高中生物人教版 (2019)选择性必修2第1节 种群的数量特征教案设计

第1节　种群的数量特征

一、种群密度及其调查方法

1．概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。它是种群最基本的数量特征。

2．应用

(1)濒危动物保护。

(2)农田杂草状况调查。

(3)农林害虫的监测和预报。

(4)渔业上捕捞强度的确定。

3．调查方法

(1)逐个计数法

适用条件：调查分布范围较小、个体较大的种群。

(2)估算法

①样方法

a．方法步骤：

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。

b．适用生物：

调查草地上蒲公英的密度，农田中某种昆虫卵的密度，作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。

②标记重捕法

a．适用范围：适用于活动能力强、活动范围大的动物。

b．步骤:

确定调查对象

　↓

捕获并标记部分个体：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，并记录个体数

　↓

重捕，计数：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

二、种群的其他数量特征

1．出生率和死亡率

(1)出生率是指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。

(2)死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。

2．迁入率和迁出率：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。

3．年龄结构

(1)概念

种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

(2)类型

4.性别比例

(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：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→降低害虫的种群密度。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．高三某班教室中全部师生可看成一个种群。 (　　)

2．可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群密度。 (　　)

3．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。 (　　)

4．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。               (　　)

5．某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，应选择植物生长茂盛处取样。               (　　)

提示：1.×　年级不是自然区域，同时它不具有年龄结构、出生率、死亡率等种群的数量特征。

2．×　草坪上的杂草有很多物种，而种群密度强调的是同一种生物。

3．×　行道树灌木丛为长方形，调查其中蜘蛛的种群密度应采取等距取样法。

4．√

5．×　调查该种群密度时，应随机取样。

　种群数量特征分析

1．图解

2．图解分析

(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，种群密度与种群数量呈正相关。

(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。

(3)年龄结构出生率和死亡率种群密度变化趋势。

(4)性别比例出生率种群密度。

3．应用

(1)利用性引诱剂诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。

(2)将性引诱剂释放到田地里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。

合作探究：如图表示种群数量特征间的关系，依图回答有关问题。

(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。

(2)预测种群数量变化趋势主要依据图中的哪个特征？并说明理由。

提示：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，因此可预测其未来的出生率与死亡率进而可预测种群未来的发展趋势。

(3)利用性引诱剂可有效降低害虫的种群密度，其原理是什么？

提示：破坏了害虫的性别比例，从而降低了害虫的出生率。

1．(不定项)如图表示种群的某些数量特征之间的关系。下列相关叙述正确的是(　　)

A．甲为出生率，乙为死亡率

B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度

C．丁为年龄结构，每种类型中包括幼年、青年和老年三个年龄期

D．种群密度是种群最基本的数量特征，其他特征都会决定种群密度的变化

AB　[年龄结构可预测种群密度的变化趋势，不决定种群密度的大小，它与种群的出生率、死亡率有关，由此判定图中丁为年龄结构；甲、乙分别为出生率、死亡率，丙为性别比例。年龄结构的每种类型中包括老年、成年及幼年三个年龄期。]

2．种群的年龄结构大致可分为图示①②③三种类型，下列相关说法错误的是(　　)

A．在我国近年的人口调查中，获知人口出生率每年在下降，说明我国人口年龄结构一定为图③表述类型

B．在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群的年龄结构可能为图①表述类型

C．农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构为图③表述类型

D．在某一处于稳定状态的生态系统中，各种生物种群的年龄结构可能为图②所示类型

A　[种群数量的增长取决于出生率和死亡率。我国人口从现状看，人口数量仍为出生率大于死亡率，即人口数量仍在上升，应用图①(增长型)表示，由此判定A项错误。]

(1)年龄结构能预测但不能决定种群密度的变化。

(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率不完全取决于年龄结构，还与气候、食物、天敌等因素有关，例如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。

　种群密度的调查方法

1．样方法与标记重捕法的比较

2.样方法的计数原则

同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数相邻两边及顶角上的个体。

3．利用标记重捕法估算种群密度的误差分析

设种群数量为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＝，得A＝。由上式分析可知：

(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、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(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获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和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。

