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第1章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
一、教学目标
（1）列举种群的数量特征，说明出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结
构和性别比例与种群密度的关系。
（2）说出调查种群密度的主要方法，运用样方法调查草地中某种双子叶植物
的种群密度。
二、教学重点
（1）种群的数量特征。
（2）调查种群密度的方法。
三、教学难点
（1）调查草地中某种双子叶植物的种群密度。
四、课时安排
2课时
五、教学过程
（一）新课导入
讲述前门三本教材的内容，说明选择性必修2的学习内容：本书不再是研究生物个体的生命活动，而是研究个体以群体形式存在时的特征及其数量变化，研究不同生物种群之间的关系，生物与环境相互作用形成的统一整体及其功能，最后是人在保护环境方面能做哪些贡献。
生物与环境就是生态学的研究范畴。
教师引导学生阅读章首页的内容，给出物种和种群的概念。同时引导学生思考：作为一种强悍凶猛的动物，我国野生东北豹为什么会面临濒危呢？展示云南蝗灾图片作为对比，再次提问：为什么看似柔弱的动物，它反而能泛滥成灾？
要想研究怎样保护濒危动物以及怎样防治有害生物，就必须研究清楚这些生物种群的数量特征以及种群的变化规律。下面，我们一起来了解种群的数量特征有哪些？
教师引导学生阅读问题探讨，思考问题1和2。
（二）讲授新课
1、种群
（1）概念：在一定的空间范围内，同种生物的全部个体叫作种群，如一片草地上的所有蒲公英。
（2）两个要素：“同种”和“全部”。“同种”即同一物种，“全部”即全部个体。
（3）两个条件：“时间”和“空间”。种群具有一定的时间和空间限制，离开一定的时间和空间的种群是不存在的。
（4）两个基本单位：种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物进化的基本单位。
（5）辨别下列哪个是种群：
一片农田中所有的水稻、一个池塘中所有的鲫鱼、一片草地上所有的蝗虫（是）
一个农民种的全部水稻、一个池塘中所有的鱼、一片森林中所有的蛇、一片草地上所有的雌兔、一片森林中所有的乔木。（不是）
（6）物种与种群的区别
①种群是物种的存在形式，是物种在自然界存在的基本单位
②同一物种可以形成许多个种群，物种无地域界限，种群有
2、种群密度
（1）概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
（2）举例：如每平米草地上有多少株蒲公英？每立方米池塘中有多少条鲤鱼？
（3）计算公式：种群密度＝种群的个体数量／空间大小（面积或体积）
（4）意义：种群密度是种群最基本的数量特征。
3、种群密度的调查方法
（1）逐个计数法
应用：调查分布范围较小，个体较大的种群
举例：调查某山坡上珙桐的种群密度
（2）估算法
①黑光灯诱捕法
黑光灯：一种特制的气体放电灯，能发出紫外光，人类对此光不敏感
应用：趋光性昆虫
举例：某温室中蛾类昆虫的种群密度（有些昆虫趋光，有些避光）
②样方法
应用：植物，昆虫卵，活动范围小、活动能力弱的动物
方法：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个
样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均
值作为该种群的种群密度估算值
举例：蚜虫、蚯蚓、跳蝻、瓢虫、青蛙
实验：调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1、确定调查对象
单子叶草本植物地上部分常是丛生或蔓生，难以确定是一株还是多株，而双子叶草本植物为单株，容易辨别其数目。
单子叶植物叶形为条形或披针形，叶脉一般是平行脉，双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
2、选取样方
①样方数目：根据调查地段的大小确定，地段面积越大，选取的样方数目越多。
②样方大小：根据被调查生物的种类和分布情况确定。乔木：100m2、灌木：16 m2、草本：1m2
③取样方法：根据取样地的形状确定，分为五点取样法（适用于正方形或不规则地块）和等距取样法（适用于长方形或长条形地块），每个小样方的形状可以是正方形、圆形、长方形等。
④取样关键：随机取样，不能掺入主观因素。
3、计数
原则：统计样方内和相邻两边及其夹角上的个体数。“计上不计下,计左不计右”
4、计算种群密度
先求各样方内的种群密度，然后再求所有样方种群密度的平均值。
提问：对于草原上的老鼠、兔子、蛇等，你能用样方法进行调查吗？
③标记重捕法
应用：活动范围大、活动能力强的动物
方法：在被调查种群的活动范围内，抽获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总体数的比例，来估算种群密度。
计算公式（种群数量）：初次捕获并标记的个体数（M）／个体总数（N）＝重捕到的标记个体数（m）／重捕到的个体总数（n），即N=（M×n）／m
种群密度＝种群数量／样方面积
注意事项：①调查期间没有大量个体的迁入和迁出、出生和死亡
②标记物和标记方法对动物寿命、行为不产生伤害
③标记物不能过于醒目，必须能维持一定的时间，不能脱落
④标记个体在整个调查种群中均匀分布，标记个体与未标记个体在重
捕时被捕概率相同。
误差分析：
① m值变大导致N偏小：
I.标记物影响了动物的活动能力，或标记物过于明使其第二次捕捉时更易被捕到。
② m值变小导致N偏大：
I.标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
Ⅱ.标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
Ⅱ.标记物易脱落，从而导致m值变小。
IV.调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
过渡：种群密度只能反映种群在一定时期的数量，不能反映种群数量的变化趋势，要想知道种群数量的消长，还要研究其他数量特征。
第2课时
1、出生率和死亡率
出生率：在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值
死亡率：在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值
计算：某年内出生（死亡）个体数／年初本种群个体总数
关系：出生率＞死亡率，种群数量增加，
出生率＜死亡率，种群数量减少，
出生率＝死亡率，种群数量相对稳定。
意义：出生率和死亡率直接决定种群密度
2、迁入率和迁出率
单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。对于城市人口变化来
说，迁入率和迁出率更是不可忽视的因素。
关系：迁入率＞迁出率，种群数量增加，
迁入率＜迁出率，种群数量减少，
迁入率＝迁出率，种群数量相对稳定。
意义：迁入率和迁出率直接决定种群密度
3、年龄结构
概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例
增长型：幼年个体＞老年个体，一段时间后，幼年个体进入繁殖期，老年个体死亡，出生率＞死亡率，种群数量增加。
稳定型：幼年个体＝老年个体，出生率＝死亡率，种群数量基本不变。
衰退型：幼年个体＜老年个体，一段时间后，出生率＜死亡率，种群数量下降。
年龄结构影响种群的出生率和死亡率，通过年龄结构，我们可以预测种群数量的变化趋势。
提问：年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？（不一定，因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响，此外，还受迁入率和迁出率的影响。）
4、性别比例
概念：指种群中雌雄个体数目的比例
意义：性别比例通过影响出生率间接影响种群密度
应用：利用人工合成性引诱剂杀死某害虫的雄性个体。
说明：性别比例一般是1:1，也有例外，如营社会生活的昆虫，雄性多于雌性，人工饲养的鸡鸭，雌性多于雄性。
总结：
5、调查种群密度的其他方法
（1）红外触发相机
用于调查身体带有天然印记的恒温动物，如虎、豹
（2）动物粪便中的微卫星DNA分子标记
（3）动物声音监测仪

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