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(共40张PPT)
第1节　种群的数量特征
第1章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.种群密度及其调查方法
概述种群密度的概念;通过案例分析明确种群密度的调查方法,特别是样方法、标记重捕法。
2.种群的数量特征
依据实例分析种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等种群的数量特征及其之间的联系。
3.调查草地中某种双子叶植物的种群密度
尝试运用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。
素养阐释
1.能运用科学思维的方法,基于具体实例,归纳、分析种群密度是种群最基本的数量特征;建构种群数量特征之间关系的概念模型,形成稳态与平衡观。
2.基于具体实例,分析种群密度估算的不同方法,并在日常生活中应用,形成学以致用的习惯。
3.通过探究实践,提升实验方案设计与实施及对实验结果分析与评价的能力。
自主预习 新知导学
一、种群密度及其调查方法
1.种群的概念:一定空间内同种生物所有个体形成的集合就是种群。
2.种群密度的概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
3.应用:濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的监测和预报、渔业上捕捞强度的确定等,都需要对种群密度进行调查研究。
4.调查方法:可以采取逐个计数或估算的方法。
5.估算种群密度的常用方法
二、出生率和死亡率
1.繁殖能力强的种群出生率高,种群增长快。如鼠、蝗虫等。
2.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。
3.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。
三、迁入率和迁出率
1.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。
2.对一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值,分别称为迁入率或迁出率。
四、年龄结构和性别比例
1.种群的年龄结构:一个种群中各年龄期的个体数目的比例,大致可以分为三种类型,分别是增长型、稳定型、衰退型。
2.性别比例(又称性比)
(1)概念:种群中雌雄个体数目的比例。
(2)意义:对种群密度有一定的影响。
(3)应用实例:利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体→改变害虫种群正常的性别比例→降低害虫的种群密度。
五、种群的数量特征之间的关系及应用
1.种群密度是种群最基本的数量特征。种群的其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度。
2.2010年第六次人口普查显示全国的出生人口性别比例为117.9,严重偏离了世界人口性别比例的正常值102~107。对此,我国政府采取了多种措施进行综合治理。到2020年,第七次人口普查结果表明,这一数据降为111.3,逐渐趋向正常水平。
六、调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1.调查对象的选取
(1)单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株;而双子叶草本植物的个体数目则易于辨别。
(2)单子叶植物的叶片一般呈条形或披针形,叶脉一般是平行脉;双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
2.样方的确定
(1)样方的大小一般以1 m2的正方形为宜。如果该种群个体数较少,样方面积可适当扩大。
(2)取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。
(3)常用的取样方法是五点取样法和等距取样法。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)一块草地上所有紫花地丁的数量就是该地紫花地丁的种群密度。
(　　)
(2)可以用样方法调查校园草地上的蒲公英的种群密度。(　　)
(3)年龄结构不是种群的数量特征。(　　)
(4)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。(　　)
(5)调查农田中某种昆虫卵的密度可以采用标记重捕法。(　　)
×
√
×
√
×
2.下列不属于种群的数量特征的是(　　)
A.种群密度　　　 B.年龄结构
C.性别比例 D.寿命
答案:D
解析:寿命是个体的特征,不是种群的数量特征。
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
下图表示种群数量特征间的关系,据图回答下列问题。
(1)图中a~f分别表示种群的什么特征
提示:a~f分别表示性别比例、年龄结构、种群密度、迁入率和迁出率、出生率、死亡率。
知识点一
种群的数量特征及其相互关系
(2)预测种群数量变化趋势主要依据图中的哪个特征 请说明理由。
提示:主要依据题图中的b,即年龄结构。因为不同年龄结构的种群中,老年、成年、幼年的个体数不同,因此可预测种群的出生率与死亡率,进而可预测种群数量的变化趋势。
(3)人们常利用性引诱剂诱杀雄性害虫,这是通过哪种措施控制害虫的种群密度
