2023-2024学年人教版选择性必修21-2种群数量的变化—“J”形增长（教案）.docx

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1、种群数量的变化-“J”型增长学科内容学习目标L通过对资料的分析，认识到福寿螺在理想的生态环境状态下，种群数量能保持稳定增长，初步形成种群的稳态与平衡观，进一步形成生物与环境之间相互影响、相互作用的生态观。（科学思维、生命观念）2 .通过建立数学模型探究福寿螺种群数量的变化特点，并能分析和解释影响这一变化规律的因素。（科学思维、科学探究）3 .关注外来入侵物种对我国生态系统的影响，对我国生物入侵物种的防治措施提出合理建议。（社会责任）技能训练目标1 .1）11：采用问题中心式重点训练讲解技能。2 .辅训：采用情境创设训练导入技能，以问题链的形式训练提问技能。教学过程时间教师行为预设学生行为教学设

2、计意图新课导入O.5min一、创设（一）利用量的变化【展示】福情境，导入新知入侵生物一福寿螺寿螺产卵图和资料I引入种群数I。观察图片，边阅读资料边聆听讲解，思考问题并尝试回答。讲解结构：联系生活实际，创设情境，激发学生的学习兴趣，引起学生对入侵物种的关注，启发思考。问题中心式讲解：1.引出问题福寿螺入侵中资料1：福寿螺，原产于南美洲亚马逊河流域,01981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，对生态环境造成巨大危害。在2003年被国家环保总局列为首批入侵中国的外来物种之-。【讲解】介绍福寿螺作为我国入侵物种的基本信息。【提问】福寿螺入侵中国后，其种群数量国后，其种群是怎样变化的？数量是

3、怎样变【板书】种群数量的变化化的？二、讲授新知阅读资料，获（一）分析福寿螺入侵中国后的生长环境取关键信息。通过资料分特点思考讨论问题析，认识到入【展示】资料2并尝试回答：侵物种福寿螺传料2：1.气候适宜；对我国生态环讲授新知6.5min福寿螺自1981年引入广东后又流入其他省份。福寿螺食量大，咬食水稻等农作植物，能造成严重减产。因每只雌煤可年产卵万粒左右，繁殖量惊人,可造成其他水生物种灭绝，极易破坏当地生态系统。【提问】福寿螺入侵中国后，哪些因素利于它大量繁殖？【总结】依据学生的回答总结出：福寿螺在理想状态下能大量繁殖。【板书】L条件：理想状态【过渡】探究福寿螺在理想状态下种群数量的变化。2.

4、食物和空间充裕；3.没有天敌和其他竞争物种。境的危害，培养学生社会责任意识。2.明确标准：以福寿螺数量的变化是在理想状态这一条件下进行种群（二）构建福寿螺种群数量变化的曲线图变化的探究。【展示】资料3资料3:在理想状态下福寿螺一次产卵约200个，一年可产卵2040次，一代成熟时间约为20天。获取资料3的信息，并动手【任务】依据资料3的信息，计算一个福计算完成表寿螺不同代数的繁殖数量并完成表格。格。Il时间/天20406080100f繁殖数/个21(F410481061.61093,210n【提问】如何用数学方程式表示繁殖数量依据计算结果（N）和繁殖代数（n）的关系？的规律总结并3.选择方法：【

5、讲解】数学方程式并不能直观的看出福回答：N=200n选择构建数学寿螺种群的变化。模型的方法。【提问】如何直观地反应出福寿螺种群数思考问题并回量变化和增长趋势？答：曲线图。引导学生构建【讲解】构建曲线图的方法：需要依据表数学模型，培格中的数据设定其横、纵坐标，表中的每聆听构建曲线养科学思维。个数据对应一个点，5个点连成一条曲图的方法，尝线。试自己动手构设定：横坐标为时间/天建福寿螺种群纵坐标为种群数量/108个。数量变化的曲【任务】构建福寿螺种群数量变化的曲线线图。4.解决问题图。“J”形增长【活动】挑选一名同学代表上黑板展示曲学生代表上黑曲线的构建。线构建的过程。板画曲线。【展示】对学生构建的

6、曲线进行评价。培养学生自主35画图的能力。2SI/加深学生对220/形曲线Zis105/J的理解。r2040601120时网/大(三)“J”型增长曲线的特点【提问】福寿螺种群数量的增长曲线图走势呈什么形状？【板书】2.特点：呈形【结论】在理想状态下，种群数量的增长曲线呈“J”形。【强化】“J”形增长是物种在理想状态下数量迅速爆发的一种增长方式。【板书】2.特点：快速增长观察曲线走势，思考问题并回答：呈“J”形。5.得出结论在理想状态下，种群数量的增长呈“J”形。归纳总结得出结论，突出重点，达成科学探究的目的。I【提问】种群型增长曲线能一直持续下去吗？【展示】新闻资料。农业农村部召用卜来入侵物种

7、福寿螺防控现场会，推进外来入侵物种治理工作思考问题并回答：不能。A央广M北亭吓L扁$杆月2H衣让衣:黎在#匕稠右A七哨结束Imin职召开外来人融翔构SIwWS迎施会S结交丽控工作遇*酬i幽S外来人AE*)侵福,自建工作.联系新闻资料思考影响“J”型增长曲线的因素。聆听并思考查阅相关资料并提出建议通过提问引发学生思考，为“S”形增长曲线的学习做铺垫。课后拓展，达成社会责任目标。【讲解】现实生活中，“J”型增长曲线的条件难以成立，会有各种因素干扰。【思考】如果“J”形增长的种群在资源、空间等方面受到限制，种群的增长曲线会发生什么变化？【课后活动】课后查阅资料，为我国生物入侵物种的防治措施提出合理建

