资源简介

《种群数量的变化》教学设计
一、教学目标
1. 知识目标
- 解释种群的数量变动。
- 尝试建立数学模型，解释种群的数量变动。
2. 能力目标
- 能够正确使用显微镜，血球计数器对酵母计数。
- 尝试利用数学模型解释当地的环境问题。
3. 情感态度价值观
- 关注人类活动对种群数量变化的影响，形成可持续发展的观念。
二、教学重难点
1. 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. 难点
- 建构种群增长的数学模型。
三、教学过程
1.种群的“J”形增长
⑴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理想条件下。（种群的“J”形增长在理论上是存在的，一般在实验室条件下或当一个种群刚迁入新环境时可能出现，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源和空间不可能是无限的。）
⑵数学模型
①数学公式：Nt=N0 .λt （N0表示该种群的起始数量，t表示时间， Nt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）。
②种群的增长率＝λ－1，“J”型曲线增长率是不变的。
③曲线图:
⑶特点：增长率大于1并且不变，增长速率增加。种群数量以一定倍数连续增长。
2.种群的“S”形增长
⑴产生原因：自然界的空间和资源总是有限的。
种群的数量呈“S”形增长，这是由于随着种群数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，（天敌数量增多），导致出生率降低，死亡率升高。
⑵环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
①K值不是一成不变的:K值会随环境改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值可能会下降；当环境条件状况改善时，K值可能会上升。
②在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的，会在K值附近上下波动。
③K值不是种群数量的最大值:种群数量所达到的最大值可能会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境条件已遭到破坏。
⑶数学模型：
⑷特点: ①种群数量达到K/2时，增长速率最大；种群数量达到K值后，将保持相对稳定（此时种群增长速度为0）。
②出生率与死亡率的差值最大的时候，种群增长最快，此时对应的种群数量为K/2；出生率等于死亡率时，种群不再增长，种群达到K值。
3.“J”形增长曲线和“S”形增长曲线综合
⑴图中b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
⑵图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。
4.种群数量波动的影响因素
①非生物因素：如水分、温度、阳光等因素在特殊情况下能影响种群的出生率和死亡率，进而影响种群数量的变化。
②生物因素：主要是种群特征和种间关系的影响。
5.种群数量的变化形式：增长、下降、波动和稳定。
受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动中。
当种群长久处在不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧下降。种群的延续需要以一定的个体数量为基础，当一个种群数量过少，可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
6.种群研究的意义：有利于野生生物资源的合理利用和保护；有助于有害生物的防治。
培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理：用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。
2.血细胞计数板 (如下图所示)
血细胞计数板每个大方格的面积为1 mm2，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。
血细胞计数板有两种规格，如图所示，对于16 ×25的规格而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25 x16的规格而言，计四角和正中间的（共5个）中方格共计80个小方格中的个体数量。
3.计算方法：设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。
4.计数方法：对一支试管中的培养液中的酵母菌计数，可以采用抽样检测的方法：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。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。
5.实验结果：增长曲线的总趋势是先增加（S形），后降低。原因是在开始时培养液中的营养充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌种群数量的不断增多、营养消耗、pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
6.注意事项：①显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计数相邻两个边及其顶角的酵母菌。②从试管中吸取培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡数次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。③若酵母菌过多，应将吸取的培养液进行定量稀释后再计数。
④本实验不需要设置对照实验，因为酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照；该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量减少误差；若每个小方格内酵母菌数量过多，需要重新稀释培养基再计数
1. 教法与学法
- 教法：为了突出重点，突破难点。我采用了“三疑三探”的授课模式来完成所定的三维目标，同时采用多媒体教学为辅的手段。充分调动学生以自主学习为主，培养学生交流，合作能力，提出问题，发现问题和解决问题的能力。
- 学法：自学、合作、探究。
2. 教学过程
- 设疑自探：首先教师创设问题情境，激发学生学习兴趣，学生在课前以预习题案为依据进行预习，总结自探提纲，教师归纳、总结自探提纲，并给有贡献的小组加分并鼓励，此节归纳自探提纲4点：
- 说明建构种群增长模型的方法，及其步骤？
- 种群的数量是怎样变化的？
- 什么是环境容纳量？
- 影响种群数量变化的因素有哪些？
- 解疑合探：在完成设疑自探的基础上，各小组学生围绕自探提纲，进行解疑合探，在学科组长的安排下有序尽心，对难点进行探讨整理，达成共识并进行展示，展示结束后，按分工逐题进行评价，教师强调补充，归纳，教师利用评分榜计分，尤其对提出不同见解的其他学生要双倍加分。经过此过程基本完成教材中主干知识（完成“J”、“S”型曲线及相关知识）。
- 质疑再探：给予学生反思时间。启发学生提出更有价值的问题，我采用了学生直接质疑，全班学生争相解答，对解决不了的问题教师直接解答，或引导学生课下带着兴趣探究。
- 运用拓展：为了检验教学效果，巩固知识，我结合本节重点、难点和易混点等知识内容出示背景材料引导学生遍题，在此环节中对及时编题，抢答者加分鼓励。
四、全课总结
学科组长对此节课进行评价，评价出本节课的展示之星，评价之星，质疑之星及诺贝尔小组。
五、教学反思
“三疑三探”的教学模式，尽最大努力把课堂交给学生，学生成了学习的主人，更好的完成知识迁移，在教学过程中一定有这样或那样的问题。

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