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2016-10-21
认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。
学生独立操作完成图表,相互交流结果。 请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写教材中的表格,然后画出细菌的种群数量增长曲线。
提示:这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。
引导学生讨论,同数学公式相比,曲线图表示的模型有什么局限性? 认识种群数量增长模型的另一种表现形式。
小结:在描述、解释和预测种群数量的变化时,常常需要建立数学模型。数学模型的表现形式可以为公式、图表等。
学生讨论建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”的方案:程序和方法。 提出问题,组织讨论:如何建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”,我们应该怎么做? 结合本节的探究实验,认识建立种群增长模型的程序和方法。
学生讨论:
1.野兔种群增长的原因有哪些?
2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律?
3.如果用N0表示野兔种群的起始数量,用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数,用Nt表示t年后野兔种群的数量,那么,Nt为多少?
4.根据上述素材,估算1869年时,野兔种群数量为多少?(说明计算方法)
5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。 提出问题,组织讨论:以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化,在自然界中种群的数量变化情况如何?
提供素材:《光明日报》消息
澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6亿只野兔,它们与牛羊争牧草,啃树皮,造成大批树木死亡,破坏植被导致水土流失,专家计算,这些野兔每年至少造成1亿美元的财产损失。兔群繁殖之快,数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。
澳洲本来没有兔子,1859年,一个叫托马斯•奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,这24只野兔的后代达到6亿只之多。(有条件的学校,教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。) 通过具体实例,加深对数学模型的理解,并用数学语言解释种群数量增长的规律。
明确“J”型种群增长的原因。
小结:自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J”型曲线,或数学公式:
Nt=NOλt
学生思考:有哪些因素制约着种群数量的增长?
学生讨论。 如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长,地球早就无法承受了。
呈现高斯实验(有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来)。
提出讨论题:
1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后,呈“S”型曲线的原因是什么?
2.在高斯实验的基础上,如果要进一步搞清是空间的限制,还是资源(食物)的限制,该如何进行实验设计?
3.如何理解K值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”?请举例说明。 从资源和空间上思考种群增长问题。
用生物学语言解释“S”型曲线(数学模型)。
培养实验设计能力。
学生讨论教材中“思考与讨论”素材。 小结:经过一定时间,在各种因素的作用下,种群数量增长会趋于稳定,呈“S”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为“环境容纳量──K值”。 理解K值,并解释和说明实际问题。
学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论影响种群数量波动的因素。 提出问题:在自然界中,种群数量是否总能稳定在K值?为什么? 从多因素思考种群数量的变化?
总结:从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型,又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律,这是学习本节的要旨。 把握学习方法要旨。
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标签:高二生物教学计划
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