1.1种群的数量特征课件(共64张PPT)2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

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1.1种群的数量特征课件(共64张PPT)2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

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(共64张PPT)
1.种群的概念?
2.种群的数量特征有哪些?
3.种群密度的概念?调查种群密度的意义?种群密度的调查方法?
4.样方法的概念?适用范围?取样的关键?常用的取样方法?样方的多少?样方大小?计数的原则?
5.标记重捕法的概念?适用范围?计算公式?误差分析?注意事项?
6.出生率、死亡率的概念?影响出生率的重要原因?迁入率、迁出率的概念?年龄结构的概念?类型?研究意义?性别比例的概念?应用?
7.种群各数量特征之间的关系?
8.群落的空间结构?
第1节 种群的数量特征
(第一课时)
目标导航:
1、列举种群的数量特征,并说出它们之间的关系
2、说出调查种群密度的主要方法,运用样方法调查草地某种双子叶植物的种群密度
第1章 种群及其动态
概念理解
庄园池塘中的全部鱼。( )
庄园池塘中的全部鲤鱼。( )
庄园两个池塘内的全部青蛙。( )
庄园内一片草地上的全部植物。( )
庄园内树林里的成年猕猴。( )





朋友庄园
种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
一片草地上的所有蒲公英
一片树林中的全部猕猴
三个要素:同一区域 同一物种(界门纲目科属种) 全部个体
温故知新
两个基本单位:种群是生物进化的基本单位;种群是繁殖的基本单位。
3.池塘中如何确认放养量,即能充分利用资源,又能取得最好经济效益?
1.猕猴雌性个体和雄性个体的数量各有多少?每只猕猴有多大生活面积?其数量以后增长吗?
朋友问题:
2.怎样控制害虫数量,以防止虫灾发生
任务一:种群密度
预习教材P2-3,回答以下问题:
1 种群密度的概念是什么?
2 如何表示(计算)种群密度?
3 是不是种群数量多,种群密度就大?
1 种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数。
陆生生物
水生生物
种群密度是种群最基本的数量特征。
教材P2
任务一:种群密度
判断下列各项是否属于种群密度:
(1)庄园中养的鸡的数量( )
(2)状元池塘中单位体积内鲤鱼数量( )
(3)庄园内蔬菜田里单位面积内蔬菜的数量( )



2 是不是种群数量多,种群密度就大?
不是;因为种群密度强调的是单位面积或单位体积中的个体数。
3 种群密度计算公式:
种群密度
种群的个体数量
面积或体积
如何计数?
如何测量?
任务一:种群密度
任务二:种群密度的调查方法
先阅读课本第2-3页,然后小组讨论解决问题:
(1)用什么方法最适合统计庄园中猕猴的种群密度?
说出你选择这种方法的理由
(2)统计庄园中美国白蛾的种群密度还可以用逐个计数法吗?说出理由
(3)如何统计庄园中地黄种群密度?统计过程中有哪些注意事项?
(4)调查池塘中的鱼种群密度用什么方法?简要说出操作流程
1 逐个计数法
分布范围较小、个体较大的种群
注意:数量较少的濒危生物,即使分布范围较大,也可以采用逐个计数法计算种群密度。
任务二:种群密度的其调查方法

种群密度及其调查方法
(2)适用范围:
(1)原理:
黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用,是杀虫用灯的理想光源。
对于有_______的昆虫,可以用________________
的方法来估算它们的种群密度。
黑光灯进行灯光诱捕
趋光性
2 估算法
2.1黑光灯诱捕法
任务二:种群密度的调查方法
分布范围较大,个体较小

种群密度及其调查方法
(1)概念 :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。
2 估算法
2.2 样方法——(估算种群密度常用的方法之一)
任务二:种群密度的调查方法
(2)适用范围:调查植物,及 、 ____________的动物。
活动能力弱
活动范围小
分布范围较大,个体较小
五点取样法
等距取样法
随机取样
当调查的总体为非长条形时,可用此法取样。在总体中按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。
调查的总体为长条形时,可用等距取样法,先将调查总体分成若干等份,由抽样比率决定距离或间隔,然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法,叫做等距取样法
任务二:种群密度的调查方法
(3)样方法估算种群密度,取样的关键是什么?为什么?
(4)样方大小、数量多少合适?
任务二:种群密度的调查方法
样方多少:根据总面积大小,面积大,样方多;面积小,样方少。
样方大小:视调查对象的大小及分布情况而定。
一般情况下,草本1 m2;灌木16 m2;乔木100 m2。
草本 1m2
灌木 16m2
乔木 100m2

