資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
教學課題 1.2種群數(shù)量的變化（第一課時） 課型 講授
學情分析 建立數(shù)學模型的方法是本模塊科學方法教育的側(cè)重點，這方面的內(nèi)容又主要集中在本節(jié)。因此，教材將如何建立數(shù)學模型放在突出的位置。
教學目標 通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化等活動，嘗試建立數(shù)學模型表征和解釋種群的數(shù)量變化。
教學 重難點 重點：建構種群增長模型的方法。
難點：建構種群增長的數(shù)學模型。
教學準備 PPT、練習冊 授課教師 姚瑩 授課時間 年 月 日
教 學 過 程 設 計 旁批
播放黃河三角洲國家級自然保護區(qū)視頻，介紹東方白鸛生活情境，氣候變化會對鳥類的種群數(shù)量變化產(chǎn)生較強的影響。提供天氣條件與鳥類的種群數(shù)量的關系數(shù)據(jù)，提出問題引發(fā)學生思考和討論： 研究者通過什么方法來分析鄱陽湖30年越冬東方白鸛種群數(shù)量的年際變化與氣候變化的相關性及時滯效應？ 通過構建基于越冬地氣候條件的種群數(shù)量變化模型。 進一步引出建構種群增長模型的方法的學習。 【回顧與思考】 引導學生回顧高中生物中學習過哪些模型？歸納模型概念，總結模型類型。 介紹數(shù)學模型的類型，引導學生聯(lián)系實踐，加深對數(shù)學模型的理解。 提出問題“怎樣用數(shù)學模型解決生物學問題呢”引物下一環(huán)節(jié)。 【任務一：建構某種細菌種群的增長模型】 學生閱讀書本問題探討。提出一系列問題，引導學生爭對情境進行討論。 填寫下表：計算一個細菌在不同時間(單位為min)產(chǎn)生后代的數(shù)量。 2.假設細菌初始數(shù)量為N0，第n代細菌數(shù)量的計算公式是什么？ 設細菌初始數(shù)量為N0，第一次分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)為第一代，數(shù)量為N0×2，第n代的細菌數(shù)量為Nn＝N0×2n。 3. 72 h后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？ N0= 1 n＝ 60 min × 72 h ÷ 20 min＝216 Nn＝1×２n ＝2216 4. 以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，請在下面坐標圖中畫出細菌的數(shù)量增長曲線。 5．在一個培養(yǎng)瓶中，細菌的數(shù)量會一直按照這個公式描述的趨勢增長嗎？ 分析其原因。 不會，因為培養(yǎng)瓶中的營養(yǎng)物質(zhì)和空間是有限的。 6．曲線圖能更直觀地反映出種群的增長趨勢，但是同數(shù)學公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？ 同數(shù)學公式相比，曲線圖表示的模型不夠精確。 通過實例，引導學生歸納出構建種群增長模型的研究方法。 1．數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式，某同學在分析某種細菌（每20分鐘分裂一次）在營養(yǎng)和空間沒有限制的情況下數(shù)量變化模型時，采取如下的模型構建程序和實驗步驟，你認為建構的模型和對應的操作不合理的一組是（） A．觀察研究對象，提出問題：細菌每20分鐘分裂―次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數(shù)量？ B．提出合理假設：資源空間無限時，細菌種群的增長不會受種群密度增加的制約 C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達：Nn=2n D．進一步實驗觀察，對模型進行檢驗修正：根據(jù)Nn=2n畫出數(shù)學曲線圖 【答案】D 【詳解】A、建立數(shù)學模型的一般步驟是：第一步：觀察并提出問題。題干中有某種細菌每20分鐘分裂一次，A正確；B、第二步：提出合理的假設，合理提出假設是數(shù)學模型成立的前提條件。題中給出營養(yǎng)和空間沒有限制的條件，故可以假設資源空間無限時，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響，B正確；C、第三步：建構模型。就是根據(jù)所作的假設分析對象的因果關系，利用對象的內(nèi)在規(guī)律和適當?shù)臄?shù)學工具，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達。該題可以表示為Nn=2n，C正確；D、第四步：對模型進行檢驗或修正。需要觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對模型進行檢驗修正，D錯誤。故選D。 2. 在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細菌每20min就分裂繁殖一代。現(xiàn)將該細菌種群（m個個體）接種到培養(yǎng)基上（資源、空間無限），th后，該種群的個體總數(shù)是（ ） A．t·2m B．t·220 C．t·22m D．t·23m 【答案】D 【詳解】在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，m小時細菌繁殖代數(shù)為3m，則種群的數(shù)量為t·23m，故選D。
教學反思
思備三年成名師
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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