1.2种群数量的变化导学案2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学导学案聚焦种群数量变化，涵盖模型构建、J形与S形曲线及K值等核心知识。通过细菌分裂实例引导学生经历提出问题、假设、数学表达的模型构建过程，搭建从理想条件到自然条件的学习支架，衔接前后知识。 以核心素养为导向，突出生命观念（生物与环境依存）、科学思维（归纳曲线规律、建模分析）和社会责任（农业、保护等应用）。知识导航结合曲线图分析增长率与增长速率，习题联系实际案例，助力学生自主学习，培养学科思维与应用能力。

1.2种群数量的变化导学案 【核心素养】 1.生命观念：理解种群数量变化受多种因素影响，认识种群数量变化在生 态系统中的意义，形成生物与环境相互依存、相互影响的生命观念。 2.科学思维：通过分析J”形曲线和S”形曲线的特点，运用归纳与概括 的思维方法，总结种群数量增长的规律。 3.社会责任：关注种群数量变化在农业生产、生物多样性保护、有害生物 防治等方面的应用。 【教学重难点】 教学重点 构建种群增长模型的方法，包括数学模型的建立、检验和修正。 J“形曲线和S”形曲线的特点、产生条件及意义。 影响种群数量变化的因素，包括非生物因素和生物因素。 教学难点 理解“J”形曲线和“S”形曲线的数学模型，以及环境容纳量(K值)的概 念。 【知识导航】 1.构建种群增长模型 (1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 (2)构建方法 ①观察对象，提出问题 细菌每20min分裂一次 ②提出合理的假设 在条件（资源和空间）充足情况下，增长不受密度影响 ③用适当的数学形式表达 Nn=2n ④检验或修正一一 观察、统计细菌数量 (3)数学模型的表达形式 ①数学方程式：优点是科学、准确一， 但不能看出种群的数量变化趋势 ②曲线图：优点是能直观_地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出。 2.种群数量增长的“丁”型曲线 (1)形成条件：食物和空间条件充裕；气候适宜；没有敌害等条件。（理想条件） (2)数量变化：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入倍。 (3)建立模型 ①数学公式：t年后种群数量为：N=N入t一（条件：入>1，且为常数）。 模型中各参数意义：N为该种群的起始数量一，t为时间一，N表示t年后该种群的数量， 入表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。（注：增长率=入一1） ②曲线图（以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标） 增 群数量 率 增长速率 时间 时间 时间 种群增长的“J”型曲线 “J”型曲线的增长率 “J”型曲线的增长速率 弟1贝/共4贝 画出“丁”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“丁”型曲线增长率不变，增长速率逐渐增大。 定义：增长率：指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体总数的比率。 增长率=（现有个体数一原有个体数）/原有个体数×100%=出生率一死亡率 增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数量。增长速率=（现有个体数一原有个体数）/增长时间×100% (4)种群数量呈“丁”型增长的情形 ①实验室条件下；②种群迁入到一个新的适宜环境。 (5)入值的应用分析（注：入一1表示增长率） ①当入>1时，出生率>死亡率，种群数量增加，种群的年龄组成为增长型一。 ②当入=1时，出生率三死亡率，种群数量基本不变，种群的年龄组成为稳定型 ③当0<入<1时，出生率<死亡率，种群数量减少，种群的年龄组成为衰退型。 3.种群数量增长的“S”型曲线 (1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的曲线，称为“S”型曲线。 (2)形成条件：自然界的资源和空间是有限的；有敌害。（条件有限） (3)形成原因：当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，天敌数量也会增加一，这就会使种群的出 生率隆低，死亡率增高。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会停止，有时会稳定在 一定的水平一。 (④)环境容纳量：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，又称K值。K值不是固定不变的，K值可以随环境条件的变化而变化。 (5)建立模型：曲线图（以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标） 种 增 增 K 稳定期 数 减速期 速 2适 期 /加速期 0 t1 t2时间 2时间 t2时间 种群增长的S”型曲线 “S”型曲线的增长率 “S”型曲线的增长速率 ①画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“S”型曲线增长率逐渐减小，K值时增长率 0；增长速率先增大，后减小，最后为0，K2值时增长速率最大，K值时增长速率为0， K值时种群出生率等于死亡率，种群数量最大且保持相对稳定。K值时种内竞争最剧烈。 ②图中t1时对应的种群数量为K2_,t2时对应的种群数量为K_。 (6)适用条件：生存条件有限的自然种群。 (7)“S”型曲线在生产中的应用 ①野生生物资源的保护：应保护生物的生存环境，使K值增大（增大/降低），如大熊猫的保护。 有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K值隆低（增大/降低），通过引入天敌等措施将种群数量 控制在较低水平。 ②资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到K2值以上时进行，而且剩余种群数量应保持在 K2值左右，因为此时种群增长速率最快，再生能力最强，可保证持续获取高产量。 ③草场放牧，最大载畜量不能超过K值；鱼的养殖也不能超过K值，否则，生态系统的稳定性破 坏，导致K值隆低（增大/降低）。 4.种群增长的“丁”型曲线和“S”型曲线比较 特点 K值 项目 图示模型 前提条件 (增长率和增长速率) (有/ 联系 无) 第2页/共4页 +种群数量 “丁”型曲线 一K值 环境资源 增长率：不变 ”型 人“s”型曲线 无限 增长速率：逐渐增大 无 曲线 “丁”型曲线 环境阻力 (按自然选择学说，它 环境↓阻力 就是在生存斗争中 被淘汰的个体数) 环境资源 增长率：逐渐减小 “S”型曲线 “S”型曲线 增长速率：先增后 有限 有 时间 减，最后为0 5.用曲线图表示K/2值、K值的方法（见右图） 1增长速率 ↑个体百分比 (1)图中A'、C、D'时间所对应的种群数量为K/2值。 ,死亡率 (2)图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值。 出生率 6.种群数量的变化包括：增长、稳定、波动、下隆等。 A A时间 B 时间 个体百分比 个体数 死亡率 出生率 C时间 D' D时间 【习题巩固】 1数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。种群数量增长的数学模型有曲线图和数学公式，下列关于 种群的“形增长曲线的叙述错误的是() A数学公式模型可表示为t年后种群数量为NN(2为该种群数量是前一年种群数量的倍数) B.条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等 C.出生率远大于死亡率 D.牛奶瓶中培养的果蝇数量增长符合这一增长曲线 2.(2025四川省联考)如图表示环颈雉被引入某海岛后在1937~1942年期间种群数量的变化曲线。下列叙述正确的是 () 1500 1000 500 品9年份 A该海岛上环颈雉种群的增长率越来越大 B.环颈雉种群数量在该海岛将持续增加 C.在1937~1942年期间，该种群的出生率大于死亡率 D.当种群数量达到K值后，种群数量将不会再增长 3.(2025黑龙江牡丹江期末)自然条件下种群数量增长按照S”形曲线模型增长，下列关于S形曲线的说法不正确的 是() A种群钢刚迁入时会有一个缓慢增长期 B.种群数量为K2时种群增长速率最快 第3页/共4页 C种群数量达到K值时种群的年龄结构属于稳定型 D.种群呈“S形增长过程中，在达到K值之前就是“形增长 4.下列有关“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，正确的是() A.将接种后的培养液进行灭菌处理 B.改变培养液的pH不影响值的大小 C.本实验需要设置空白对照组 D.抽样检测调查酵母菌种群数量的变化 5.下列关于环境容纳量的叙述，错误的是() A.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变 B.当种群数量达到环境容纳量时，其增长速率近于0 C.同一森林中各种群的环境容纳量是相同的 D.环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度 6.下图是种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线以及在a时刻后的三条变化曲线图。请回答下 列问题： 群数量 “丁”形曲线 K A 时间 (1)对呈“丁”形增长的种群而言，其入值的大小与种群密度 (填“有关”或“无关”)。 (2)a时刻后，I、IⅡ和Ⅲ三条曲线对应环境的优越程度的大小关系是 ,作出该判断的理 由是 (3)图中AB段，不考虑迁入、迁出，则种群的出生率 (填“大于”、“小于”或“等于” )死亡率。捕捞经济性鱼类时，该鱼类的剩余量应在/2左右，理由是 答案 1-5DCDDC 6.(1)无关 (2)I>Ⅱ>ⅢK值越大，说明环境越优越 (3)小于K/2时，种群增长速率最大，种群数量恢复最快 第4页/共4页