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第1章 种群及其动态
第1节　种群的数量特征
课时目标 1.运用稳态与平衡观，说明种群的数量特征。(生命观念)
2．采用分析与比较、模型与建模的方法，分析种群各数量特征之间的关系。(科学思维)
3．设计并实施实验方案，运用样方法调查种群密度。(科学探究)
4．关注野生濒危动物的保护。(社会责任)
一、种群密度及其调查方法
1．概念：种群在单位____或单位____中的个体数。种群密度是种群______的数量特征。
2．应用
(1)濒危动物____。
(2)农田杂草状况调查。
(3)________的监测和预报。
(4)渔业上________的确定。
面积
体积
最基本
保护
农林害虫
捕捞强度
3．种群密度的调查方法
(1)调查方法的选择[连线]
(2)样方法
①步骤
②实例：调查蒲公英、昆虫卵、____、____等的种群密度。
蚜虫
跳蝻
(3)标记重捕法
①步骤：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体→做上____后再放回原来的环境→一段时间后进行____→根据重捕到的动物中__________占总个体数的比例，来估算种群密度。
②实例：调查一个1 hm2草原中某种鼠的种群密度，第一次捕获并标记30只鼠，第二次捕获28只鼠，其中有标记鼠7只，这样就可以估算出这种鼠的种群密度为______只/hm2。
标记
重捕
标记个体数
120
二、种群的其他数量特征及关系
1．出生率和死亡率
(1)概念：在单位时间内____________的个体数目占______________的比值。
(2)与种群密度的关系
新产生或死亡
该种群个体总数
2．迁入率和迁出率
(1)概念：单位时间内__________的个体占______________的比值。
(2)与种群密度的关系
迁入或迁出
该种群个体总数
3．年龄结构
(1)概念：一个种群中________的个体数目的比例。
各年龄期
(2)类型
模型图 类型 出生率与死亡率的大小 种群密度变化趋势
____型 出生率__死亡率 ____
____型 出生率__死亡率 ________
____型 出生率__死亡率 ____
注：图例中 表示老年个体数， 表示成年个体数， 表示幼年个体数。
增长
>
增大
稳定
≈
相对稳定
衰退
<
减小
(3)意义：可____种群数量的变化趋势。
4．性别比例
(1)概念：种群中____个体数目的比例。
(2)应用举例：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________→降低害虫出生率从而降低害虫的________。
预测
雌雄
性别比例
种群密度
5．相互关系
(1)______________、______________直接决定种群密度。
(2)________影响出生率和死亡率；________影响出生率，进而影响种群密度。
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄结构
性别比例
◆名师点睛
1．种群密度≠种群数量：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，反之亦然。
2．年龄结构并不决定种群密度的大小，而是预测种群密度变化趋势的主要依据，但这种预测的趋势不一定能出现。
3．并不是所有种群都具有性别比例，如某些雌雄同株的植物种群无性别比例。
4．利用标记重捕法调查种群密度时重捕的时间间隔不能太短或太长：
(1)间隔太短：被标记个体与未被标记个体未充分混合，会出现较大误差。
(2)间隔时间太长：种群密度可能因出生和死亡、迁入和迁出等因素发生改变，造成估算数据不准确。
◆视野拓展
性别比例的类型
(1)雌雄相当：多见于高等动物，如猩猩等。
(2)雌多于雄：多见于人工控制的种群，如鸡、鸭等。
(3)雄多于雌：多见于营社会性生活的昆虫，如白蚁、蜜蜂等。
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
1．用样方法调查蒲公英种群密度时，应在分布较密的地区取样。 (　　)
2．调查土壤中蚯蚓种群密度可用标记重捕法。 (　　)
3．种群密度可以反映种群数量的变化趋势。 (　　)
4．出生率和死亡率、迁入率和迁出率都直接影响种群数量的变化。(　　)
×
×
√
×
5．城市人口的剧增，主要是迁入率大于迁出率造成的。 (　　)
6．我国禁止非医学需要的胎儿性别鉴定，主要是为了维持我国正常的性别比例。 (　　)