8、议。设计思路说明本教学片断选自人教版高中生物选择性必修二生物与环境第一章第二节“种群数量的变化”的部分内容，是第一节种群的特征”的延续，也为后面学习“S”形增长曲线奠定了基础，起到承上启下的作用。本节课的授课对象是高二学生。学生们已经具有种群的概念和特征等知识储备，且具有一定的探究和数学建模的能力，但抽象思维还有待提高，自主构建种群增长曲线还需要教师的进一步引导。因此利用数学模型构建“J”形增长曲线是本节课的难点。2017年版2020年修订普通高中生物学课程标准指出为帮助学生达成对选择性必修课程概念2的理解“生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过

9、自我调节保持相对稳定的状态”促进学生学科核心素养的提升，应通过教学使学生能够运用数学模型表征种群数量变化的规律，分析和解释影响这一变化规律的的因素。采取问题中心式讲解技能可引导学生构建数学模型，发展科学思维和科学探究的能力，从而理解“J”形增长是物种在理想状态下迅速爆发的一种增长方式。首先创设情境，导入新课，以福寿螺入侵中国的资料进行讲解，引出本节课的中心问题“福寿螺入侵中国后，其种群数量是怎样变化的？”O组织学生通过分析资料讨论得出福寿螺入侵中国后利于它大量繁殖的因素是“气候适宜，食物和空间条件充裕，没有天敌和其他竞争物种”O在此基础上明确标准以福寿螺种群数量的变化是在理想状态这一条件下进行

10、探究。接着引导学生选择构建数学模型的方法，即利用数学方程式N=200”精准计算福寿螺的种群数量，以及借助曲线图直接观察福寿螺种群数量的变化从而解决问题,再通过提问“福寿螺种群数量的增长曲线走势呈什么形状”引导学生得出“在理想状态下，种群的增长曲线呈J形”的结论，同时讲解“J”形增长是物种在理想状态下迅速爆发的一种增长方式，强化学生对“J”形增长的理解从而完成新知教学。最后以问题探讨“J形增长曲线能一直持续下去吗？”“种群数量的增长曲线会发生什么变化”和课后思考活动“课后查阅资料，为我国生物入侵物种的防治措施提出合理建议。”结束本节课的教学，为下次课做好铺垫。附录：教材生物学选择性必修生物与环境

11、第2节种群数量的变化Q向HL探讨缅津繁殖产生的后代数我们的手上难免诂染细菌细菌的繁猿速率很快,因而我们要常洗手假设在管界和生存空间没有限制的情况T.某种仙菌每20min就通过分裂繁殖一代讨怆1 .第;!代M蔺数量的计算公式是什么？2 .72h后,由一个仙笛分裂产生的用菌数量是多少？本节聚焦怎样曼拘料群增长的模型？加笋的数量是怎样变化的？3 .在一个均等*1中，加菌的数量会一Jt按照这个公式描述的通势增长吗？如何验证你的晚晨？描述、解释和预测种群数St的变化.常常需要建立数学模型。在上面的“问题探讨”活动中,你已经芸试对某种细菌种群的数量变化建立数学模型。建构种群增长模型的方法知科学方法建立数学

12、模型（以“同题抵计”中的去材为例）：数学楼更是刖束粕述一个系统所宅的性及的收芋希虬C建立敕孕模熨一般包括以下步减研究实例帽第街JOmm分裂一次.怎得计算!IBl何代后的敷在费源和生存空同设有制的条件下.种群的41长不会受斡S密度增加的彩NKN代豪细0，表示第几代.统计敷,财己所立的更进行整险或修正研究方法事*Qtt.提出向提出合理的假设用适当彷敛学栏式对事物的住三行达，.文Ik学发更J看过进一步实验或现察等,对模曼进行检船或修正0 20 40 60 80 100120140160180 时间tnmAffl-细第肿群的增长曲线同数学公式相比，曲线图表 示的模型有什么局网性？下而请你算出一个细菌产

13、生的后代在不同时间（单位为min）的数址.并填入下表，然后以时间为横坐标.细着数粒为纵坐标.画出细菌种群的增氏曲线（图1-4）。BtHZmin20406080100120140160180细函数*/个这样的曲线图是数学模巾的另一种衣现形式.同数学公式相比.它能更直现地反映出种群的增长趋势，你所得出的公式和增长曲线,只是对理想条件下细的数量增长的推测在自然界中,种群的做量变化情况是怎样的呢？分析自然界种群增长的实例资料11859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔让他没有想到的是,一个世纪之后.这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草,还喷哦树皮.

14、造成植被破坏,导致水土流失。后来,人们引入了黏液痛病毒才使野兔的散址得到控制资料220世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿。19371942年,这个种肝数量的增长如右图所示。讨论I这两个资料中的科科增长有什么其AA?0IWI9381939ll（MI1942*年份某岛的坏赖律种群数fit的增长曲线2 .种鼻出现这种增长的原因是什么？3 .这种料料增长的继势能不能一JUI续下去？为什么？J种群的bJw形增长通过上述两个实例可以看出.自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数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形增长。“J”再增长的敕学模里(