1.1 种群的数量特征-2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修2）

1. 免疫系统的防卫功能——三道防线 第一道防线： 皮肤 、 黏膜 的屏障作用。 第二道防线：体液中的杀菌物质 （溶菌酶）和 吞噬细胞 （二者为先天遗传的，对 多 种病原体都有防疫作用，为非特异性免疫。） 第三道防线：包括 体液免疫 和 细胞免疫 免疫器官和免疫细胞借助 血液 循环和 淋巴 循环组成的。（后天形成的，并非人人都有，有特异性，只对 特定 病原体起作用，为特异性免疫 。） 1. 免疫系统对病原体的识别 （1）当病原体突破了前两道防线，第三道防线的“部队”就会紧急动员起来，产生__特异性免疫__。第三道防线的作战部队主要是__众多的淋巴细胞_。 （2）特异性免疫的方式： 体液免疫：B细胞激活后可以产生抗体，由于抗体主要存在于_体液_中，所以这种主要靠抗体“作战”的方式称为体液免疫。 细胞免疫：当病原体进入细胞内部_，主要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”。 过敏反应与体液免疫的关系 比较内容 过敏反应 体液免疫 激发因素 过敏原 抗原 反应时机 机体再次接触过敏原 机体初次接触抗原即可发生 抗体分布 吸附在某些细胞的表面 血清(主要)、组织液、外分泌液 反应结果 使细胞释放组胺等物质， 从而引发过敏反应 抗体与抗原结合形成沉淀 联系 过敏反应是异常的体液免疫 抗原与过敏原的关系 比较内容 抗原 过敏原 性质不同 一定是大分子 不一定是大分子，如青霉素 来源不同 可以是外来物质，也可以是机体自身的成分 一定是外来物质 感染对象不同 不具有个体差异性 具有个体差异性，不同过敏体质的人，过敏原可能不同 2 马世骏（1915.12.5—1991.5.30），山东兖州人，生态学家、昆虫学家，我国昆虫生态地理学、数学生态学、经济生态学等学科奠基人，中国科学院学部委员（院士）。1948年赴美求学并获得昆虫生态学硕士学位，1951年于明尼苏达大学获得博士学位。1952年，马世骏回到中国并创建了国内首个昆虫生态学实验室。先后在东亚飞蝗生态、生理研究、系统生态学理论等方面做出了重大贡献。开创了生态工程领域，提出和建立了社会—经济—自然复合生态系统理论，为中国生态学事业发展做出了开创性和奠基性的工作，是系统生态学理论与生态控制、可持续发展理论与应用的先驱。他有过根除东亚飞蝗蝗灾的光辉业绩，有过创立复合生态系统理论的巨大成就，他更有强烈的民族责任感和赤诚爱国心。他为了学习科学知识服务祖国而远赴国外留学，他为了全身心投入新中国建设又冲破重重阻力回到祖国，他的一生虽然短暂，但是全部都奉献给党和国家。他就是誓言要用知识改变落后祖国的中国生态学之父、中国生态文明建设科学先驱马世骏。 马世骏 第1章 种群及其动态 1.1 种群的数量特征 什么是种群？ 【概念回顾与辨析】 （1）一个学校中所有的学生 （2）一个市场上所有的家鸡 （3）一个池塘中的全部鱼 （4）一个池塘中的全部鲤鱼 （5）一片草地上的全部植物 （6）一片草地上的成年梅花鹿 （7）培养基上一个大肠杆菌菌落 否 是 否 否 否 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 概念的要点： ①一定区域 ②同种生物 ③所有个体 ④关系：相互作用 （基因交流） 种群既是生物繁殖的基本单位； 种群也是生物进化的基本单位。 否 是 种群特征是种群有的，但个体没有的特征。 种群特征 个体特征 年龄 性别 年龄结构 性别比例 出生 死亡 出生率 死亡率 …… …… 1.种群与个体的关系： 种群不是个体的简单相加， 而是通过种内关系组成了一个有机整体。 2.种群与物种的关系 同一物种在不同区域可以有多个种群，但一个种群内的个体一定属于同一物种。 牧民在承包的草场上该放养多少头羊，经济效益才最好? 对于某水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用? 在害虫种群密度达到多少时喷洒农药，既能减少环境污染,又能防止虫灾发生? 种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律 1.定义：种群在_____________或____________中的个体数。 单位面积 单位体积 × 例：每立方米水体内非洲鲫鱼的数量。 例：每立方米草地中蚯蚓的数量。 例：每平方米草地中杂草的数量，是种群密度吗？ 是不是种群数量多，种群密度就大？ 陆地 水体 种群密度 是“种群最基本的数量特征” 。 意义：农林害虫的监测和预报、渔业捕捞强度的确定等。 一.种群密度及其调查方法 × 一.种群密度及其调查方法 调查种群密度 逐个计数 如调查某山坡上的珙桐密度 分布范围较小、个体较大的种群 标记重捕法 样方法 估算法 黑光灯诱捕、抽样检测法 其它方法 红外触发相机 不同动物的粪便具有不同的特征 声音特征 2.样方法 随机取样 【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方大小为1m2），则该地蒲公英的种群密度约为 。 样方编号 1 2 3 4 5 株数 3 4 5 4 4 4株/m2 (1)取样原则: (2)步骤： （3）适用范围: 一般适用于植物, 活动能力弱、活动范围小的动物, 如作物植株上的昆虫卵、蚜虫、跳蝻等。 取样→计数→求平均值 10m 10m 【发现问题】 (1)选择单子叶还是双子叶植物？ (2)样方应多大为宜？ (3)样方的数量多少为宜？ (4)应如何取样？（确定样方位置） (5)如何计数样方内的个体数量？ 　　 探究·实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 P5 2.样方法 (1)为什么选双子叶草本植物为调查对象? 单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认株数。 2.样方法 (2)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 。 正 越接近实际值 误差越大 (3)样方的大小 视调查对象的大小及分布情况而定 草本 灌木 乔木 样方面积1m2 样方面积16m2 样方面积100m2 【讨论】样方的多少会影响调查结果吗？ 密集 稀疏 缩小样方面积 增大样方面积 一.种群密度及其调查方法 ①调查总体为非长条形时，选择______________ ②调查总体为长条形时，选择_____________ 五点取样法 等距取样法 (4)如何取样?（取样方法） 2.样方法 样方的取样关键： 随机取样，不能掺入主观因素 思考2：“所选样方位置上有块大石头，应该换个位置取样。”对吗？ 不需要！ 思考1：若调查一条河岸上某种杂草的种群密度用什么取样方法？ 等距取样法 一.种群密度及其调查方法 同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边界线上， 应“计上不计下，计左不计右” ，即只计数相邻两边及夹角上的个体。 2.样方法 (5)计数原则 一.种群密度及其调查方法 9个 10个 2.样方法 步骤：取样→计数→求平均值　 样方1m2 1 2 3 4 5 株数(株) 密度 5 8 7 3 6 5.8株/m2 10m 10m 估算这块草地中蒲公英的密度（用 表示）？ 5 8 7 3 6 一.种群密度及其调查方法 假设我们所调查的一块地里的蒲公英的分布比较均匀，10个小组各自统计的一个样方的结果如下表: 以上各组所报的数值中，经实际询问有1个组是不真实的。最可能是第___组。 组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 株数 21 23 21 20 19 1 18 24 21 18 19 20 所有数据平均值为18.75，标准差为5.63； 说明样方6不具有代表性，属于离群样方，应当舍弃！ 舍弃样方6，平均值为20.36，标准差为1.86。 2.样方法 (6)数据的取舍 6 一.种群密度及其调查方法 例1.某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度，下列做法合理的是( ) A. 计数该草地上该种植物的全部个体数目 B. 设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目 C. 随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目，再取平均值 D. 在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目，再取平均值 E. 采用等距取样法，减少样方数量 F. 采用五点取样法，缩小样方面积 G.将样方内的个体进行标记后再计数 C 例2、（2016，全国2）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是( ) A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度 D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 C 例3.据图回答下列问题： (1)样方法常适用于对植物种群密度的取样调查。常用的取样方法有____________和____________。某同学采用样方法对一种植物进行计数，如图甲是其中的一个样方中该植物的分布情况 (注：图中黑点表示该种植物)。对该样方中该种植物进行计数时，应记录的数目是________株。 (2)若选取3个合适的样方对某种植物进行计数，结果分别是n1、n2、n3，则该种植物的种群密度为________________________株/m2。 五点取样法 等距取样法 8 (n1＋n2＋n3)/(3S0) 如果调查羊的种群密度，还能用样方法么？ 不能，羊活动能力强，活动范围大 估算法——标记重捕法 一.种群密度及其调查方法 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，经过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。 捕获 标记 放回 重捕 N只 M只 n只，其中m只带标记 3、标记重捕法 种群数量(N) 初捕标记数(M) 重捕数(n) 重捕中标记数(m) = 活动能力强，活动范围大的动物 讨论：能否找出其中的等量关系？ 一.种群密度及其调查方法 模拟标记重捕法调查种群密度 取出 标记 混匀 重取 200 50 = 总数 第一次取样 并标记的数 第二次取样的总数 第二次取样带标记的数 估算数目 200 50 3、标记重捕法 ? ? 一.种群密度及其调查方法 注意事项 ①标志物不易脱落； 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标志物不能过分醒目； 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出生和死亡。 