1.2 种群数量的变化 第1课时（教学设计）生物人教版2019选择性必修2

该高中生物学教学设计聚焦种群数量变化，核心知识点包括建构种群增长模型的方法及“J”形、“S”形增长曲线。课堂导入通过细菌繁殖问题（每20分钟分裂一代，计算数量），关联细胞分裂知识，搭建数学模型建构支架，衔接后续两种增长曲线的学习。 该资料以问题驱动探究，通过细菌繁殖、野兔入侵等实例引导建模，讲练结合落实科学思维与探究实践。课后作业结合曲线分析与实际应用，培养学生严谨求实的科学态度，助力教师高效达成核心素养目标。

1.2　种群数量的变化 第1课时 年级 高二年级 授课时间 1课时 课题 第2节　种群数量的变化 第1课时 教材分析 本节内容主要介绍了种群数量变化的模型，包括“J”形增长和“S”形增长。通过具体的实例和图表，帮助学生理解这些模型的建立方法和意义。教材通过细菌的繁殖、野兔的入侵等例子，展示了种群数量变化的不同模式，强调了资源和空间对种群增长的限制作用。本节内容不仅有助于学生建立生态学的基本概念，还能培养学生的科学探究能力和数据分析能力。 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.建构种群增长模型的方法。 2.种群的“J”形增长和“S”形增长。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。思考和讨论： 【问题探讨】 1. 第n代细茵数量的计算公式是什么？ 2. 72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 3. 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？如何验证你的观点？ 阅读相关内容，思考讨论并回答有关问题。 新知探究 一、建构种群增长模型的方法 二、种群数量的“J”形增长 三、种群数量的“S”形增长 【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。 【设问】 同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？建立种群增长模型的意义？ 一、建构种群增长模型的方法 【引导分析】通过细菌繁殖的例子，讲解建立种群增长模型的步骤：研究对象、提出问题、合理假设、数学表达、检验修正。 【过渡】在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？ 二、种群数量的“J”形增长 【思考讨论】 1. 这两个资料中的种群增长有什么共同点？ 2. 种群出现这种增长的原因是什么？ 3. 这种种群增长的趋势能不能一直持 续下去？为什么？ 【引导分析】“J”形增长的模型假设和表达式、了解“J”形增长的特点和条件。 【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？ 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 【设问】增长率和增长速率有什么区别？ 【设问】如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗? 3、 种群数量的“S”形增长 【设疑】种群“J”形和“S”形增长曲线之间主要差异是？ 【引导分析】种群数量的“S”形增长曲线分析 【过渡】对于同一个种群来说K值是不是恒定不变的？ 【设疑】K值与K/2值在实践中有什么应用？ 阅读教材相关内容，建构种群增长模型的方法的概念、计算公式、研究意义。 阅读教材，回答问题，明确“J”形增长的模型假设和表达式，了解“J”形增长的特点和条件。 阅读教材，明确三、种群数量的“S”形增长的形成原因、适用对象等知识点。 阅读教材，联系生活实践，讨论K值与K/2值在实践中的应用 课堂小结 板书设计 第2节 种群数量的变化 第1课时 1、 构建种群增长模型的方法 2、 种群的“J”形增长 3、 种群的“S”形增长 课后作业 1．有关下图的说法错误的是（　B　） A．A图是某人在饭前、饭后血糖含量变化曲线，引起c~d段快速下降的激素是胰岛素 B．B图中若P表示肾小管，则B可表示其中葡萄糖的含量逐渐升高 C．C图能正确表示唾液淀粉酶的作用与温度关系 D．D图表示的是在天然的草原生态系统中，狼由于某种疾病而大量死亡，较长时间内鹿群数量变化的曲线 2．在某退耕农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度与演替时间的关系如图Ⅰ所示。植物乙种群的种群增长速率如图Ⅱ所示。