新课标人教版高中生物必修三第四章第二节《种群数量
【高中生物】高中生物教案 必修三：第四章 种群和群落 第二节 种群数量的变化
【学习目标】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动态变化，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。
【学习重难点】：学习重点：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。
学习难点：建构种群增长的数学模型。
知识点观察与思考归纳与总结一、建构种群增长模型的方法阅读课本65-66页，思考：根据细菌繁殖产生的后代数量，如何建构种群增长模型？结论：以为横坐标，以____________为纵坐标，即可画出种群增长曲线。
二、种群增长的“J”型曲线（一）阅读课本66页第3-5段，思考：1、在理想条件下，种群的增长曲线会呈现何种增长方式？2、自然条件下，在何种情况下种群易出现这种增长方式？结论：自然界中，理想条件下，如果以_______为横坐标，_________为纵坐标来表示，曲线大致呈型增长。
（二）“J”型增长的数学模型：回答：在何种情况下会出现“J”型增长？其数学计算公式如何？模型假设：在____________、____________、______________等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
t年后种群数量为________________。
三、种群增长的“S”型曲线观察课本67页图4-6，思考：1、大草履虫种群的增长是否符合“J”型曲线，为什么？2、什么是环境容纳量？结论：1、___________________________；2、_______________________________________________________；【合作探究】1．问题探讨（1）计算n代细菌数量的计算公式Nn＝_______，x小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量应是＝_________（2）细菌种群数量按此速度繁殖的条件是_________________________________，试分析如果在一个培养基中，细菌的数量将如何变化？______________________________。
《种群的数量变动》 说课稿
《种群的数量变动》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《种群的数量变动》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“种群的数量变动”是人教版高中生物必修 3《稳态与环境》第四章第二节的内容。
在此之前，学生已经学习了种群的特征，了解了种群的基本概念和一些基本的数量特征。
本节课则在此基础上，进一步探讨种群数量的变化规律，为后续学习群落的结构和演替等内容奠定基础。
本节课的内容主要包括两个方面：一是种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线；二是种群数量的波动和下降。
通过对这两部分内容的学习，学生能够深入理解种群数量变化的本质和规律，认识到生物与环境之间的相互关系，培养学生的科学思维和环保意识。
二、学情分析授课对象为高二年级的学生，他们已经具备了一定的生物学知识和思维能力。
在之前的学习中，学生已经掌握了细胞增殖、生态系统的结构等相关知识，为理解种群数量的变动奠定了基础。
然而，种群数量的变化涉及到数学模型的构建和分析，对于学生的抽象思维和逻辑推理能力有一定的要求。
此外，学生对于实际生活中的种群数量变化现象可能缺乏系统的观察和思考。
三、教学目标1、知识目标（1）理解种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的含义、产生条件和特点。
（2）理解种群数量的波动和下降的原因。
2、能力目标（1）尝试构建种群增长的数学模型，培养学生的数学思维和分析问题的能力。
（2）通过分析种群数量的变化规律，培养学生运用所学知识解释和解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对种群数量变化的学习，使学生认识到生命的神奇和大自然的规律，培养学生热爱生命、尊重自然的情感。
（2）关注人类活动对种群数量变化的影响，增强学生的环保意识和社会责任感。
四、教学重难点1、教学重点（1）种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的含义和特点。
（2）“S”型曲线中 K 值的含义和应用。
高中生物《第四章 第二节 种群数量的变化》课件1 新人教版必修3
增长速度 v (个/2小时)
增长速度
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
100 200 300 400 500 600 700
酵母数
K
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
增长速度
8
时间
时间 t 酵母数 N
0
2
4
6
8
10
12
=50000A· B（个）
针对“培养液中酵母菌种群数量的动态变 化”，有人提出了新的问题，某同学按下表完 成了有关实验。 温度、营养物质对酵母菌生长的影响 试管 编号 A B C 培养液 /mL 10 10 — 无菌水 /mL — — 10 酵母菌母 液/mL 0.1 0.1 0.1 温度 （℃） 28 5 28
研究实例
细菌每20min分裂一次 在资源和空间无限多的环 境中，细菌种群的增长不 会受种群密度增加的影响
列出表格，根据表格画曲线， 推导公式。
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
Nn=2n ， N代表细菌数量，
n表示第几代
观察、统计细菌数量，对 自己所建立的模型进行检 验或修正
根据实验数据，用适当的 数学形式对事物的性质进 行表达
第2节
种群数量的变化
知识目标 理解并解释“种群数量的变化”，把握数学模型（抽象） 与种群数量的变化（具体）之间的内在逻辑联系。
能力目标
尝试建立“数学模型”，通过原形示范（细菌的数量增长） 和具体指导，学生能完成建立数学模型的任务。 情感态度 建立揭示生物学规律的数学模型，学习用数学方法解决生
物问题。
14
16
高中生物《第四章 第二节 种群数量的变化》课件6 新人教版必修3
Nt=N0 λ
t
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的 数量，λ为种群数量每年的增长倍数．）
[例]生态学家高斯的实验：
种群经过一定时 间的增长后，数 量趋于稳定的增 长曲线，称为“S” 型曲线．
讨论：大草履虫的增 长呈“S”型曲线的原 因有哪些？
大草履虫种群的增长曲线
三、种群增长的“S”型曲线
一、建构种群增长模型的方法
数学模型 概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形 式 表现形式：①数学公式法 ②图表法 作用：①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。 ②发现问题、解决问题和探索新规律的 有效途径之一。
数学模型建构的一般过程
提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与评价
怎样做才是最有效的灭鼠措施？
从环境容纳量的角度思考，可以采取措 施降低有害动物种群的环境容纳量，如将 食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食 物来源；室内采取硬化地面等措施，减少 它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的 天敌，等等。
为了保护鱼类资源不 受破坏，并能持续地 获得最大捕鱼量，根 据种群增长的S型曲 线，应使被捕鱼群的 种群数量保持在K／2 水平。这是因为在这 个水平上种群增长量 最大 。
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正