√
√
◆思维启迪
1．某小组为方便计数，选择植物生长稀疏处进行取样调查，最后调查结果与其他小组调查结果相差较大，该小组错在哪里？
提示：没有做到随机取样。
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？为什么？
提示：不一定。这是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，此外种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
任务一__种群密度的调查方法
材料一　某中学生物兴趣小组对校园生物园内的蒲公英进行调查，得到下表所示的数据(种群密度单位：株/m2)。
样方 1 2 3 4 5 6 7 8
种群密度 4 6 12 5 3 10 9 7
材料二　某生物兴趣小组欲调查某一区域中的田鼠的种群密度。第一次捕获M只田鼠，标记后再放回原来的环境，一段时间后，又捕获了m只田鼠，其中带标记的有n只。
[问题探究]
1．根据材料一探究下列问题：
(1)样方法只适合调查植物的种群密度吗？请说明理由。
答案：不是。样方法适合调查植物和活动能力较弱、活动范围较小的动物的种群密度。
(2)该校园生物园内蒲公英的种群密度为多少？
答案：蒲公英的种群密度＝(4＋6＋12＋5＋3＋10＋9＋7)÷8＝7株/m2。
2．根据材料二探究下列问题：
(1)该区域田鼠的数量大致有多少只？
答案：Mm/n只。
(2)如果田鼠的标记物脱落，对调查结果会产生什么影响？
答案：会导致调查结果偏大。
1．采用样方法的注意事项
(1)样方大小的确定：一般来说，样方大小与植株大小呈正相关，如乔木——100 m2，灌木——16 m2，草本——1 m2；若样方中被调查个体数较少，应适当扩大样方面积；样方形状以正方形为宜。
(2)样方数目的确定：样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说，选取样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。
(3)常用的取样方法：五点取样法和等距取样法。
(4)取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。
(5)同种生物无论个体大小都要统计。
(6)对于压在边线上的个体，原则上统计一半边线上的个体。如果是方形样方，需要统计相邻两边及其夹角上的个体，常见的是“计上不计下，计左不计右”。(如下图所示，图中“ ”即为要统计的个体)
2．采用标记重捕法应满足的条件
(1)标记物不易消失、脱落。
(2)标记物不会对动物造成行为和寿命上的伤害。
(3)标记物不能过分醒目。
(4)标记后充分混合再进行重捕。
(5)所有个体在重捕时被捕获的概率相等。
(6)在调查期间没有大量个体的出生、死亡、迁入和迁出。
3．利用标记重捕法估算种群密度的 “误差”分析
1．(2025·天津高二检测)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。下列关于种群密度调查方法的叙述，错误的是 (　　)
A．在调查分布范围较小、个体较大的某些种群时，可以逐个计数
B.调查猛禽和猛兽的种群密度可采用红外相机拍摄的方法
C．利用样方法调查某植物的种群密度时，取样时要做到随机取样
D．用黑光灯诱捕的方法估算某趋光性昆虫密度属于标记重捕法
D
解析：
在调查分布范围较小、个体较大的某些种群时，可以逐个计数，A正确；调查猛禽和猛兽的种群密度可采用红外相机拍摄的方法，B正确；样方法成功的关键是随机取样，C正确；对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法估算它们的种群密度，该方法不属于标记重捕法，D错误。
2．建立自然保护区是保护生物多样性的重要措施。罗浮山自然保护区的黑桫椤(木本蕨类植物)主要分布于一条溪流的两侧。研究人员选取10 m×10 m的20个样方，调查黑桫椤的种群密度，结果如下表。
样带 黑桫椤个体数 平均值
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A 7 17 5 10 6 16 7 14 15 6 10.3
B 19 6 10 14 8 11 5 18 5 4 10.0
下列叙述错误的是 (　　)
A．研究植物种群时，选取样方应做到随机取样
B．本调查中，样方位置的选取宜采用五点取样法
C．表中的样带A和样带B应分别设置在溪流的两侧
