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【生物】種群數量的變化(第一課時) 2023-2024學年高二生物同步精品課堂人教版2019選擇性必修2

54頁
  • 賣家[上傳人]:s****6
  • 文檔編號:367672743
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    • 1、第第1 1章章 種群及其動態種群及其動態第第2 2節節 種群數量的變化種群數量的變化(第一課時)(第一課時)目標目標010102020303通通過過分分析析與與比比較較,明明確確種種群群的的“J”“J”形形增增長長和和“S”“S”形形增增長長的的條條件件和和特特點點;通通過過探探究究培培養養液液中中酵酵母母菌菌種種群群數數量量的的變變化化等等活活動動,嘗試建構種群數量增長的數學模型。嘗試建構種群數量增長的數學模型。(科學思維、科學探究科學思維、科學探究)通通過過分分析析影影響響種種群群數數量量變變化化的的因因素素,形形成成穩態與平衡觀。穩態與平衡觀。(生命觀念生命觀念)運運用用種種群群數數量量變變化化規規律律解解決決生生產產生生活活中中的的實實際際問問題題,關關注注人人類類活活動動對對動動植植物物種種群群數數量變化的影響。量變化的影響。(社會責任社會責任)學習目標學習目標情境材料一情境材料一 我們的手上難免沾染細菌。細我們的手上難免沾染細菌。細菌的繁殖速率很快,因而我們要常菌的繁殖速率很快,因而我們要常洗手。假設在洗手。假設在營養營養和和生存空間生存空間沒有沒有限制限制的情況下,某種細

      2、菌的情況下,某種細菌每每20min20min就通過分裂就通過分裂繁殖一代繁殖一代。細菌的增殖(視頻)細菌的增殖(視頻)二分裂時間(min)020406080100120140160180分裂次數0123456789數量(個)1Nn=2n248163264128256512問題問題1:1:細菌的生殖方式是怎樣的?細菌的生殖方式是怎樣的?問題問題2:2:第第n n代細菌數量的計算公式是什么?代細菌數量的計算公式是什么?情境材料一情境材料一n60min72h20min216Nn1Xn2216不會 建立數學模型 我們的手上難免沾染細菌。細菌我們的手上難免沾染細菌。細菌的繁殖速率很快,因而我們要常洗手。的繁殖速率很快,因而我們要常洗手。假設在假設在營養營養和和生存空間生存空間沒有限制沒有限制的情的情況下,某種細菌況下,某種細菌每每20min20min就通過分裂就通過分裂繁殖一代繁殖一代。問題問題3:3:72h72h后,由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少后,由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少?問題問題4:4:在一個培養瓶中,細菌的數量會一直按照這個公式描述的趨勢在一個培養瓶中,細菌的數量會一直按照

      3、這個公式描述的趨勢增長嗎?增長嗎?為了驗證你的觀點,我們可以采用什么學科方法來研究?為了驗證你的觀點,我們可以采用什么學科方法來研究?觀察分析提出問題作出假設建立數學模型對模型進行檢驗修正研究方法研究實例細 菌 每 20min分裂一次,怎樣計算繁殖n代的數量?在資源和生存空間沒有限制的條件下,細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2nN代表細菌數量,n表示第幾代觀察、統計細菌數量,對模型進行檢驗或修正1.定義:定義:一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法 建立數學模型用來描述一個系統或它的性質的數學形式。2.步驟:步驟:實戰訓練實戰訓練1.數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式建立數學模型一般包括以下步驟,下列排列順序正確的是()觀察研究對象,提出問題;提出合理的假設;根據實驗數據,用適當的數學形式對事物的性質進行表達;通過進一步實驗或觀察等,對模型進行檢驗或修正A.B.C.D.問題問題5:5:請請回顧回顧我們我們高中生物中學習過哪些模型呢高中生物中學習過哪些模型呢?模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性描述。物理模型數學模型概念模型注