提示:该措施通过改变害虫种群正常的性别比例来降低出生率,从而降低种群密度。
[归纳提升]
1.种群的数量特征及其相互关系
(1)种群密度是种群最基本的数量特征。
(2)直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
(3)年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率,从而预测种群数量的变化趋势;性别比例能够影响种群的出生率,从而间接影响种群密度。
2.种群年龄结构的类型及判断技巧
(1)统计图
(2)曲线图和直方图
(3)各图示共性及判断技巧
无论何种图形,均应注意各年龄段个体的比例。增长型种群中的幼年个体多,老年个体少;稳定型种群中的各年龄段个体比例适中;衰退型种群中的幼年个体少,老年个体多。
3.与种群特征有关的3个易错点
(1)种群数量不等于种群密度:种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,强调“单位面积或单位体积”,故种群数量增加,种群密度不一定增加。
(2)年龄结构不决定种群密度的变化:年龄结构只是预测种群密度的变化趋势,但该趋势不一定能够实现,还要看影响种群密度变化的其他因素,如天敌等。
(3)年龄结构稳定不等于种群数量稳定:出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还与气候、食物、天敌等因素有关,如遇到剧烈的气候变化,种群数量会急剧减少。种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
[典型例题]
下图表示种群特征之间的关系。据图分析,下列说法错误的是(　　)
A.①④分别为年龄结构、
性别比例
B.种群密度完全能反映
③的变化趋势
C.研究城市人口的变迁,
迁入率和迁出率是不可忽视的
D.种群数量不只受④的影响
答案:B
解析:由题图可知,①②③④依次为年龄结构,出生率、死亡率、迁入率和迁出率,种群数量,性别比例,A项正确;种群密度能反映种群在一定时期的数量,但不能反映种群数量的变化趋势,B项错误;迁入率和迁出率会直接决定种群密度的大小,故研究城市人口的变迁,迁入率和迁出率是不可忽视的, C项正确;在自然界,种群数量除受年龄结构、性别比例的影响外,还受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响,D项正确。
【变式训练】
1.下列有关种群的叙述,错误的是(　　)
A.两个池塘中的鲤鱼不属于一个种群
B.种群密度总是随着种群出生率的增大而增大
C.性别比例会影响出生率,从而影响种群密度
D.人口的年龄结构可预测一个国家或地区人口数量的变化趋势
答案:B
解析:种群密度受出生率、死亡率、迁入率和迁出率等多个因素的影响,出生率增大,种群密度不一定增大。
2.下列关于种群的数量特征的叙述,错误的是(　　)
A.种群密度是种群最基本的数量特征
B.大熊猫种群数量的增长比田鼠慢的重要原因是其繁殖能力弱
C.增长型种群中的幼年个体最多
D.年龄结构和性别比例不影响种群密度
答案:D
解析:种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数,是种群最基本的数量特征,A项正确;大熊猫种群数量的增长比田鼠慢的重要原因是其繁殖能力弱,出生率低,B项正确;增长型种群中的幼年个体最多,成年个体次之,老年个体最少,C项正确;年龄结构通过影响出生率和死亡率来间接影响种群密度,性别比例通过影响出生率来间接影响种群密度,D项错误。
[问题引领]
1.从调查对象的活动能力和范围来看,样方法和标记重捕法分别适合调查哪类生物
提示:样方法适合调查活动能力差、活动范围小的生物,如植物和一些土壤生物等;标记重捕法适合调查活动能力强、活动范围大的生物,如大部分哺乳类、鸟类等。
2.采用样方法调查种群密度时,取样最基本的原则是什么 人为选择密度较大或较小的地点取样,会给调查结果带来怎样的影响
提示:随机取样。人为选择密度较大的地点取样会使调查结果偏大,人为选择密度较小的地点取样会使调查结果偏小。
知识点二
种群密度的调查方法
3.下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果(每个样方的面积是1 m2),其中N4样方中该植物的分布情况如下图所示。
(1)如何统计N4样方的植株数量 该样方的种群密度是多少
提示:需要统计样方以内的个体数量,以及上边和左边边缘线上的个体数量。N4样方的植株数量=5+2+1=8(株),种群密度为8株/m2。　
(2)N3的数据明显高于其他样方,能否舍弃 该植物的种群密度是多少
提示:否。该植物的种群密度=(3+7+15+8+4)/5=7.4(株/m2)。
4.某兴趣小组对草原上的野兔种群进行调查,调查的总面积是0.2 km2,第一次捕捉到32只野兔,将其全部进行标记后放归;第二次捕捉到36只野兔,其中有4只是第一次捕捉到并被标记的野兔。该野兔种群的种群密度是多少 如果标记物易脱落,则估算数据比实际数据大还是小
提示:用标记重捕法估算种群数量时,种群个体数量=(第一次捕捉到的个体数×第二次捕捉到的个体数)/第二次捕捉到的个体中被标记的个体数=(32×36)/4=288(只),种群密度=288/0.2=1 440(只/km2)。标记物易脱落会使估算数据大于实际数据。
[归纳提升]
1.种群密度调查的注意事项
(1)样方法调查种群密度的注意事项
①计数原则:同种生物个体,无论大小都要计数,若正好有个体在边界线上,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,即只计数相邻两边上的个体。
