2019-2020年高中生物 4.2《种群数量的变化》同步教案 新人教版必修3

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》教学设计新人教版必修3一、课题名称：人教版高中生物必修三第四章第二节《种群的数量的变化》二、教学目标：1 、知识与技能：①解释种群数量增长的一般规律。

②说明建构种群数量增长数学模型的方法。

2 、过程与方法：①通过各种形式的活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。

②运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题。

3、情感态度与价值观目标：①认同数学模型在科学研究中的应用。

②参与濒危生物保护措施与生物入侵防范措施的讨论，关注人类活动对种群数量变化的影响。

三、指导思想：1.教材分析：本节内容出现在人教版高中生物必修三“稳态与环境”模块第四章“种群和群落”第二节，教材从以下三各方面组织学习内容：1）建构种群增长模型的方法；2）种群数量的变化情况；3）探究活动——培养液中酵母菌种群数量的变化。

其中，建构数学模型的方法是必修三模块乃至整个高中生物学中科学方法训练的重点之一。

2.学情分析学生在必修一第一章学习“生命系统的结构层次”是已经知道了种群的概念，通过本章第一节的学习进一步明确其概念，并认识了种群密度等数量特征。

这为本节课分析影响种群数量变化的因素奠定了知识基础。

在高中数学课学生学习过指数函数和坐标图的绘制，这为数学模型的建构奠定了能力基础。

3.教学条件分析：“培养液中酵母菌种群数量的变化”这一探究活动所需时间在7天左右，需要马铃薯培养基、酵母菌菌种，以及恒温培养箱、血球计数板和高压蒸汽灭菌设备。

受实验设备、教学时间所限，我将此实验调整为生物兴趣小组在课前完成实验，然后由小组成员在课堂上进行汇报。

4.教学指导思想及理论依据：本节课体现了探究性教学的理念：用兴趣小组的实验结果牵引出本节课的主题，同时激发学生的学习动机；各种科学研究实例都不直接呈现结论而是引导学生开展讨论分析；学生在环环相扣的任务中逐渐建构起种群增长模型，最终运用所学的知识来解释兴趣小组的实验结果。

模型构建法是新课程、新教材中提出的新的科学方法，而数学模型又是是高中阶段模型构建法的难点。

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
教学目标
知识目标：1．说明建构种群增长模型的方法；
2．掌握种群数量变化的“J”型曲线和“S”型曲线。

能力目标：1、通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

2、用数学模型解释种群数量的变化。

情感态度价值观：关注人类活动对种群数量变化的影响。

教学重点
掌握种群数量变化的“J”型曲线和“S”型曲线。

教学难点
建构种群增长的数学模型。

教学过程
分析讨论：简述大草履虫的总数量的变化规律？说明为什么会呈现这种变化规律？
提示：
①B点：出生率死亡率
D点：出生率死亡率②数量增长最快的是
段。

③CD段增长速度变慢的可能
原因
变化规律：
原因：
算公式为：增长速率=（现有
个体数－原有个体数）/增长
时间。

曲线斜率的生物学含义代表着
增长速率，它是如何随时间而
变化的呢？
1．S型增长种群，当种群数
量达到______时，增长速率最
大。

2．请尝试构建种群增长速率
与时间的数学模型。

K/2。

第2节种群数量的变化一、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、课时安排1四、教学过程〖引入〗在第一节中，我们学习了种群数量的影响因素，大家看“问题探讨”，思考讨论准备回答。

〖提示〗1.Nn=2n,N代表细菌数量，n代表“代”。

2.N=2216。

3.细菌数量不会永远按这个公式增长。

可以用实验计数法来验证。

〖问题〗再以“本节聚焦”引起学生的思考和注意力。

〖板书〗一、建构种群增长模型的方法〖学生活动〗学生阅读并完成P66图4-4 细菌种群的增长曲线。

〖旁栏思考题1〗生思考回答师提示。

〖提示〗不够精确。

〖问题〗在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？〖答并板书〗1.种群增长的“J”型曲线〖学生活动〗阅读P66第三段到第五段。

〖板书〗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。

〖旁栏思考题2〗生思考回答师提示。

〖提示〗①食物和空间田间充裕；②气候适宜；③没有天敌等。

〖板书〗“J”型增长的数学模型N t=N0λt〖问题〗“J”型增长能一直持续下去吗？〖板书〗2.种群增长的“S”型曲线〖学生活动〗阅读P67并完成“思考与讨论”。

〖提示〗1.对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。

2.从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，①如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；②室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；③养殖或释放它们的天敌，等等。