      4、意:描述、解釋和預測種群數量的變化,常常需要建立數學模型一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法 建立數學模型問題問題6:6:請根據表格信息,嘗試小組合作請根據表格信息,嘗試小組合作以時間為橫坐標,細菌數量為以時間為橫坐標,細菌數量為縱坐標,畫出細菌種群的增長曲線??v坐標,畫出細菌種群的增長曲線。0時間/min細菌數量/個10020030040050020 40 60 80100 120140160180時間(min)0204060 80 100120140160180分裂次數0123456789數量(個)12481632641282565123.類型及優缺點:(1)數學公式(2)曲線圖優點:科學、精確不足:不夠直觀優點:直觀不足:不夠精確 實戰訓練實戰訓練2模型構建是解決很多生物學問題的一種重要策略。下列關于模型建構的敘述,正確的是()A含3對同源染色體的減數分裂模型的制作,需要使用三種顏色的橡皮泥BDNA結構模型的制作,需要首先將作為堿基和磷酸的材料連接在一起C細胞大小與擴散作用關系的模型中瓊脂塊體積越小,物質擴散深度越深D酵母菌種群的增長模型建構中,繪制種群數量變化曲

      5、線屬于數學模型問題問題7:7:在在自然界中,種群的數量變化情況是怎么樣的呢?有類似細菌自然界中,種群的數量變化情況是怎么樣的呢?有類似細菌在理想條件下種群增長的形式嗎?在理想條件下種群增長的形式嗎?思考與討論這兩個資料中種群增長有什么共同點?合作探究一:合作探究一:請同學們自主閱讀教材請同學們自主閱讀教材P P8 8思考與討論,思考與討論,小組合作完成以下問題小組合作完成以下問題。種群出現這種增長的原因是什么?這種種群增長的趨勢能不能一直持續下去?為什么?野兔和環頸雉種群的增長曲線是否類似于細菌種群的增長曲線?一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法分析自然界種群增長實例分析自然界種群增長實例思考思考.討論討論【資料一資料一】18591859年,一位來澳大利亞定居的英國人在他的農場中放生了年,一位來澳大利亞定居的英國人在他的農場中放生了2424只只野兔,一個世紀后,這野兔,一個世紀后,這2424只野兔的后代竟超過只野兔的后代竟超過6 6億只億只。漫山遍野的野兔不僅。漫山遍野的野兔不僅與牛羊爭食牧草,還啃噬樹皮,造成植被破壞

      6、,導致水土流失。直到人們引與牛羊爭食牧草,還啃噬樹皮,造成植被破壞,導致水土流失。直到人們引入了入了黏液瘤病毒黏液瘤病毒才使野兔的數量得到控制。才使野兔的數量得到控制。24只一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法分析自然界種群增長實例分析自然界種群增長實例思考思考.討論討論【資料二資料二】2020世紀世紀3030年代時,人們將環年代時,人們將環頸雉引入到美國的一個島嶼上,在最初頸雉引入到美國的一個島嶼上,在最初的的5 5年內年內,19371942 19371942年年期間該種群數期間該種群數量的增長量的增長如如左圖左圖所所示示一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法分析自然界種群增長實例分析自然界種群增長實例思考思考.討論討論問題問題8:8:這兩個資料中的種群增長有什么共同點這兩個資料中的種群增長有什么共同點?種群數量增長迅猛,且呈無限增長趨勢。問題問題9:9:種群出現這種增長的原因是什么種群出現這種增長的原因是什么?食物充足、缺少天敵等。問題問題10:10:這種種群增長的趨勢能不能一直持續下去?為什么這種種群增長的趨勢能不能一直持續下去?為什么?不能,因為資

      7、源和空間是有限的。問題問題11:11:野兔和環頸雉種群的增長曲線是否類似于細菌種群的增長曲線野兔和環頸雉種群的增長曲線是否類似于細菌種群的增長曲線?0 0時間時間/min/min細菌數量細菌數量/個個1001002002003003004004005005002020404060608080100100120120 140140 160160 180180二、種群的二、種群的“J”“J”形增長形增長 自然界自然界確有類似確有類似的細菌在的細菌在理想條件理想條件下種群數量增長的形式,如果以時間下種群數量增長的形式,如果以時間為橫坐標,種群數量為縱坐標畫出曲線來表示,曲線大致呈為橫坐標,種群數量為縱坐標畫出曲線來表示,曲線大致呈“J J”形形。年份種群數量/只1937春1937秋1938春1938秋1939春1939秋1940春1940秋1941春1941秋1942春1942秋050010001500200025003000350084030100 81426282844705154013251898某海島上環頸雉種群數量的變化某海島上環頸雉種群數量的變化“J”形增長曲線模型假設和適用對象

