生物选择性必修2第1节 种群的数量特征导学案

这是一份生物选择性必修2第1节 种群的数量特征导学案，共10页。

1．通过学习种群的数量特征，形成稳态与平衡观。(生命观念)
2．通过分类与比较，明确种群密度的不同调查方法的原理及使用范围。(科学思维)
3．设计并实施方案，尝试用样方法调查植物的种群密度。(科学探究)
4．通过了解东北虎豹国家公园建立的过程，认同基础学科研究的重要意义，关注野生濒危动物的保护。(社会责任)
学霸记忆
1．种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
2．研究种群密度的意义：种群密度反映了种群在一定时期的数量，在农林害虫的监测和预报、渔业捕捞强度的确定等方面有重要意义。
3．调查方法
(1)逐个计数法：针对分布范围小、个体较大的种群。
(2)估算法：如样方法和标记重捕法。
4．种群：是指在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合。
5．种群的数量特征：包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等。其中种群密度是种群最基本的数量特征。
6．直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。
年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率，从而间接影响种群密度，并可以预测种群数量的变化趋势，性别比例能够直接影响种群的出生率，从而间接影响种群密度。
知识点一 种群密度及其调查方法
教材梳理
1．种群与种群密度
(1)种群是指在一定空间范围内，_同种__生物_所有__个体形成的集合。
(2)种群密度是指种群在_单位面积或单位体积__中的个体数。种群密度是种群_最基本__的数量特征，可用公式_种群的个体总数/面积或体积__进行计算。
2．调查种群密度的方法
(1)样方法
a．适用生物：一般适用于调查_植物__的种群密度，对一些活动范围_小__、活动能力_弱__的动物也可以采用，如昆虫卵、蚜虫、_跳蝻__等。
b．调查步骤：_随机__选取若干个样方→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。
c．选取样方：样方选取时要注意随机取样，在调查对象分布较均匀的方形地块中，宜采用_五点取样法__，若调查对象整体分布在狭长地带中，宜采用_等距取样法__。
(2)标记重捕法
a．适用生物：活动能力_强__、活动范围_大__的动物。
b．调查步骤：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环境(计数M)→一段时间后重捕并记录含有标记的个体数和重捕到的总个体数(重捕总数为n，重捕中带标记个体数为m)→估算种群密度。
c．计算种群个体总数(N)的公式：
eq \f(初次捕获数(M),种群个体总数(N))＝eq \f(重捕中带标记个体数(m),重捕总数(n)) 。
(3)其他方法
a．黑光灯诱捕法：适用于调查具有_趋光性的昆虫__。
b．_逐个计数法__：适用于调查分布范围较小、个体较大的种群，如调查某山坡上的珙桐密度。
判断正误
1．同一物种可能包含多个种群，但同一个种群内的个体一定属于同一物种。(√)
2．调查土壤中蚯蚓种群密度可用标记重捕法。(×)
3．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。(×)
核心探讨
一、调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1．样方法实施的一般步骤
(1)准备；(2)确定调查地点、调查对象；(3)_确定样方__；(4)计数；(5)计算种群密度。
2．选择双子叶植物作为研究对象而不是单子叶植物的原因：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__。
3．确定样方
(1)请根据表格中的数据确定合适的样方大小
不同样方大小的种群密度调查
提示：表格中样方大小为0.3 m×0.3 m、0.6 m×0.6 m,1 m×1 m、1.5 m×1.5 m时，样方内的物种数目都较小，测出来的种群密度不够准确，因此合适的样方大小为2 m×2 m。
(2)如果所调查物种个体较大，样方大小应该怎样设置？如果调查物种数目比较稀疏，样方大小应该怎样设置？
提示：如果所调查物种个体较大，样方面积应该适当扩大；如果调查物种数目比较稀疏，样方面积也应该适当扩大。
(3)请据表中的数据，确定合适的样方数量
样方法调查蒲公英种群
↓统计不同样方数
不同样方数的蒲公英种群密度
提示：选取5个样方是合适的，因样方数量从5个增加到10个，种群密度的调查结果并没有明显差异。
(4)请据图选择合适的取样方法
①调查对象总体分布为近方形地块时，适宜用_五点取样__法。
②调查对象的总体分布为长条形地块时，适宜用_等距取样__法。
(5)取样的关键要做到随机取样，为什么要强调随机取样？
提示：强调随机取样是为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。
4．计数和确定种群密度
某兴趣小组调查某种双子叶草本植物种群密度的结果：
其中第四个样方(1 m2)中该植物的分布情况如下图所示：