应用实践：1.下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果：

其中第四个样方中该植物的分布情况：

(1)如何计数第四个样方的植株数量？该样方的种群密度是多少？

(2)该植物种群密度是多少？N3的数量明显高于其他样方，应如何处理？

提示：(1)需要计数样方以内的个体数量，以及上边和左边及其夹角上的个体数量。个体数量＝5＋2＋1＝8，种群密度为8株·m－2。

(2)8株·m－2。舍弃。

2．用标记重捕法调查某动物的种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则调查结果是偏高、偏低，还是不变？为什么？

提示：偏高。若标记个体更易于被天敌捕食，则重捕中被标记的个体数减小，故种群密度调查的结果会偏高。

1．某同学拟调查一个面积为100 m2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了4个调查方案，其中最可行的是(　　)

A．统计该草地上该种植物的全部个体数目

B．设置1个1 m2的样方，统计样方中该种植物的个体数目

C．随机设置1 m2的样方若干，统计每个样方中该种植物的个体数目

D．在该种植物密集处设置1 m2的样方若干，统计每个样方中该种植物的个体数目

C　[调查某种植物的种群密度，一般采用样方法，直接统计该草地上该种植物的全部个体数目难度较大，A错误；只选取一个样方进行调查不具有代表性，B错误；要随机选择样方，不能只选择所调查植物分布密集的地段，C正确、D错误。]

2．(不定项)下列有关生物种群数量调查的方法中，正确的是(　　)

A．调查蝗虫幼虫跳蝻，用样方法

B．调查马尾松，小样方划分为1 m2左右

C．调查蒲公英，只计数小样方内的个体数

D．调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法

AD　[调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度，用样方法，A项正确。一般而言，北温带地区每个样方的大小，乔木为100 m2，灌木为16 m2，草本为1 m2，所以调查马尾松，小样方划分为100 m2左右，B项错误。调查蒲公英，除计数小样方内的个体数外，还要把样方两个相邻的边及顶角处的个体统计在内，其他边缘不作统计，C项错误。]

“两看法”选择合适的种群密度调查方法

[课堂小结]

1．下列种群的数量特征中，最基本的是(　　)

A．种群密度　　 B．出生率和死亡率

C．性别比例   D．年龄结构

A　[种群密度能直接反映种群数量的大小，所以是最基本的数量特征。]

2．在分析种群年龄特点时，也可将种群的年龄结构分为幼年期(甲)、成年期(乙)及老年期(丙)三个层级。比较这三个年龄层级的成员数量在种群中所占的比例，可推测该种群未来的发展情形。下列各项中，最可能成为濒危物种的是(　　)

A．甲>乙>丙　　　 B．甲>乙＝丙

C．甲＝乙＝丙 D．甲<乙<丙

D　[年龄结构的三个层级的关系发展为甲＜乙＜丙，该种群密度会越来越小，最可能成为濒危物种。]

3．(不定项)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。下列做法正确的是(　　)

A．随机取样

B．选择植物生长茂盛处取样

C．根据调查数据估算该种群密度

D．根据地段的形状确定取样方法

ACD　[用样方法调查种群密度的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，A正确、B错误；根据调查数据取平均值可估算该种群的种群密度，C正确；根据地段的不同可因地制宜地采用不同的取样方法，如五点取样法和等距取样法等，D正确。]

4．在对某池塘内鲫鱼种群进行数量调查时，第一次捕捞200尾，全部进行标志后放生；第二次捕捞160尾，其中有标志的鲫鱼10尾，则该池塘内鲫鱼的总数为(　　)

A．4 000尾 　　　 B．3 200尾

C．1 600尾  D．800尾

B　[据标记重捕法的计算公式得鲫鱼的总数N＝M×n÷m＝(200×160)/10＝3 200(尾)。]

5．现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄结构，结果如下表：

注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。

回答下列问题：

(1)通常，种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是____________________。研究表明：该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是________。

(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标记重捕法。标记重捕法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度。

[解析]　(1)种群的年龄结构包括增长型、衰退型和稳定型三种类型。从表格中的数据可知，幼年个体数为92＋187＋121＝400，成年个体数为70＋69＋62＋63＋72＋64＝400，老年个体数为55＋42＋39＋264＝400，所以三个年龄段的个体数比例为1∶1∶1，则该种群的年龄结构为稳定型，该鱼种群数量将保持相对稳定。

(2)标记重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。

[答案]　(1)增长型、衰退型、稳定型　1∶1∶1　保持稳定　(2)活动能力