下列说法错误的是（　D　）    A．由图Ⅰ可知，演替前期甲的种群数量可能呈“J”形增长 B．图Ⅱ中c点时，植物乙种群的年龄结构为增长型 C．图Ⅱ中d~e时间段，植物乙种群数量仍在增加 D．演替过程中，植物丙的相对多度增加时，植物乙的种群数量一定会持续下降 03．某动物的种群密度过低或者过高都会导致种群数量呈现负增长。某动物种群的增长速率与种群密度之间的对应关系如图所示。下列叙述错误的是（　A　） A．当种群密度为a时，该动物种群的死亡率最大 B．在种群密度为c时捕获可持续获得较大捕获量 C．种群密度大于d时，该动物种群的出生率小于死亡率 D．若增大该动物种群生存的环境阻力，则b点向右移动 4．如图所示，曲线a、b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是（  A  ） A．种群密度为c时，曲线b代表的种群个体间种内斗争最剧烈 B．依据曲线b，人工养殖鲫鱼时种群密度中等较为适宜 C．种群密度超过c时，存活率下降与种内斗争加剧有关 D．曲线a代表的种群一般营养级较高、个体体型较大 二、解答题 5．为了研究和保护我国某自然保护区内的野生哺乳动物资源，研究人员采用红外触发相机自动拍摄等技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据。回答下列问题： (1)研究人员对保护区内的灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察，并统计了这些灰松鼠的存活情况，结果如图1。所观察的这些灰松鼠不能构成一个种群的理由是 。 (2)与标记重捕法相比，红外触发相机自动拍摄技术调查方法的优点有 （答出两个方面即可）。 (3)图2是科研人员对甲、乙、丙三个地区的雪豹种群数量特征进行调查的结果。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应大（9-13龄）、中（5-8龄）、小（1-4龄）、幼（0-1龄）四个年龄等级（雪豹最长寿命13年左右）。请预测此后一段时间， 地区雪豹种群数目将减少。 (4)图3表示某地区雪豹出生率和死亡率的比值变化（R=出生率/死亡率），b-c段时间该种群数量变化最可能是 。如果在d时间，少量雪豹从其它地区迁入该地区，则该地区雪豹的K值 （增大/减小/基本不变），原因是 。 【答案】(1)种群是指同一区域内同种生物的全部个体，所观察的这些灰松鼠不是全部个体 (2)对野生动物的不良影响小；调查周期短，操作简便 (3)甲 (4) 先增加后减少 基本不变 K值是由环境资源量决定的，与迁入率无关 【分析】标记重捕法：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。 【详解】（1）种群是指同一区域内同种生物的全部个体，根据题干“对保护区内的灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察，并统计了这些灰松鼠的存活情况”可知，所观察的这些灰松鼠不是全部个体，故不能构成一个种群。 （2）标记重捕法需要对动物进行2次捕获和1次标记，所需步骤较多，时间较长，且对于有些动物（如猛禽和猛兽）不适用，而红外触发相机自动拍摄技术不需要相关操作，对野生动物的不良影响小，且调查周期短，操作简便。 （3）由图2可知，甲地区雪豹种群老年个体较多，幼龄个体较少，年龄结构类型为衰退型，所以一段时间后，甲地区雪豹种群数目将减少；乙地区雪豹种群年龄结构类型为稳定型；丙地区雪豹种群年龄结构类型为增长型，所以一段时间后，丙地区雪豹种群数目将增加。 （4） R=出生率/死亡率，不考虑其他因素，若R>1，说明出生率>死亡率，种群数量会增大；若R=1，说明出生率=死亡率，种群数量相对稳定；若R<1，说明出生率<死亡率，种群数量会下降。b-c段时间，R值由大于1逐渐下降到小于1，所以该段时间内雪豹种群数量变化可能是先增加后减少。K值（环境容纳量）是由环境资源量决定的，与迁入率无关，故如果在d时间，少量雪豹从其他地区迁入该地区，该地区雪豹的K值基本不变。 教学反思 本节课基本达了课程标准为指导的教学目标，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。教学过程中，始终坚持以问题为导向，采用讲练结合的教学方法，利用多媒体展示图片引导学生进一步的思考，让知识更加具有完整性，讲完每一个知识点后紧跟练习，能够加深学生对知识的理解和应用，并及时给予答案反馈，使学生内心具有成就感，从而对生物学知识产生更浓厚的兴趣与期待。 / 学科网（北京）股份有限公司 $