各种数据表格、鼠妇等小型动物或植物。

学生需要记录每次捕捉的数量、时间和地点等信息，以便进行分析和统计。

通过实验观察，学生可以更加直观地了解种群数量变化的特点和规律。

3. 讲解种群数量变化的规律：在实验观察的基础上，我将详细讲解种群数量变化的规律，包括J型曲线、S型曲线、指数增长率和逻辑斯蒂增长模型等。

通过讲解，学生可以了解种群数量变化的内在机制和影响因素，为后续的学习打下基础。

4. 小组讨论：为了提高学生的自主学习能力和合作认识，我将组织学生进行小组讨论。

讨论的主题是“如何控制种群数量变化”，鼓励学生提出自己的观点和建议。

通过讨论，学生可以深入了解种群数量变化的影响因素和控制方法，为未来的学习和工作打下基础。

5. 教室小结：最后，我将对本节课的内容进行总结和归纳，强调本节课的重点和难点，帮助学生回顾所学知识，加深对种群数量变化的理解和掌握。

同时，我也将鼓励学生积极参与教室讨论和实验观察，提高学生的自主学习能力和团队合作认识。

第2节种群数量的变化课标内容要求核心素养对接尝试建立数学模型解释种群的数量变动。

科学思维—通过尝试建立数学模型表征种群数量变化的规律。

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。

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。

3．某些特定条件下可能出现种群爆发。

4．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。

五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1．计数方法：抽样检测法。

2．具体计数过程：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。

第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。

2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。

知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似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，曲线则大致呈“J”型。

(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。

(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。

增长速率不随种群密度的变化而变化。

,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。

注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。

2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。

(2)实例：高斯的实验。

(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。

①K值：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称为环境容纳量。

a.不同物种在同一环境中K值不同。

b.当环境改变时生物的K值改变。

②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。

③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。

《种群数量的变化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解种群数量的变化概念及基本类型。

2. 掌握种群数量变化的数学模型，理解数学模型在解释种群数量变化中的应用。

3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、教学重难点1. 教学重点：理解种群数量变化的三种基本模型（J型、S型和周期型）并能够应用这些模型解释现实生活中的种群数量变化。

2. 教学难点：建立数学模型，理解并应用这些模型解释现实生活中的种群数量变化。

三、教学准备1. 准备教学PPT和相关图表，包括J型、S型和周期型增长模型的图解。

2. 准备生物学实验材料，以便学生观察和分析种群数量的变化。

3. 提前与学生沟通，了解学生可能对种群数量变化存在的疑惑，以便在课堂上解答。

4. 安排一次课前预习测试，确保学生对相关知识有基本的了解。

四、教学过程：（一）导入新课1. 回顾初中所学种群的概念。

2. 引出问题：种群密度为什么时高时低？（二）新课内容1. 种群密度（1）概念：在单位面积或体积中种群内个体的数量。

（2）影响因素：气候、食物、天敌、传染病等。

2. 种群数量的变化类型（1）J型曲线：理想状态，不考虑环境因素的限制。

（2）S型曲线：受环境因素的制约，数量增长速度逐渐变缓。

3. 模型分析：萨顿的“种群数量变化模型”（1）展示萨顿的“种群数量变化模型图”。

（2）分析模型中各字母所代表的含义。

（3）通过模型分析理解课本P66的“问题探讨”。

4. 展示各种群数量变化的数据曲线图。

（1）分析曲线变化趋势。

（2）如何对未来的种群数量变化作出预测？（二）小组活动根据班级里所分的小组，布置不同难度的题目，要求小组内成员共同讨论并得出结论。

题目难度可根据学生的实际情况进行适当调整。

以下是一些可能的题目：1. 描述一个种群密度随时间变化的曲线图，并解释原因。

2. 在一个草原生态系统中，随着季节的变化，种群密度是如何变化的？请绘制一张图表进行说明。

3. 描述一个岛屿上昆虫种群密度的变化过程，并分析可能的原因。

《种群数量的变化》教学设计一、指导思想北师大肖川教授认为：“从学科角度讲，要为素养而教，学科及其教学是为学生素养服务的，而不是为学科而教，把教学局限于狭隘的学科本位中，过分的注重本学科的知识与内容，任务和要求，这样讲十分不利于培养视野开阔、才思敏捷并具有丰富文化素养和哲学气质的人才。

”生物学核心素养的形成不是自然形成的，而是以生物知识为载体，通过具有针对性的有效课堂教学逐步培育的。

美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，在我国高中生物课程标准中也把模型建构作为极为重要的研究方法收纳入了高中生物教学实践之中，其中数学模型是常见的模型方法之一二、教材分析《种群数量的变化》是人教版高中生物必修3第四章第2节的内容，本节课分为2个课时，第一课时的内容分别是“建构种群增长模型的方法”、“种群增长的J型曲线”、“种群增长的S型曲线”、“种群数量的波动和下降”，第二课时的内容“培养液中酵母菌种群数量的变化”探究实验。

本节课为第一课时。

本节课重点研究种群数量的变化，与《种群的特征》介绍最基本的特征——种群密度是密不可分的，同时种群数量的变化与种群所生存的环境条件，如天敌、食物等有着很大的关系，因而为第3节群落的特征和第五章生态系统的引出作了铺垫。

本节最后分析了影响种群数量变化的各种因素，意在培养学生的环境保护及正确的资源利用意识。

提高学生的社会责任感，养成正确的生命观念。

三、学情分析本课的学习主要是以探究构建数学模型为主，因此需要学生有一定的数学功底。

本册为高中必修3第4章的内容，对象是高二或高三学生，他们具有一定的数学能力，对这样的数学模型构建来说还是较有能力能够把握的，最多需要一些小小的提示。

因此，可以让学生进行小组探讨活动，而不用为他们讲解太多。

对于种群数量变化的几种形式则较易于理解。

同时，也需要学生对上一节课的知识掌握比较充分，才有利于这节课的进行。

四、教学目标知识目标：1. 说明建构种群增长模型的方法。