1.1  种群的数量特征

教案

一、教学目标

1.列举种群的数量特征，说明“出生率和死亡率”“迁入率和迁出率”“年龄结构和性别比例”等种群的数量特征与种群密度的关系。

2.说出调查种群密度的主要方法，运用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。

二、教学重难点

1.教学重点

（1）种群的数量特征。

（2）调查种群密度的方法。

2.教学难点

调查草地中某种双子叶植物的种群密度。

三、教学过程

【本节聚焦】1.怎样估算种群密度？如何提高估算的准确性？

            2.种群的数量特征有哪些？

            3.如何根据种群的特征预测其未来的发展趋势？

【导入】问题探讨：2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：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。讨论：

1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？

答：弄清东北豹的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。

2.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？

答：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。

【过渡】此区域内平均每只东北豹有多大的生活面积？

【一、 种群密度及其调查方法】

1.种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。

2.种群密度是种群最基本的数量特征。

3.种群密度的调查方法

逐个计数法、估算

I.逐个计数法

在调查____________、________的种群时，可以逐个计数，如调查某山坡上的珙桐(湖北神农架的国家一级保护植物)密度；

在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取_____的方法。

说明：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计算种群密度。

Ⅱ.黑光灯诱捕法

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。

②适用范围: 对于有_______的昆虫，可以用____________________的方法来估算它们的种群密度。

Ⅲ.样方法

①概念：在被调查种群的分布范围内，_____选取_____个_____，通过计数________________求得_____________________，以_________________________作为该种群的种群密度估算值。

②适用范围：一般适用于植物, 也可以用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物, 如作物植株上的蚜虫、跳蝻等。

③取样的关键：随机取样，不能掺入主观因素

④常见取样方法：五点取样法、等距取样法

⑤计数原则：样方内＋相邻两边上（计上不计下,计左不计右）

⑥样方的数量：样方的多少与被调查地段的总面积呈____相关；一般来说，选取的样方越少，___________；选取的样方越多，求得的种群密度_______________。

⑦样方的大小：样方大小视调查对象的大小及分布情况而定：

  例如，草本植物样方大小一般以____________为宜；

  如果该种群个体数较少，样方面积可_________。

{探究实践——调查草地中某种双子叶植物的种群密度}

单子叶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。而双子叶植物则容易辨别个体数目。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。

提出问题：

　　你可以调查同一块地中不同双子叶植物的种群密度，也可以调查不同地块中一种或几种双子叶植物的种群密度。通过小组讨论，确定要探究的问题＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

制订计划：

　　⑴结合自己的生活经验，想一想什么地方适合做这样的调查。在老师指导下确定调查地点和范围。

　　⑵确定调查时间。

　　⑶讨论需要携带哪些材料用具，列出清单。

　　⑷讨论确定小组成员之间的分工。

实施计划：

　⑴准备：来到调查地点后，先观察地形，分析有无安全隐患，提出安全注意事项。

　⑵确定调查对象：观察地段中有哪些双子叶植物，记录下名称。                  确定要调查的种群。

　⑶取样：观察调查对象的分布状况和地段的形状，根据观察结果，          讨论确定样方的多少、大小、取样方法。

　⑷计数：计数每个样方内所调查植物的数量，做好记录。

　⑸计算：计算种群密度。

结论：分析调查结果，得出结论。将结论写在记录本上。

【过渡】思考：若调查对象活动能力强、活动范围大而且难以人为限制其活动时，怎样调查其种群密度呢？

Ⅳ.标记重捕法

（1）概念:在被调查种群的活动范围内，捕获_______个体，做上______后再_________________，经过一段时间后进行_________，根据_____________中_________________________，来估算种群密度。

（2）原理:

【例】在对某地区田鼠的调查中，调查范围为1hm2，第一次捕获并标记39只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只，这样可估算该地区田鼠种群个体总数为___________;种群密度为_____________(注意: 单位)

（3）注意事项

①标志物不能过分醒目；

②标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动；

③标志物不易脱落；

④标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；

⑤确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡；

......

(4)误差分析

①若被标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏_____；

②若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏___；

③若被标记个体的标志脱落，则估算值偏___；

④若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，则估算值偏____；

⑤如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估算值偏____......

Ⅴ.调查种群数量的其他方法

a.红外触发相机

b.微卫星DNA分子标记

c.动物的声音

【二、出生率和死亡率】

1.概念：在单位时间内新产生（或死亡）的个体数目占该种群个体总数的比值即出生率（死亡率）。

2.举例：截至2015年年末，我国大陆总人口约为13.7亿，2015年出生1655万人，这一年的出生率约为12‰，死亡人口为975万，死亡率约为7‰

3.意义：是决定种群数量(密度)的直接因素。

  出生率＞死亡率，种群密度增大；

  出生率≈死亡率，种群密度相对稳定；

  出生率＜死亡率，种群密度减小。

出生率和死亡率的计算

计算与分析：

有人认为出生率是通过“出生人数/年初总人数×100%”计算出来的？有人认为出生率是通过“出生人数/[（年初总人数＋年末总人数）/2]”计算出来的。根据提供的数据判断，哪一种计算方式更为合理？

模拟题提示： 模拟题一般认为出生率是通过“出生人数/年初总人数×100%”计算出来的。

【过渡】 几十年前，我国东北地区广袤无边的森林里，生活着很多东北豹。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。其实许多生物的种群，都存在个体迁入和迁出的现象。

【三、迁入率和迁出率】

1.概念：在单位时间内迁入（或迁出）的个体数目占该种群个体总数的比值即迁入率（迁出率）。

2.举例：春运前后各大城市的人口变化。

3.意义：是决定种群数量(密度)的直接因素。

 迁入率＞迁出率，种群密度增大；

 迁入率≈迁出率，种群密度相对稳定；

 迁入率＜迁出率，种群密度减小。

4.与实践的联系：

    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。

【四、年龄结构和性别比例】

1.年龄结构

（1）概念：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

（2）类型：增长型、稳定型、衰退型

（3）意义：可预测种群数量（密度）的变化趋势。

思考讨论：分析种群的年龄结构

1.图1-3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？

答：A属于增长型，C属于衰退型，B属于稳定型。因为一般来说，幼年和成年个体数越多，老年个体数越少，出生率就越高，死亡率就越低，种群数量增长就越快；反之，种群数量增长就越慢，或者种群数量下降。

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?

答：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。

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？

答：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。

2.性别比例

（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。

（2）类型：雌雄相当型、雌多雄少型、雌少雄多型

（3）与种群密度的关系：性别比例通过影响______来影响种群密度；

（4）与实践的联系：利用人工合成的________（信息素）诱杀某种害虫的_____个体，改变了害虫种群______________，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；

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。

【随堂练习】

一、概念检测

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。（     ）

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

二、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（     ）。

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。

【答案】在自然情况下，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。