②取样原则及方法:随机取样;样方大小适中(乔木100 m2、灌木16 m2、草本1 m2);样方数量不宜太少;一般选易辨别的双子叶植物(叶脉一般呈网状);常用五点取样法(见图1)和等距取样法(见图2)。
③样方数量不宜过少。样方的数量过少,其统计结果的误差可能就较大;一般而言,样方数量越多,其统计结果越接近真实情况。但是,样方数量过多,整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看,一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。
(2)标记重捕法调查种群密度的注意事项
被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象;标记物不能过于醒目;不能影响被标记对象的正常生理活动;标记物不易脱落,能维持一定时间。
2.利用标记重捕法估算种群密度的误差分析
假设某动物种群的种群数量为A只,第一次捕获B只并标记,第二次捕获了a只,其中有b只被标记,根据公式B/A=b/a,得A=aB/b。
(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体再次被捕的机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、被标记个体放归后立刻进行第二次捕捉且在被标记个体稀少处捕获等)造成b偏小,则A偏大。
(2)若由于某种原因(如被标记个体放归后立刻进行第二次捕捉且在被标记个体密集处捕获等)造成b偏大,则A偏小。
(3)若在调查期间,调查区域有较多个体出生、死亡、迁入或迁出,也会导致估算数据出现较大误差。
[典型例题]
1.某小组为了研究某混交林的群落结构,选择了若干样地进行调查,其中A、B、C三种乔木种群的调查结果如下表所示(1 hm2=10 000 m2)。
乔木 树种 老年植株 成年植株 幼年植株 密度/ (株·hm-2) 占种群 数量的 比例/% 密度/ (株·hm-2) 占种群 数量的 比例/% 密度/ (株·hm-2) 占种群
数量的
比例/%
A 1 267 100.00 0 0 0 0
B 50 31.06 55 34.16 56 34.78
C 50 4.95 80 7.92 880 87.13
(1)据表可知,　　　　　种群属于增长型种群,　　　　　种群属于衰退型种群,　　　　　种群属于稳定型种群。
(2)该小组采用的种群密度调查方法是样方法,取样时要做到随机取样,其目的是　　　　　　　　　　。若要调查该群落中松鼠种群的种群密度,则应采用　　　　　法,理由是　　　　　　　　　　。
答案:(1)C　A　B　(2)保证调查结论可靠　标记重捕　松鼠活动能力强,活动范围大
解析:(1)由题表可知,A乔木种群中只存在老年植株,属于衰退型种群;B乔木种群中老年植株、成年植株和幼年植株的数量基本相同,属于稳定型种群;C乔木种群中幼年植株多,老年植株少,属于增长型种群。(2)为了减少主观因素造成的样本差异,保证调查结论可靠,取样时要做到随机取样。松鼠活动能力强,活动范围大,调查其种群密度时应采用标记重捕法。
2.某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查,所调查范围的总面积为2 hm2(1 hm2=10 000 m2),统计所捕获的田鼠数量、性别等,并进行标记后放归,3 d后进行重捕,所得到的调查数据如下表所示(单位:只)。
下列是某同学对数据的分析
结果,正确的是(　　)
A.此调查方法可以用来调查
作物植株上蚜虫的种群密度
B.若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,则估算的种群密度比实际低
C.综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7∶2
D.该地区这种田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
答案:D
项目 捕获数 标记数 雌性个 体数 雄性个
体数
初捕 50 50 28 22
重捕 50 10 32 18
解析:作物植株上的蚜虫活动能力弱,活动范围小,适合用样方法调查其种群密度,A项错误;标记重捕法理论计算公式为N(种群个体数)=M(标记个体数)×n(重捕个体数)/m(重捕中标记个体数),若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,即m值减小,N值会增大,B项错误;通过两次捕获情况,不能确定该田鼠种群的性别比例(捕获次数过少,偶然性较大),C项错误;该地区这种田鼠的数量=(50×50)/10=250(只),所调查范围的总面积为2 hm2,则该地区这种田鼠的种群密度约为125只/hm2,D项正确。
【变式训练】
下列关于种群密度的说法,错误的是(　　)
A.某森林每平方千米范围内猞猁的数量是其种群密度
B.进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源
C.样方法调查得到的是某种群种群密度的估算值
D.调查动物种群密度的方法都是标记重捕法
答案:D
解析:调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度常用标记重捕法,调查蚜虫、蚯蚓等活动范围较小的动物的种群密度常用样方法。
课堂小结

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