資源簡介

《種群數量的變化》教學設計
一、教學目標
1. 知識目標
- 解釋種群的數量變動。
- 嘗試建立數學模型，解釋種群的數量變動。
2. 能力目標
- 能夠正確使用顯微鏡，血球計數器對酵母計數。
- 嘗試利用數學模型解釋當地的環境問題。
3. 情感態度價值觀
- 關注人類活動對種群數量變化的影響，形成可持續發展的觀念。
二、教學重難點
1. 重點
- 嘗試建構種群增長的數學模型，并據此解釋種群數量的變化。
2. 難點
- 建構種群增長的數學模型。
三、教學過程
1.種群的“J”形增長
⑴條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等理想條件下。（種群的“J”形增長在理論上是存在的，一般在實驗室條件下或當一個種群剛遷入新環境時可能出現，但在自然生態系統中幾乎是不可能存在的，因為資源和空間不可能是無限的。）
⑵數學模型
①數學公式：Nt=N0 .λt （N0表示該種群的起始數量，t表示時間， Nt表示t年后該種群的數量，λ 表示該種群數量是前一年種群數量的倍數）。
②種群的增長率＝λ－1，“J”型曲線增長率是不變的。
③曲線圖:
⑶特點：增長率大于1并且不變，增長速率增加。種群數量以一定倍數連續增長。
2.種群的“S”形增長
⑴產生原因：自然界的空間和資源總是有限的。
種群的數量呈“S”形增長，這是由于隨著種群數量的增多，對食物和空間的競爭趨于激烈，（天敵數量增多），導致出生率降低，死亡率升高。
⑵環境容納量：一定的環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。
①K值不是一成不變的:K值會隨環境改變而發生變化，當環境遭到破壞時，K值可能會下降；當環境條件狀況改善時，K值可能會上升。
②在環境條件穩定，K值一定的情況下，種群數量也不是一成不變的，會在K值附近上下波動。
③K值不是種群數量的最大值:種群數量所達到的最大值可能會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為環境條件已遭到破壞。
⑶數學模型：
⑷特點: ①種群數量達到K/2時，增長速率最大；種群數量達到K值后，將保持相對穩定（此時種群增長速度為0）。
②出生率與死亡率的差值最大的時候，種群增長最快，此時對應的種群數量為K/2；出生率等于死亡率時，種群不再增長，種群達到K值。
3.“J”形增長曲線和“S”形增長曲線綜合
⑴圖中b曲線的形成過程中始終存在環境阻力。
⑵圖中陰影部分表示的含義是在生存斗爭中被淘汰的個體數量。
4.種群數量波動的影響因素
①非生物因素：如水分、溫度、陽光等因素在特殊情況下能影響種群的出生率和死亡率，進而影響種群數量的變化。
②生物因素：主要是種群特征和種間關系的影響。
5.種群數量的變化形式：增長、下降、波動和穩定。
受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響，大多數種群的數量總是在波動中。
當種群長久處在不利的條件下，種群數量會出現持續性的或急劇下降。種群的延續需要以一定的個體數量為基礎，當一個種群數量過少，可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。
6.種群研究的意義：有利于野生生物資源的合理利用和保護；有助于有害生物的防治。
培養液中酵母菌種群數量的變化
1.實驗原理：用液體培養基培養酵母菌，種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。在理想的環境條件下，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有環境阻力的條件下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。
計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法。
2.血細胞計數板 (如下圖所示)
血細胞計數板每個大方格的面積為1 mm2，深度為0.1 mm，容積為0.1 mm3。
血細胞計數板有兩種規格，如圖所示，對于16 ×25的規格而言，計四角的4個中方格共計100個小方格中的個體數量；而對于25 x16的規格而言，計四角和正中間的（共5個）中方格共計80個小方格中的個體數量。
3.計算方法：設5個中方格中總菌數為A，菌液稀釋倍數為B，則0.1 mm3菌液中的總菌數為(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的總菌數＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。
4.計數方法：對一支試管中的培養液中的酵母菌計數，可以采用抽樣檢測的方法：先將蓋玻片放在血細胞計數板的計數室上，用吸管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。多余的培養液用濾紙吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計數室底部，將計數板放在載物臺的中央，計數一個小方格內的酵母菌數量，再以此為根據，估算試管中的酵母菌總數。
5.實驗結果：增長曲線的總趨勢是先增加（S形），后降低。原因是在開始時培養液中的營養充足、空間充裕、條件適宜，酵母菌大量繁殖，種群數量劇增；隨著酵母菌種群數量的不斷增多、營養消耗、pH變化等，生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數量下降。
6.注意事項：①顯微鏡計數時，對于壓在小方格邊線上的酵母菌，應只計數相鄰兩個邊及其頂角的酵母菌。②從試管中吸取培養液進行計數前，需將試管輕輕振蕩數次，目的是使培養液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。③若酵母菌過多，應將吸取的培養液進行定量稀釋后再計數。
④本實驗不需要設置對照實驗，因為酵母菌種群數量的變化在時間上形成前后自身對照；該實驗需要做重復實驗，取平均值，目的是盡量減少誤差；若每個小方格內酵母菌數量過多，需要重新稀釋培養基再計數
1. 教法與學法
- 教法：為了突出重點，突破難點。我采用了“三疑三探”的授課模式來完成所定的三維目標，同時采用多媒體教學為輔的手段。充分調動學生以自主學習為主，培養學生交流，合作能力，提出問題，發現問題和解決問題的能力。
- 學法：自學、合作、探究。
2. 教學過程
- 設疑自探：首先教師創設問題情境，激發學生學習興趣，學生在課前以預習題案為依據進行預習，總結自探提綱，教師歸納、總結自探提綱，并給有貢獻的小組加分并鼓勵，此節歸納自探提綱4點：
- 說明建構種群增長模型的方法，及其步驟？
- 種群的數量是怎樣變化的？
- 什么是環境容納量？
- 影響種群數量變化的因素有哪些？
- 解疑合探：在完成設疑自探的基礎上，各小組學生圍繞自探提綱，進行解疑合探，在學科組長的安排下有序盡心，對難點進行探討整理，達成共識并進行展示，展示結束后，按分工逐題進行評價，教師強調補充，歸納，教師利用評分榜計分，尤其對提出不同見解的其他學生要雙倍加分。經過此過程基本完成教材中主干知識（完成“J”、“S”型曲線及相關知識）。
- 質疑再探：給予學生反思時間。啟發學生提出更有價值的問題，我采用了學生直接質疑，全班學生爭相解答，對解決不了的問題教師直接解答，或引導學生課下帶著興趣探究。
- 運用拓展：為了檢驗教學效果，鞏固知識，我結合本節重點、難點和易混點等知識內容出示背景材料引導學生遍題，在此環節中對及時編題，搶答者加分鼓勵。
四、全課總結
學科組長對此節課進行評價，評價出本節課的展示之星，評價之星，質疑之星及諾貝爾小組。
五、教學反思
“三疑三探”的教學模式，盡最大努力把課堂交給學生，學生成了學習的主人，更好的完成知識遷移，在教學過程中一定有這樣或那樣的問題。

展開更多......

收起↑