种群数量变化

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1、种群数量的变化江苏省羊尖高级中学程锐创一、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、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

2、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。四、教学过程屏幕显示：《中国水利网》宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦所带来的水体富营养化，让越来

3、越多的水中生物痛失“家园”。《国家地理》在几百年前，金丝猴在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500～600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。我国人口出生率和自然增长率分别由1970年的3.343%和2.583%，下降到2002年的1.286%和0.65%。师：以上无论是动物，还是植物，还是人的实例描述的都是一类问题，同种生物的数量变化，那就是种群数量的变化，种群数量变化的研究对于我们的生活、生产，对社会和整个自然界都有许多重要的意义。课题：种群数量的变化（板书）讨论：从以上事例，我们研究

4、种群数量的变化有什么意义呢？（学生讨论回答）我们最大的愿望就是让生物和环境和谐统一，实现人和自然的和谐发展。师：实例：以前农村医生用的针头在使用前要放在沸水中煮一段时间，然后放在一定浓度酒精中后才能使用，为什么？学生思考，回答：细菌污染。师：当有细菌污染后，哪怕是只有一个细菌，在培养基上也会在很短的时间内形成大量个体，我们把他叫作菌落。实际上由某个细菌形成的菌落就是指的一种细菌的种群。（图示：菌落）。那么一个细菌怎么变成一个种群呢？（繁殖）。那是细菌种群数量的增长，如果在某个培养基上长时间培养，种群数量会怎样变化呢？（学生讨论回答，老师总结。）我们先来探

5、究种群数量的增长这种变化。细菌的繁殖是一种二分裂生殖。有的细菌每20分钟就繁殖一代，我们就以这样的细菌作为观察对象进行研究。板书：观察对象师：这样，其实就是开始了一种研究种群数量变化的方法。讨论：如果在营养和生存空间等条件都适宜的情况下，细菌会增殖为多少？以每20分钟繁殖一代计算。完成表格：（学生讨论完成）时间分钟20406080100120140160180细菌数量实际上我们刚才的工作是对特定环境下细菌种群增长的假设。板书：合理假设进一步讨论：N表示细菌数量，n表示繁殖产生细菌的代数，写出n代细菌数量的计算公式。同时以表格中得到的数据，以时间为横轴，以

6、数量为纵轴，画出细菌种群数量增长的曲线。学生讨论完成，并展示成果。数学公式：N=2n坐标图曲线屏幕显示。师：当我们得到方程式或者曲线图的时候，实际上是试图在用某种恰当的数学形式来表达种群增长的实质，我们把这样的环节叫做数学表达。板书：数学表达师：用方程式可以比较简单的计算细菌的数量，用曲线能更加直观地反映出种群数量增长的趋势。进一步讨论：能不能根据细菌增长的方程式推导成一个反映一般的种群和细菌种群增长类似的种群增长的方程式？师：Nt表示t年后该种群的数量。种群的起始数量不是1而是以N0表示起始数量。每繁殖一代的时间是确定的，用t表示为时间（不是第几代，而

7、是第一个20分钟，第二个20分钟，就是第几个繁殖期），λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。学生讨论完成，并展示成果。Nt=N0λt一个反映一般的种群增长的方程式。师：其实得到的仅仅是一种可能的种群增长方程式，实际上是不是这样的，我们还不知道，要回答这个问题，我们必须进入下一个步骤，就是检验和修正。板书：检验、修正师：如果我们的实验得到的方程式和曲线符合假设，那么我们的假设就成立。如果不符合，那么我们的假设就有问题，需要重新假设。有学生做了这样的实验：利用进行分裂生殖的单细胞的原生动物草履虫做实验，使用提纯的草履虫种群放在50ml的烧杯中，用稻草秸杆溶

8、液培养，每天进行观察，并记数、作好记录，每天记数、记录后马上进行分装到更大的容器