D．该调查区域黑桫椤的种群密度约为10.15×10-2株/m2
B
解析：
研究植物种群时，应采用样方法，样方的选取应遵循随机取样原则，A正确；该保护区中黑桫椤主要分布于一条溪流的两侧，因此题表中的样带A和B应分别位于溪流两侧，溪流两侧为狭长地带，故样方位置的选取应采用等距取样法，B错误、C正确；分析表中数据可知，样带A、B的平均密度分别是10.3×10-2株/m2、10.0×10-2株/m2，所以该调查区域黑桫椤的种群密度约为(10.3×10-2＋10.0×10-2)÷2＝10.15×10-2株/m2，D正确。
3．(2025·北京高二检测)为调查贵州梵净山金丝猴的种群密度，某科研小组在1公顷范围内，第一年捕获30只猴，其中金丝猴5只，做标记后原地放回，第二年又捕获30只猴，其中有标记的金丝猴2只，没有标记的金丝猴6只。已知标记物不影响金丝猴的生存和活动，但金丝猴有记忆，再次被捕获的概率会降低。下列叙述错误的是 (　　)
A．该调查方法得到的结果往往会比金丝猴的实际种群密度偏大
B．如果在两次捕猴期间发生山林大火，则调查结果是不准确的
C．通过计算可以估得该地区金丝猴的种群密度为20只/公顷
D．上述方法也可用来调查梵净山蚜虫和跳蝻等动物的种群密度
D
解析：
种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获的标记个体数，金丝猴有记忆，再次被捕概率会降低，第二次捕获的标记个体数会更少，所以该统计方法得到的结果往往会比金丝猴实际的种群密度偏大，A正确；若在两次捕猴期间发生山林大火，则金丝猴存在死亡，统计结果不准确，B正确；根据种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获的标记个体数，此地区金丝猴的种群密度大约为5×8÷2＝20只/公顷，C正确；蚜虫和跳蝻的活动能力弱，活动范围小，一般用样方法调查两者的种群密度，D错误。
“两看法”选择恰当的种群密度调查方法
任务二__种群的数量特征及关系
材料一　下图是某市近年来人口的出生率和死亡率的变化曲线。
材料二　下图A、B分别为两个国家人口的年龄结构图。
[问题探究]
1．根据材料一探究下列问题：
(1)该市人口数量的变化趋势是什么？从出生率和死亡率角度分析，原因是什么？
答案：人口数量迅速增长。原因是出生率大于死亡率，且出生率持续上升，死亡率持续下降。
(2)能够影响该市人口数量的因素还有什么？
答案：迁入率和迁出率。
2．根据材料二探究下列问题：
(1)图A所代表国家的年龄结构为什么类型？说明判断的依据。
答案：稳定型。各年龄段人口均衡。
(2)图B所代表国家的年龄结构为什么类型？说明判断的依据。
答案：增长型。幼年人口多于老年人口。
1．年龄结构的三种表示方法
(1)统计图
(2)曲线图
(3)柱形图
2．种群的数量特征之间的关系
(1)图解
(2)分析
①种群密度是种群最基本的数量特征，可反映种群在一定时期的数量。
②决定种群大小和种群密度的直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
1．某保护区内金丝猴的种群年龄结构如下图所示，若不考虑其他因素，该金丝猴种群数量的变化趋势是 (　　)
A．逐渐增加 B．逐渐减少
C．保持稳定 D．无法确定
A
解析：
据图分析，该金丝猴种群中青少年个体数量较多，老年个体数量较少，年龄结构属于增长型，故预测该金丝猴种群数量会逐渐增加，A正确。
2．(2025·扬州高二检测)下图为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列叙述正确的是 (　　)
A．a～d时间段内，d点鲤鱼种群的数量最少
B．b～c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少
C．第a年和第b年，鲤鱼种群的数量相等
D．鲤鱼种群的性别比例通过影响出生率和死亡率来影响种群密度
A
解析：
a～d时间段内，鲤鱼种群的出生率与死亡率的比值先大于1后小于1，说明鲤鱼种群的数量先增加后减少，d点鲤鱼种群的数量最少，A正确；b～c时间段内，鲤鱼种群的出生率与死亡率的比值由大于1降为等于1后再降为小于1，说明该鲤鱼种群的数量先增加后减少，B错误；在a～b时间段内，鲤鱼种群的出生率与死亡率的比值大于1，说明该鲤鱼种群的数量一直在持续增加，第a年和第b年的鲤鱼种群的出生率与死亡率的比值虽然相等并大于1，但第b年的鲤鱼种群的数量大于第a年的鲤鱼种群的数量，C 错误；鲤鱼种群的性别比例通过影响出生率来影响种群密度，D错误。