(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？
提示：需要计数样方以内的个体数量，以及任意两个相邻边及其夹角上的个体数量。该样方的种群密度为(5＋2＋1)÷1＝8(株/m2)。
(2)该植物种群密度是多少？
提示：8株/m2。
二、标记重捕法调查种群密度及其误差分析
1．请分析标记重捕法的原理(M、m均为标记数，N、n为不同范围内的总数)
原理：在_个体随机分布__的前提下，整体与局部的相关比例相等，即有eq \f(M,N)＝eq \f(m,n)。
2．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多少条鲫鱼？
提示：约386条。
3．标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物个体，为什么活动能力差的动物个体不宜用？
提示：活动能力差的动物个体被标记后不能与其他动物充分混合，会导致重捕时误差较大。
核心归纳
样方法与标记重捕法比较
知识贴士
1．样方法的误差分析
(1)对调查对象认识不准，导致统计时有偏差。
(2)选取样方时，样方的数目、大小不统一。
(3)在计数时，对各生长期的个体统计不全。
(4)种群密度因时间、场所等因素的不同差异较大。
(5)对样方边线上的个体未做到“计上不计下，计左不计右”，而是全部统计。
2．标记重捕法“误差”成因分析
(1)标记物易脱落：导致重捕个体中标记的个体数目偏小，据计算公式N＝eq \f(Mn,m)推知，则N会比真实值偏大。
(2)被捕一次后，难以被再次捕获：导致重捕个体中标记个体数偏小，依据公式可推知，N比真实值偏大。
(3)标记物过于明显使其易被天敌发现：导致重捕个体中标记个体数偏小，据公式可推知，N比实际值偏大。
(4)标记物影响了动物活动，使其易被再次捕获：导致重捕个体中标记个体数偏大，依据公式可推知，N比真实值偏小。
典题应用
1．下列有关调查种群密度的说法错误的是( B )
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式，遵循了随机取样的原则
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法
C．标记重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映
D．将M只鹿标记，在捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有(M·n)÷m只
解析：样方法取样的常用方式有五点取样法和等距取样法，样方法调查种群密度的关键是随机取样，A项正确；调查蛇的种群密度通常采用标记重捕法，B项错误；标记重捕法是对种群密度的估算，不是最精确的现实反映，C项正确；根据公式：eq \f(第一次捕获个体数,种群数量)＝eq \f(第二次捕获中标记个体数,第二次捕获数)，解得该鹿群个体数约有(M·n)÷m只，D项正确。
2．下列关于种群密度调查的叙述，不合理的是( C )
A．可以采用样方法调查某种昆虫卵的密度
B．调查活动能力强的动物的种群密度不宜用样方法
C．调查某树林中麻雀的种群密度应采用样方法
D．调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以采用逐个计数法
解析：样方法适合调查活动范围小，活动能力弱的生物，可以采用样方法调查某种昆虫卵的密度，A正确；标记重捕法适合调查活动范围大，活动能力强的动物，B正确；调查麻雀的种群密度应用标记重捕法，C错误；调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以采用逐个计数法，D正确。
知识点二 种群的其他数量特征及其关系
教材梳理
1．出生率和死亡率：单位时间内，_新产生或死亡__的个体数目占_该种群个体总数__的比值，是决定种群密度的_直接__因素。
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，也是决定种群密度的_直接__因素。
3．年龄结构：指一个种群中_各年龄期__的个体数目的_比例__，大致可分为下图所示的三种类型，依次称为_增长型、稳定型、衰退型__。年龄结构可_预测__种群数量变化的趋势。
4．性别比例：指种群中_雌雄个体数目的比例__，对种群密度也有一定的影响。农业生产中，利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，就是改变该种群正常的性别比例，从而降低_出生率__，使种群密度降低。
判断正误
1．出生率、死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群数量的变化。( √ )
2．城市人口的剧增，主要是迁入率大于迁出率造成的。( √ )
3．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。( √ )
4．若出生率大于死亡率，则种群密度一定增大。( × )
核心探讨
种群的数量特征
1．据统计，1990年～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？
提示：这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老年人口占比在增加，我们应该关注我国人口的老龄化问题。