理想条件下细菌数量增长的推测，自 然界中有此类型吗？
实例一：1859年，一个英格兰的农民带着24 只野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也 没想到，一个世纪之后，这个澳洲“客人” 的数量呈指数增长，达到6亿只之巨。
思考：野兔增长的原因有哪些？
实例二：凤眼莲
1．在下列图中，表示种群在无环境阻力 状况下增长的是 B
2．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生 长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限 制使种内竞争增加（ D）
高中生物《第四章 第二节 种群数量的变化》课件5 新人教版必修3
Nt=N0 λ
t
（ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t 年后该种群的数量，λ为年均增长率。）
例：我国自1393－1990年以来人口 统计数据如下：
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
亿
0.6
0.6
2.0
4.1
4.7
10.3 11.6
以上人口增长曲线符合哪种类型？
按照此曲线发展下去将会出现什么 状况，鉴于我国人口的现状应当采取什 么措施？
存在环境阻力———
自然条件（现实状态）——食物等资源 和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕 食者数量不断增加。导致该种群的出生率降 低，死亡率增高． 当出生率与出生率相等时，种群的增长 就会停止，有时会稳定在一定的水平．
4、种群数量达到K值时，都能在K值维持 稳定吗？
四、种群数量的波动和下降
大多数种群的数量总是在波动之中的，在 不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
东亚飞蝗种群数量的波动
影响种群数量变化的因素
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入 率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种 群特征的因素，都会引起种群数量的变化。
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分钟
细菌 2 数量
4
8
16 32
64 128 256 512
曲线图与数学方程 式比较，优缺点？ 直观， 但不够精确。
数学模型
观察研究对象， 提出问题
用来描述一个系统或它的性质的数 学形式．建立数学模型一般包括以 下步骤：
环境因素
气候、食物、被捕食、传染病等
增或减
高中生物必修三第四章第二节—种群数量的变化(含答案解析)
第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。
2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。
知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。
(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。
(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
增长速率不随种群密度的变化而变化。
,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。
注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。
2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。
(2)实例：高斯的实验。
(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。
①K值：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。
a.不同物种在同一环境中K值不同。
b.当环境改变时生物的K值改变。
②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。
③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。
高中生物必修三第四章第二节—种群数量的变化(含答案解析)总结
第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。
2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。
知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。
(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。
(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
增长速率不随种群密度的变化而变化。
,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。
注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。
2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。
(2)实例：高斯的实验。
(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。
①K值：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。
a.不同物种在同一环境中K值不同。
b.当环境改变时生物的K值改变。
②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。
③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。
人教版高中生物必修三第4章第2节 种群数量的变化 课件(共19张PPT)
运用你的数学能力： 3、计算一个细菌产生的后代在不同时间 的数量，完成表格！（P66）
4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标， 画出细菌的种群增长曲线。（P66）
5.公式或曲线是否能反映真实情况？
• 需要进一步检验或修正
把用来描述一个系统或它的性质的数
学形式如公式、曲线等， 称作“数学模 型”
思考：总结细菌增长的探究过程，你认为 建立数学模型的一般方法是什么？
大草履虫种群的增长 群的出生率降低，死 思考：什么是K值？ 亡率增高．当二率相 K值是种群最大值吗？等时，增长停止，数
量稳定在一定水平。
• 完成例题3
对两种曲线的比较
讨论：
（1）为了保护鱼类资源不受破坏，并 能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼 群的种群数量保持在K/2水平?为什么？
（2）对濒危动物如大熊猫，提高其环 境容纳量的主要措施是什么？
一、建构种群增长模型的方法
观察 研究 对象 提出 问题
Nn 2 营养和生
存空间没 有限提制出
合理 假设
用适当
n
检
的数学
验
形式表
或
达（建 立模型）
修 正
• 完成例题1
疑 惑：
思考： • 只要满足假设条件，细菌的这种数学模
型就能够描述生物种群的增长吗？自然 界中有没有这样的例子呢？
阅读教材，尝试建立种群增长的“J”型曲 线
• 完成例题2
思考：自然界中，种群能无限增长吗？
思考：
如果在一个培养基中细菌会一直按Nn 2n
增长吗？ 不会 。用什么方法验证你 的观点？ 实验计数 。
阅读教材p67：对“J”型曲线进行修正
三、种群增长的“S”型曲 线 条件（现实状态）： 自然界资源和空间总 是有限的，随着种群 密度增加，种内竞争 不断加剧，天敌数量 不断增加。导致该种