3．(2024·榆林高二检测)下图是某种群的数量特征示意图，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．M、N、G、H分别指的是迁入率、出生率、死亡率、迁出率
B．种群密度是种群最基本的数量特征，随出生率的增大而增大
B
C．年龄结构能预测种群数量的变化趋势
D．用性引诱剂诱杀雄虫可降低害虫种群密度
解析：
由题图可知，性别比例和年龄结构不影响 M、H的变化，而两者分别引起种群密度增加、减少，因此分别表示迁入率、迁出率，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，因此N表示出生率，G表示死亡率，A正确；种群密度是种群最基本的数量特征，当出生率/死亡率大于1时种群密度会增加，B错误；年龄结构可以预测未来一段时间内出生率和死亡率的变化，因此可以预测种群数量变化，C正确；用性引诱剂诱杀雄虫可改变性别比例，降低交配率，进而降低害虫种群密度，D正确。
蝗虫种群密度的调查——科学探究与社会责任
蝗虫主要取食禾本科植物的茎叶，是一种农业害虫，蝗灾对农业、经济和环境构成了重大威胁。科研工作者在蝗虫聚居地发现了一种释放量低但生物活性非常高的群居信息素4-乙烯基苯甲醚(4-VA)。研究表明，在群居信息素的作用下，蝗虫种群可以由散居型转变为群居型，形成超大型种群。为进一步确定4-VA的作用，科研人员利用4-VA及溶剂进行图1(黑色表示添加了4-VA的样方区域)所示的室外草地诱捕实验，其结果如图2所示。
设计1：考查知识迁移与实验方法应用的辨析能力
(1)调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度常用样方法，但调查蝗虫成虫却不适合用样方法，原因是__________________________________________。有人提议采用空中拍照技术调查蝗虫成虫的种群密度，但也有人反对采用该技术，你认为反对的理由是__________________________________
___________________________________________________________________________。
设计2：考查实验原则的应用与长句表达能力
(2)采用图1所示的方法进行室外草地诱捕实验时，需要设置样方，并将诱捕器置于样方内。设置样方时，实验组与对照组要交替进行，除此之外还需要考虑的因素是_________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。
设计3：考查实验分析能力
(3)分析图2可以得出结论：群居信息素4-VA可以吸引蝗虫种群由散居型转变为群居型，其依据是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)成虫活动能力强，活动范围大　蝗虫个体比较小，且大多数群居，从照片中不易辨别个体数目
(2)实验组与对照组样方的大小要相同且合适；样方与样方之间的距离要相等；各样方与中心点的距离要相等
(3)与对照组相比，添加了4-VA的样方区域内蝗虫的数量明显增多
解析：
(1)蝗虫成虫活动能力强，活动范围大，故不宜采用样方法调查蝗虫成虫的种群密度。蝗虫个体比较小，且大多数群居，用空中拍照技术调查蝗虫成虫的种群密度时，从照片中不易辨别个体数目，故也有人反对采用该技术。(2)设置样方时，各样方的设置应该保持一致，需考虑的因素有样方大小、距离中心点的距离、各样方之间的距离等。(3)由图2可知，与对照组相比，使用4-VA的样方区域内蝗虫的数量显著增加，说明群居信息素4-VA可以吸引蝗虫种群由散居型转变为群居型。
1．(2025·武汉高二检测)被誉为“中国的鸽子树”的珙桐是我国特有的濒临灭绝的“活化石”植物。为保护该植物，科研人员在植物园中进行大面积带状种植，随后逐年调查其种群密度。下列叙述正确的是(　　)
A．自然界中的珙桐和植物园中的珙桐为同一种群
B．采取五点取样法调查植物园中珙桐的种群密度
C．种群最基本的数量特征是年龄结构和性别比例
D．引进外来物种可能对珙桐的种群密度产生影响
D
解析：
种群是指同一时间生活在一定的自然区域内，同种生物所有个体形成的集合，自然界分布的珙桐和植物园中的珙桐不是同一种群，A错误；利用样方法调查植物种群密度时，常用的取样方法有五点取样法(一般适用于调查地点的形状为正方形时)和等距取样法(一般适用于调查地点的形状为长方形时)，珙桐在植物园中呈带状种植，故调查植物园中珙桐的种群密度应采取等距取样法，B错误；种群最基本的数量特征是种群密度，C错误；引进外来物种很可能引起生态危机，可能对珙桐的种群密度产生影响，D正确。
