1.2 种群数量的变化（教学设计）-【上好课】高二生物同步高效课堂（人教版2019选择性必修2）

第1章 种群及其动态 第2节　种群数量的变化 年级 高二年级 授课时间 3课时 课题 第1节　种群数量的变化 教材分析 本节教材包括三部分内容。第一部分是建构种群增长模型的方法；第二部分是种群数量的变化情况，包括种群的"J”形增长、种群的"S"形增长、种群数量的波动；第三部分是探究培养液中酵母菌种群数量的变化。建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点，这方面的内容又主要集中在本节。因此，教材将如何建立数学模型放在突出的位置。 于种群的数量变化，教材介绍了四种情况："J"形增长、"s"形增长、波动和下降。应当注意的是，教材以问题串的形式揭示了这四种情况之间的内在联系。 “探究实践”-“培养液中酵母菌种群数量的变化”，是一项有着多方面意义和价值的探究活动。这项探究在写法上给学生留出了较大的自主探究空间，包括讨论探究思路、制订计划、实施计划、分析结果、得出结论、表达和交流等，教材中只给予了必要的提示，以期培养学生的探究能力。由于这项探究所需的时间较长（7天以上），教材将它编排在本节知识性内容之后，未穿插在课文之中。教师可以在完成本节知识内容教学之后单独安排。 教学目标 1．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。 2．举例说明种群的"J”形增长、"S"形增长、波动等数量变化情况。 3．阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 教学重、难点 1.教学重点 （1）建构种群增长模型的方法。 （2）种群的"J"形增长和"S"形增长 2.教学难点 建构种群增长的数学模型。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 引入新课 播放黄河三角洲国家级自然保护区视频，介绍东方白鹳生活情境，气候变化会对鸟类的种群数量变化产生较强的影响。提供天气条件与鸟类的种群数量的关系数据，提出问题引发学生思考和讨论： 研究者通过什么方法来分析鄱阳湖30年越冬东方白鹳种群数量的年际变化与气候变化的相关性及时滞效应？ 通过构建基于越冬地气候条件的种群数量变化模型。 进一步引出建构种群增长模型的方法的学习。 学生观看视频，探究思考并回答相应问题。 思考在进行种群数量变化研究时有些什么方法。 新课教学 一、建构某种细菌种群的增长模型 【回顾与思考】 引导学生回顾高中生物中学习过哪些模型？归纳模型概念，总结模型类型。 介绍数学模型的类型，引导学生联系实践，加深对数学模型的理解。 提出问题“怎样用数学模型解决生物学问题呢”引物下一环节。 【任务一：建构某种细菌种群的增长模型】 学生阅读书本问题探讨。提出一系列问题，引导学生争对情境进行讨论。 1. 填写下表：计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。 2.假设细菌初始数量为N0，第n代细菌数量的计算公式是什么？ 设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌数为第一代，数量为N0×2，第n代的细菌数量为Nn＝N0×2n。 3. 72 h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ N0= 1 n＝ 60 min × 72 h ÷ 20 min＝216 Nn＝1×２n ＝2216 4. 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。 5．在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？ 分析其原因。 不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。 6．曲线图能更直观地反映出种群的增长趋势，但是同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 同数学公式相比，曲线图表示的模型不够精确。 通过实例，引导学生归纳出构建种群增长模型的研究方法。 学生回顾课本相关内容，明确高中生物中三种模型。理解数学模型可以用数学公式或者曲线图表示。 学生阅读书本问题探讨”，完成老师提出的问题。 学生通过教师的引导，在假设的前提下得到第n代细菌的数量为Nt=2n，并在教材中相应位置完成绘图。 通过实例，学生归纳出构建种群增长模型的研究方法，总结建立数学模型的一般步骤:提出问题一作出假设一建立模型一检验或修正模型。 【习题巩固】 1．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，某同学在分析某种细菌（每20分钟分裂一次）在营养和空间没有限制的情况下数量变化模型时，采取如下的模型构建程序和实验步骤，你认为建构的模型和对应的操作不合理的一组是（） A．观察研究对象，提出问题：细菌每20分钟分裂―次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？ B．提出合理假设：资源空间无限时，细菌种群的增长不会受种群密度增加的制约 C．根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达：Nn=2n D．进一步实验观察，对模型进行检验修正：根据Nn=2n画出数学曲线图 【答案】D 【详解】A、建立数学模型的一般