      8、是什么?合作探究二:合作探究二:請同學們自主閱讀教材請同學們自主閱讀教材P P8-98-9,小組合作完成以下問題小組合作完成以下問題。寫出“J”形增長曲線的數學模型(以數學公式表示)及解釋各字母的含義?!癑”形增長曲線的增長特點。查閱歷年來世界和我國人口增長的數據,分析人口是否呈“J”形增長。一、一、建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法二、種群的二、種群的“J”“J”形增長形增長1.模型假設:模型假設:食物和空間條件充裕氣候適宜沒有天敵(捕食和寄生天敵)沒有其他競爭物種等某種群理想狀態每年以一定的倍數增長第二年的數量是第一年的倍什么情況會出現理想狀態?實驗室條件下;當一個種群剛遷入到一個新的適宜環境時。問:第一年是N0,第二年是多少?t年后呢?二、種群的二、種群的“J”“J”形增長形增長2.“J”形增長的數學模型公式:形增長的數學模型公式:假設:種群數量每年以一定的倍數()增長。種群起始數量為N0N1=N0N2=N1=N02N3=N2=N03Nt=N0tt年后該種群的數量種群的起始數量每年增長倍數時間=當年種群數量前一年種群數量曲線圖:時間(t)種群數量Nt數學模型:二、種群的

      9、二、種群的“J”“J”形增長形增長3.“J”形增長的特點:形增長的特點:種群數量每年以一定的倍數增長,第二年是第一年的倍。項目種群數量變化年齡結構1111=1種群數量時間0只有1且為定值時,種群增長才為“J”形增長。問題問題12:12:當當 滿足什么條件時,種群數量呈滿足什么條件時,種群數量呈“J”“J”形增長形增長?實戰訓練實戰訓練14年,種群數量_45年,種群數量_59年,種群數量_910年,種群數量_1011年,種群數量_1113年,種群數量_。前9年,種群數量第_年最高913年,種群數量第_年最低呈“J”形增長增長相對穩定下降下降1112下降,5121.據圖說出種群數量如何變化1213增長=當年種群數量前一年種群數量 實戰訓練實戰訓練3.調查某地烏鴉連續10年的種群數量變化,圖中表示該種群數量是前一年種群數量的倍數,下列分析正確的是()A烏鴉的種群密度采用樣方法調查B第3年和第9年的烏鴉種群數量相同C第6年以前烏鴉種群數量為“J”型增長D第910年的烏鴉種群數量最少問題問題13:13:你還能舉出你還能舉出種群數量呈種群數量呈“J”“J”形增長的實例嗎形增長的實例嗎?二、種群的二

      10、、種群的“J”“J”形增長形增長4.“J”形增長模型實例:形增長模型實例:實例一:實例一:鳳眼蓮(俗稱水葫蘆)鳳眼蓮(俗稱水葫蘆)原原產于南美,產于南美,19011901年作為花卉引入中年作為花卉引入中國。由于繁殖迅速,又幾乎沒有競國。由于繁殖迅速,又幾乎沒有競爭對手和天敵,我國目前有爭對手和天敵,我國目前有184184萬萬噸。它對其生活的水面采取了野蠻噸。它對其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略,擋住陽光,導致水下的封鎖策略,擋住陽光,導致水下植物得不到足夠光照而死亡。植物得不到足夠光照而死亡。二、種群的二、種群的“J”“J”形增長形增長4.“J”形增長模型實例:形增長模型實例:實例二:外來入侵物種紫莖澤蘭實例二:外來入侵物種紫莖澤蘭在中國外來入侵物種中名列第一位的在中國外來入侵物種中名列第一位的紫莖澤蘭,原產美洲的墨西哥至哥斯達黎紫莖澤蘭,原產美洲的墨西哥至哥斯達黎加一帶,大約加一帶,大約2020世紀世紀4040年代,紫莖澤蘭由年代,紫莖澤蘭由中緬邊境傳入中國云南南部?,F在,云南中緬邊境傳入中國云南南部?,F在,云南80%80%面積的土地都有紫莖澤蘭分布,對當面積的土地都有紫莖澤蘭分布,

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