种群密度及其调查方法
原则:
同种生物个体无论大小都要计数;
若正好在边界线上,应“计上不计下,计左不计右”,即只计数相邻两边及夹角上的个体。
(5)怎么科学计数每个样方的数量?
10个
任务二:种群密度的调查方法
探究·实践 调查草地中某双子叶植物的种群密度
根据已掌握的调查种群密度的研究方法,
简要说出你的调查流程
制定调查方案
实施调查方案
样方
样方大小
样方多少
取样方法
样方内计数
随机取样
根据调查对象的大小和密度适当调整,一般不小于1m2
一般不少于5个,多一些计数结果更准确
边角上的个体,计上不计下,计左不计右
关键 核心
五点取样法
等距取样法

种群密度及其调查方法
2 估算法
2.3 标记重捕法
适用范围:活动能力强,
活动范围大动物
任务二 种群密度调查方法
我们先做个类似实验!
2 估算法
2.3 标记重捕法
任务二 种群密度调查方法
1.先取出部分珠子(10个)
2 估算法
2.3标记重捕法
任务二 种群密度调查方法
2.把它们都做上标记(涂红)
1.先取出部分珠子(10个)
2 估算法
2.3 标记重捕法
任务二 种群密度调查方法
3.把标记好的珠子放回桶中并摇匀!
1.先取出部分珠子(10个)
2.把它们都做上标记(涂红)
2 估算法
2.3标记重捕法
任务二 种群密度调查方法
4.再次取出部分珠子(8个)
1.先取出部分珠子(10个)
2.把它们都做上标记(涂红)
3.把标记好的珠子放回桶中并摇匀!
第一次10个红珠子占所有珠子的概率
第二次2个红珠子占8个珠子的概率
=
10
N
=
2
8
N=40
2估算法
2.3 标记重捕法
任务二 种群密度调查方法

种群密度及其调查方法
(1)概念:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,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个体数的比例,来估算种群密度。
2 估算法
2.3 标记重捕法
根据课本P3和刚才模拟实验,请你简要描述调查池塘中鲤鱼的种群密度过程
任务二 种群密度调查方法
(2)公式
初捕标记数(M)
种群个体总数(N)
重捕中标记个体数(m)
重捕总个体数(n)
=
N总=
M标×n重总
m重标

种群密度及其调查方法
任务二 种群密度调查方法
思考:
问题1、以下标记方法是多组成员设想
或者尝试的,请评价一下标记方法
(1)剪掉部分鱼鳍或者用夹子夹住鱼的鱼鳍
(2)用油性笔标记鱼的皮肤或用用橡胶圈绑在鱼尾
(3)将扭扭棒固定在鱼尾
(4)用透明胶带固定在鱼尾
回顾:模拟标记重捕法统计池塘中鲤鱼种群密度

种群密度及其调查方法
任务二 种群密度调查方法
问题2:以下行为是部分同学在模拟实验过程中出现的情况,请评价
(1)A同学在调查时尝试多种标记方法均无结果,提出将鱼直接捞出后记 数,该方法用于调查池塘中鲤鱼种群密度可行吗?
(2)B同学提出,能否捞起部分鲤鱼,再放入鲫鱼或其它鱼类代替,你认为这样可行吗?
(3)C同学在重捕时没有发现标记的鱼,很失望,在捕捞时有意寻找被标记的鱼,请你评价没有标记的鱼的可能原因和该同学的捕捞方法
a. 若被标记个体的标记物脱落,则估算值偏 ;
b. 若被标记个体易被天敌捕食,则估算值偏 ;
c. 若被标记个体变得狡猾,不易再次被调查者捕捉,则估算值偏 。



重捕中被标记个数(m)
重捕总个体数(n)
=
初捕标记数(M)
种群数量(N)
Mn
m
=
N
(3)标记重捕法 误差分析:
d. 若个体间相互接触,未被标记个体也沾上了标记颜料,则估算值偏 ;
e. 若被标记个体标记物过于醒目,导致比未标记的更容易被重捕,则估算值偏 ;
f. 若标志物影响动物的活动,导致更容易被捉到,则估算值偏 。



a. 标记物不能过分醒目。
b. 标记物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动。
c. 标记物不易脱落,标记符号必须能够维持一定的时间,不能消失。
d. 标记个体需与未标志个体混合均匀后再重捕,保证所有个体在重捕时被捕的概率相等。
e. 调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡。
(4)标记重捕法注意事项:
标记环、耳钉、涂色、植入芯片等
任务二 种群密度调查方法

种群密度及其调查方法
随堂练习
1.下列有关样方法和标记重捕法的叙述,错误的是 ( )
A.五点取样法、等距取样法是样方法调查种群密度时常采用的取样方法
B.样方法取样的关键是要做到随机取样
C.调查跳蝻的种群密度应该用标记重捕法
D.标记重捕法中,因捕获后的动物难以再次被捕获,故会导致估算值比实际值偏大
2.下列有关种群密度调查方法的说法正确的是( )
A.标记重捕法调查期间,种群最好没有迁入和迁出
B.调查森林中乔木和灌木的种群密度,两者的样方大须一致
C.标记重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域聘均匀分布的
D.进行湖泊中水禽的数量调查时,样方应设置在近岸水、水草丰富的区域点拨
C
A