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？
提示：不一定，这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，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。年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般会越来越少，但是也不排除食物充足、缺少天敌、迁入率提高等使种群数量增长的情况。
3．下图为种群数量特征间的相互关系，请据图判断各字母代表的含义。
A．_迁入率__，B._出生率__，C._性别比例__，D._年龄结构__，E._迁出率__，F._死亡率__。
核心归纳
准确判断各数量特征之间的相互关系
1．对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。
2．迁入率和迁出率也是影响种群数量的直接因素，通过迁入和迁出，同一物种的不同种群之间也进行了基因交流。
3．年龄结构是预测种群密度未来变化趋势的主要依据。因为生物的繁殖、衰老、死亡都与年龄有密切的关系，所以种群的年龄结构会影响种群的出生率和死亡率，并进一步影响种群密度。
4．性别比例在一定程度上也能够影响种群数量的变化。不论生物种群属于哪种性别比例类型，都是长期自然选择的结果。如果由于环境条件的改变或人类的干预，使其正常的性别比例发生变化，则会影响种群的出生率，并会进一步影响种群密度。
典题应用
3．如图表示种群数量特征之间的关系，下列有关叙述正确的是( B )
A．A为出生率和死亡率，B为迁入率和迁出率
B．利用性引诱剂诱杀害虫会影响C
C．D为年龄结构，每种类型中都包括老年、中年和幼年三个年龄期
D．种群密度总是随着出生率的增大而增大
解析：分析题图可知，A为出生率和迁入率，B为死亡率和迁出率，C为性别比例，D为年龄结构，A错误；利用性引诱剂诱杀害虫是通过破坏性别比例来降低种群密度的，B正确；年龄结构的每种类型中都包括老年、成年和幼年三个年龄期，C错误；出生率和死亡率、迁入率和迁出率都是决定种群密度变化的直接因素，故种群密度不一定随着出生率的增大而增大，还受其他因素的影响，D错误。
4．下列关于种群的叙述，正确的是( D )
A．种群的性别比例都为1︰1
B．种群内的个体都能雌雄互配、繁殖
C．出生率越高，种群数量增长越快
D．种群中的老龄个体比例过大，预示种群密度将下降
解析：自然界中有些生物是雌雄同体的，没有性别之分，而有些种群的性别比例不是1︰1，如蜜蜂、蚂蚁等，A错误；一个种群中只有进入生殖期的个体，才可以雌雄互配、繁殖，B错误；种群数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率等共同决定的，而不是由出生率单独决定的，因此出生率越高，种群数量不一定增长越快，C错误；如果一个种群中老龄个体比例过大，则该种群的年龄结构是衰退型，预示着该种群密度将下降，D正确。
样方大小
样方1
样方2
样方3
样方4
样方5
种群密度(株/m2)
0.3 m×0.3 m
0
0
0
0
0
0
0.6 m×0.6 m
0
0
0
1
0
0.56
1 m×1 m
0
0
1
1
0
0.40
1.5 m×1.5 m
0
1
2
1
0
0.36
2 m×2 m
1
2
4
2
2
0.55
样方
1
样方
2
样方
3
样方
4
样方
5
样方
6
样方
7
样方
8
样方
9
样方
10
26株
22株
27株
13株
14株
17株
23株
17株
23株
18株
统计的样方
前
5个
前
6个
前
7个
前
8个
前
9个
前
10个
平均值(株/m2)
20.4
19.8
20.3
19.9
20.2
20
样方
N1
N2
N3
N4
N5
种群密度(株/m2)
8
7
8
x
9
项目
样方法
标记重捕法
调查
程序
确定调查对象
↓
↓
计数
↓
计算种群密度
(种群密度＝eq \f(种群数量,种群面积))
(所有样方取平均值)
确定调查对象
↓
捕获并标记(数量为M)
↓
重捕、计数eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(捕获数(n),标记数(m)))
↓
计算种群数量(N)(eq \f(M,N)＝eq \f(m,n))
注意
事项
①样方数目随调查地段的大小而定
②选取的样方大小随植物类型而定，如乔木100 m2、灌木16 m2、草本植物1 m2
③样方法中的五点取样法适用于正方形或不规则形地块，等距取样法适用于长方形或长条形地块
④一般不选不容易计数的丛生或蔓生的单子叶植物，而选个体数目容易辨别的双子叶植物
⑤取样的关键是做到随机取样
⑥计数原则：同种生物个体无论大小都要计数
⑦若有正好在边界线上的个体，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，只计数样方相邻两条边及其顶点上的个体(如图中黑色实心圆表示需统计的个体)。
注：图甲为正方形样方，图乙为圆形样方，实心圆表示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。
①调查期间没有大量个体的迁入和迁出、出生和死亡
②标记物不能过于明显，不能对所调查动物的生命活动有影响
③标记个体在整个调查种群中均匀分布，标记物在调查期间不会消失