2．在南方茶园中，利用生物防治来降低害虫的种群密度。人工合成的一种化学诱饵能散发出类似雌性害虫性外激素的气体，利用其布下“爱情陷阱”，专等雄性害虫撞来后掉在诱饵下的水盆中。这种方法的直接影响是(　　)
A．降低害虫出生率 B．改变害虫性别比例
C．增加害虫死亡率 D．改变害虫年龄结构
B
解析：
昆虫的求偶、交配是通过性外激素的传递实现的，性外激素是指雌虫分泌到体外以引诱雄虫前去交配的微量化学物质。根据这一原理，人工合成性引诱剂，布下“爱情陷阱”，等雄性害虫撞来后掉在诱饵下的水盆中，从而大幅度降低雄性害虫的数量，达到防治害虫的目的，所以这种方法的直接影响是改变害虫性别比例，从而降低害虫出生率。故选B。
3．(2025·南京高二检测)江南油杉为国家二级重点保护植物，某地江南油杉种群经保护后，其不同龄级个体数情况如图。下列叙述错误的是(　　)
A．Ⅰ 龄级个体数量多可能与其出生率高有关
B．成年油杉数量少可能与其存活率低有关
C．经保护后的油杉种群的年龄结构为增长型
D．图示结果表明，江南油杉的保护已取得成功
D
解析：
Ⅰ 龄级是龄级最小的群体，其个体数量多可能与其出生率高有关，A正确；成年油杉数量明显少于幼年个体，可能与其存活率低有关，B正确； 经保护后的油杉种群的幼年个体很多，老年个体很少，年龄结构为增长型，C正确； 图中结果只提高了江南油杉的出生率，还未提高成年个体的存活率，江南油杉的保护还未取得成功，D错误。
4．在进行全国人口普查时，调查的内容包括人口数量、结构、分布和迁移流动等信息。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．年龄结构可以预测我国人口的数量变化
B．决定某地区人口数量的只有出生率和死亡率
C．全国人口普查的调查方法可以是逐个计数
D．性别比例可以影响人口的数量变化
B
解析：
年龄结构是指各个年龄期人口在总人口中所占的比重或百分比，可以预测我国人口的数量变化，A正确；某地区人口数量的决定因素有出生率、死亡率和迁入率、迁出率，B错误；全国人口普查要统计所有人，方法一般是逐个计数，C正确；性别比例可以影响出生率，从而影响人口的数量变化，D正确。
5．科学家对森林中的林旅鼠和猫头鹰种群数量变化进行调查研究。林旅鼠因患一种病毒性传染病导致种群数量下降。正常情况下，猫头鹰以林旅鼠为食，林旅鼠数量下降时，成年猫头鹰的数量保持稳定，新孵出的猫头鹰却大大减少。下列相关说法不正确的是 (　　)
A．猫头鹰种群出生率下降
B．传染病导致林旅鼠死亡率上升
C．成年猫头鹰数量稳定，林旅鼠数量减少对猫头鹰的种群数量没有影响
D．具有抗病能力的林旅鼠数量增加
C
解析：
根据题意，新孵出的猫头鹰数量大大减少，说明猫头鹰的出生率下降，A正确；林旅鼠因患一种病毒性传染病导致种群数量下降，故传染病导致林旅鼠死亡率上升，B正确；种群数量包括种群中各年龄段的所有个体，并不是只有成年个体，所以林旅鼠的数量减少对猫头鹰的种群数量会产生影响，C错误；具有抗病能力的林旅鼠在生存斗争中占据优势而存活下来，其数量增加，D正确。
6．研究机构对某草原的野兔进行了调查，下表表示通过某种方法调查野兔种群密度的结果。请回答下列有关问题：
项目 捕获数/只 标记数/只 雌性个体数/只 雄性个体数/只
初捕 32 32 14 18
重捕 36 4 18 18
(1)种群最基本的数量特征是____________。若调查样方总面积为2 hm2，则该草原野兔的种群密度为______________。若一部分被标记的野兔被狼捕食，则会导致种群密度估算结果________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。该调查方法称为__________法。
(2)综合两次捕获情况，该野兔种群的性别比例(♀/♂)为______________。
答案：(1)种群密度　144只/hm2　偏大　标记重捕
(2)8∶9
解析：
(1)种群密度是种群最基本的数量特征。草原野兔的活动能力强、活动范围广，因此，调查草原野兔种群密度的方法为标记重捕法，结合表格信息可知，该草原野兔的种群密度＝36×32÷4÷2＝144只/hm2。若一部分被标记的野兔被狼捕食，会导致重新捕获的被标记个体数变小，则计算出来的种群密度估算结果将偏大。(2)综合两次捕获情况，该野兔种群的性别比例为(14＋18)∶(18＋18)＝8∶9。

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