种群密度及其调查方法
随堂练习
C
B
3.为调查黄鹂的种群密度,用捕鸟网捕获50 只鸟,其中黄鹂 10 只,做标记后均放回自然界,第二年又捕获了50只鸟,其中有标记的黄鹂4只,没有标记的黄鹂8只,则此地区黄鹂的种群数量大约为( )
A.15 B.30 C.45 D.75
4.下列有关调查动物种群密度方法的叙述,正确的是( )
A.调查草地中跳蝻的种群密度一般不采月用样方法
B.对活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查其种群密度
C.调查池塘中变形虫、草履虫等单细胞动物的种群密度可用抽样检测法
D.对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用标记重捕法调查其种群密度

种群密度及其调查方法
任务二 种群密度调查方法
除了以上三种种群密度的调查方法外,大家还能想到其他方法吗?
活动能力大

种群密度及其调查方法
任务二 种群密度调查方法
如何选择适合的种群密度调查方法?
一看
个体数量

直接计数
二看
生物类型
植物
样方法
二看
生物类型
活动能力小
样方法

动物
标记重捕法
实战演练:要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度,你将分别采取什么办法?说说你做出选择的理由。
鼠:标记重捕法
蚯蚓:样方法
“三看法”选择适合的种群密度调查方法
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物(如蚜虫、跳蝻)
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
反映一定时期的数量,不能反映变化趋势
课堂小结
调查种群数量的其他方法
任务二 种群密度调查方法
红外触发相机
在动物的栖息地布设若干台红外触发相机,恒温动物一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频
任务二种群密度调查方法
动物粪便
任务二 种群密度调查方法
动物的声音
动物的声音也存在个体差异,成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。
长臂猿


秧鸡
(点击图片听声音与暂停)

种群密度及其调查方法
长臂猿


秧鸡

任务二 种群密度调查方法
动物的声音
动物的声音也存在个体差异,成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。
种群密度反映了种群在一定时期的数量,但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。要想知道种群数量的消长,还需要研究种群的出生率(birth rate)和死亡率(death rate)等其他数量特征。

出生率和死亡率
为什么东北豹、大熊猫等动物在实施人为保护的措施下,种群数量仍不能迅速增长
任务三 出生率和死亡率

出生率和死亡率
为什么东北豹、大熊猫等动物在实施人为保护的措施下,种群数量仍不能迅速增长
而鼠、蝗虫等动物,尽管人们采取各种防除措施,却仍然数量繁多,屡屡为害?
2. 出生率和死亡率

出生率和死亡率
而鼠、蝗虫等动物,尽管人们采取各种防除措施,却仍然数量繁多,屡屡为害?
东北豹每年最多生一胎,通常每胎产仔2~3只,偶尔有产仔1只或4只的情况,幼豹2~3岁后性成熟。
老鼠45天左右可繁殖一次。母鼠生长2个月就可生殖,其怀孕到生产的时间一般在3-4周左右,其一年可生6-8胎,每胎能产仔5-10个。
繁殖能力的差别是重要原因
繁殖能力强,出生率一般较高
2. 出生率和死亡率

种群密度及其调查方法
2. 出生率和死亡率
出生率:单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。
例如,2015年,我国大陆总人口约为13.7亿,2015年出生1655万人,我国大陆人口在这一年的出生率约为多少?
12‰
例如,2015年,我国大陆死亡人口为975万,死亡率约为多少?
7‰
死亡率:单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。

种群密度及其调查方法
2. 出生率和死亡率
出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素;
直接决定种群密度的大小。
意义:
出生率和死亡率 种群密度
出生率>死亡率
出生率=死亡率
出生率<死亡率
增加
降低
不变
随着人类在这片森林里采伐林木、垦荒种地、建设铁路,东北豹逐渐从这里迁出,几近消失。
近些年来,国家高度重视对东北虎、东北豹等濒危动物的保护,采取了一系列有效的措施,如全面禁猎,禁止商业性采伐林木,建立自然保护区、国家公园等。随着环境的大大改善,东北豹逐渐回归、迁入我国东北地区。

种群密度及其调查方法
任务四 迁入率和迁出率
迁入率:单位时间内迁入的个体占该种群个体总数的比值。
迁出率:单位时间内迁出的个体占该种群个体总数的比值。
迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的直接因素。
意义:

种群密度及其调查方法
任务四 迁入率和迁出率
迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的直接因素。
意义:
迁入率和迁出率 种群密度
迁入率>迁出率
迁入率=迁出率
迁入率<迁出率
增加
降低
不变
如果研究一座城市人口的变化,迁入率和迁出率是不可忽视的因素。
思考·讨论
讨论: 一个种群中各年龄期的个体数目比例
1.图中A、B、C 三种年龄结构的种群,哪种类型的种群数量会越来越大,属于增长型?哪种类型的种群数量会越来越小,属于衰退型?哪种类型的种群数量会在一段时间内保持相对稳定,属于稳定型?为什么?
分析种群的年龄结构
思考·讨论
类型 增长型 稳定型 衰退型
年龄特征 幼年个体___, 老年个体___ 各年龄期个体数_______ 幼年个体___,
老年个体___
发展趋势 出生率___死亡率,种群密度_____ 出生率___死亡率,种群密度________ 出生率___死亡率,种群密度_____
图示


比例相当



增大

相对稳定

减小
年龄结构通过影响 和 来影响种群密度。
出生率
死亡率
思考·讨论
讨论:
2.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 年龄结构为衰退型的种群呢?
不一定,因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成,还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外,种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
年龄组成为衰退型的种群,种群数量一般会越来越小,但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
可预测种群密度和数量的变化趋势。
意义:
但是这种趋势不一定能实现
思考·讨论
讨论:
3.据统计,1990—2013年的24年间,我国0~14岁少年儿童的人口占总人口的比例由27.69%下降到16.41%;15~64岁人口的比例由66.74%上升到73.92%;65岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到9.67%。这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化?
这说明我国少年儿童的人口占比在减少,老龄人口占比在增加。我们应该关注我国人口的老龄化问题。

种群密度及其调查方法
任务五 年龄结构和性别比例
年龄结构的几种表示方法:
A
B
C
幼年
成年
老年
D
E
F
A ,
B ,
C ,
D ,
E ,
F 。
增长型
稳定型
衰退型
增长型
稳定型
衰退型
问题探讨
2015年,我国科学家基于长期的野外观测查明:在我国东北长白山脉北部地区,共监测到东北豹42只,其中,幼体2只,雄性和雌性的成体分别为21只和17只,未能判断性别的成体2只。
东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率,从而影响种群数量的变化。
红外触发相机拍摄到的东北豹
讨论:调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义?

种群密度及其调查方法
任务五 年龄结构和性别比例
性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。
类型:
注意:这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体,如工蜂就不计算在内。
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
多见于营社会生活的昆虫
注意:不是所有种群都有性别比例,如某些雌雄同株的植物。

种群密度及其调查方法
与实践联系
雌蛾
雄蛾
性外激素
雄 蛾
奇怪,明明很香,怎么没看到美女啊?
人工合成的性外激素
使用性引诱剂诱杀雄虫
雌 :雄≈1
不合理的性别比例(雌:雄>1)
种群出生率下降
任务五 年龄结构和性别比例

种群密度及其调查方法
利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体,改变了害虫种群正常的性别比例,就会使很多雌性个体不能完成交配,从而使该种害虫的种群密度明显降低。
与实践联系:
为什么改变了种群正常的性别比例,种群密度会明显降低?
降低了种群的出生率
性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
意义:
注意:正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择形成的的性别比例,并不一定是雌雄相当型。
任务五 年龄结构和性别比例
与社会的联系
任务六:建构种群的数量特征模型
种群的数量特征:
种群密度
(最基本)
(+)
(-)
调查方法
估算(主要)
出生率
迁入率
迁出率
死亡率
性别比例
年龄组成
样方法
标记重捕法
预测变化方向
间接影响
直接决定
直接决定
1. 种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有关的表述是否正确。
(1)一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。 ( )
(2)调査青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。( )
(3)种群密度与出生率成正比。( )
6.1 概念检测



2.科技人员为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效果,随机选3块麦田,在每块田中做对照实验,施药60天后调查猪殃殃的密度。取样方法为每个处理随机取5个样方,每个样方为1m2。调査结果为对照组411.75株/m2, 实验组35.00株/m2。下列分析正确的是 ( )
A.样方数量过少,面积适当
B.样方面积过小,数量适当
C.杂草株数应为整数,对照组数据有误
D.实验组数据可信,该除草剂施用效果显著
4.1 概念检测
D
6.2 拓展应用
1.在某池塘中,第一次捕获鲫鱼106条,做上标记后放回;第二次捕获鲫鱼91条,其中有标记的为25条。由此估算该池塘中共有鲫鱼 条。
2.下图A、B分别为两个国家人口的年龄结构图,纵轴示年龄,横轴示各年龄段人口占总人口的百分比。据此图可判断,未来人口增长率高的国家是 。
386
B
6.2 拓展应用
3. 2003年,我国颁布法律,禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,请简要说明这一规定的意义。
一般新生儿的男女性别比例大致为1:1。禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,有利于维系性别比例均衡,进而有利于维持社会的和谐稳定
谢谢聆听!
同学们辛苦啦!

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