〖旁栏思考题3〗生思考回答师提示。

〖提示〗同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。

《种群和生物群落》教学案例一.教学策略本节内容较为抽象，理论较多，传统的教学课堂枯燥无味，效果较差，本节设计运用诱思探究理论，以学生为主体，教师为主导，问题为主线，思维为主攻的探究型教学模式，培养学生的科学探索意识和创新精神。

在教学中把新闻带进课堂，引入小故事激发学生的学习兴趣，将有关的实际问题带入课堂，引发学生的思索，改变传统的教学观念，设计的独到之处还有：给学生信息让学生自己画图，把J型和S型曲线的绘制交给学生，层层深入让学生真正的参与课堂，把教师的一言堂改革成众人堂，传统的授课方式改革为探究式的课堂。

以教师提供素材，组织引导学生积极思考、讨论、理论联系实际、动手动脑等活动，最后由师生共同总结的形式进行。

二.教学目标（一）知识目标1.掌握种群的特征对种群数量变化的影响；2.了解影响种群数量变化的因素3.掌握J型曲线和S型曲线的成因，特点及图像4.了解研究种群数量变化的意义（二）能力目标1.培养学生分析归纳问题的能力2.训练学生应用知识、解决实际问题的能力3.培养学生识图及作图的能力（三）德育目标1．通过对种群动态规律的研究，指导学生懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义，从而进一步树立环保意识。

2．通过对种群特征的学习，使学生进一步理解和自觉宣传我国的计划生育政策。

三.教学重点、难点1．种群的特征及对种群数量变化的影响。

2．种群数量的变化曲线四、教具准备：自制多媒体教学课件五.教学内容六．板书设计种群的特征(一)种群的特征迁出种群数量种群密度出生率死亡率迁入反映直接决定（+）（—）(二)种群数量的变化 1. J 型曲线（1） 条件 （2） 公式 （3） 图像 2. S 型曲线（1） 条件 （2） 图像 七．教学反思在本节生物教学中充分体现了以学生为主体，教师为主导的探究型教学思想，收到了良好的教学效果（一） 引入新闻，激发兴趣生物是一门发展型的学科，及时在课堂上引入有关的新闻，可以激发学生的兴趣，拓宽学生的知识面。

2019-2020年高中生物4.2《种群数量的变化》同步教案新人教版必修3(1)一、教学目标一•知识方面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。

二•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。

三.能力方面1. 尝试建立数学模型。

2. 用数学模型解释种群数量的变化。

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、教学策略首先，教师要领会和把握好本节的教学要旨。

课程标准关于本节的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，并提出了相应的活动建议“探究培养液中酵母种群数量的动态变化”。

显然，引导学生用数学方法解释生命现象，揭示生命活动规律是本节教学策略的着眼点。

其次，教师应对数学模型及其教育价值有一个基本的认识。

数学模型是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。

在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。

引导学生建构数学模型，有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力；同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质。

再次，在教学中，可以循着现象T本质T现象，或者具体T抽象T具体的思路，通过分析问题T探究数学规律T解决实际问题T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。

本节教学可以从教材提供的“问题探讨”延伸开去：细菌的繁殖速度很快，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，在短时间内，细菌的种群数量就能达到一个天文数字。

在已有数学知识的基础上，学生不难得出n代细菌数量的计算公式。

教师可直接要求学生完成教材第66页上表格，并依据表中的数值，画出细菌种群的增长曲线，让学生感受到生物现象和规律可用数学语言(公式和曲线图)表达出来。

当然，有条件的学校，也可预先将教材中的探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”作为研究性学习的课题，让学生在课外进行研究，在学生研究的基础上再进行本节内容的教学。

学习目标核心素养１．掌握建构增长模型的方法２．理解种群数量变化的“J”型和“S”型曲线３．结合探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群数量变化的数学模型１．通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳态与平衡观２．通过“J”型增长和“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力３．通过“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的学习，掌握实验设计与实施及对实验结果的交流与评价能力４．通过研究种群数量变化及对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用等，形成关注社会，主动承担社会责任的态度一、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、种群增长的“J”型曲线１．含义理想条件下的种群，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，大致呈“J”型。

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（年），N t表示t年后该种群的数量，λ表示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．条件：自然界中的资源和空间总是有限的。

２．形成原因３．K值又称环境容纳量，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。

４．应用建立自然保护区，提高其环境容纳量是保护大熊猫的根本措施。

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

（２）人为因素：种植业、养殖业的发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。

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。

３．研究意义（１）有害动物的防治。

（２）野生生物资源的保护和利用。

（３）濒危动物种群的拯救和恢复。