3、标记重捕法 一.种群密度及其调查方法 3、标记重捕法 ①标志物脱落； ②被标记个体捕获机会降低； ③标志物导致标记个体易被捕食； ④被标记个体死亡； ⑤被标记个体放回后未融入原种群，如重捕时间间隔过短； ⑥调查期间有同种动物迁出。 m偏小 M m n = N m M n = N 误差分析 现学现用：若某种动物被捕捉过一次后更难捕捉，则统计结果较实际种群密度偏大还是偏小？ 偏大 m偏小 m偏小 m偏小 m偏大 m偏大 估算值偏大 估算值偏小 一.种群密度及其调查方法 90309 (9) - 调查种群密度的其他方法 《教材》P6 一.种群密度及其调查方法 【小结】种群密度的调查方法 种群密度的调查方法 逐个计数法 估算法 适用范围 分布范围较小、个体较大的种群 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 适用范围 有趋光性的昆虫 适用范围 植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻） 适用范围 活动能力强、活动范围大的动物 其他方法 航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等 一.种群密度及其调查方法 例4.在对某地区田鼠的调查中，调查范围为2hm2，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_____________ 44.2只/hm2 88.4只 初次捕获并标志数(M) 个体总数(N) 重捕获的标志个体数(m) 再次捕获的个体数(n) = 15 34 = 39 N N =88.4 （注意: 单位) 种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势；要想知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。 是种群最基本的数量特征。 种群密度 二.种群的数量特征 【思考】为什么东北豹、大熊猫等动物在人为保护措施下，种群数量仍不能迅速增长，而鼠、蝗虫等动物，尽管人们采取各种防除措施，却仍然数量繁多，屡屡为害？ 繁殖能力的差别是重要原因。 东北豹一般每年最多生一胎， 通常每胎产仔2～3只， 偶尔有产1只或4只的情况。幼豹2～3岁后性成熟。 鼠一年可生数胎, 每胎产多只小鼠, 幼鼠当年即可性成熟。 一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，是种群增长快的重要内因。 在____________内________(_____）的个体数目占______________的______即出生率(死亡率)。 1.出生率和死亡率 单位时间 新产生 死亡 该种群个体总数 比值 (1)概念: 【例】截至2015年年末，我国大陆总人数约为13.7亿，2015年出生1655万人，我国大陆人口在这一年的出生率约为_____‰。 该年我国大陆死亡人口为975万，死亡率约为_____‰。 12‰ 7‰ 12 7 二.种群的数量特征 出生率＞死亡率，种群密度______； 出生率≈死亡率，种群密度__________；出生率＜死亡率，种群密度______。 增大 相对稳定 减小 (2)与种群密度的关系： 自然增长率＝出生率－死亡率 (3)意义： 出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。 直接影响种群大小和种群密度。 1.出生率和死亡率 思考：中国人口的增长是出生率高造成的，对吗？ 出生率＞死亡率 二.种群的数量特征 2.迁入率和迁出率 (1)概念: 在_________内______（_____）的个体数占________________的_____即迁入率（迁出率）. (2)与种群密度的关系 迁入率＞迁出率，种群密度_______； 迁入率≈迁出率，种群密度___________； 迁入率＜迁出率，种群密度_______。 单位时间 迁入 迁出 该种群个体总数 比值 增大 相对稳定 减小 迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度。 (3)意义: (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. 举例：春运前后珠三角和长三角各大城市的人口变化。 稳定型 衰退型 增长型 稳定型 增长型 衰退型 稳定型 增长型 衰退型 稳定型 增长型 3.年龄结构 (1)概念：指一个种群中____________的个体数目的比例。 (2)类型: 各年龄期 年龄结构是______种群密度变化趋势的主要依据。 (3)与种群密度的关系 年龄结构通过影响_______和_______来影响种群密度. 出生率 死亡率 预测 (4)意义: 讨论：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? 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.年龄结构 目前，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。 4.性别比例 (1)概念:指种群中_____________数目的比例。 (2)类型: 雌雄个体 雌雄相当型 雌多雄少型 雌少雄多型 多见于高等动物 多见于人工控制的种群 多见于营社会生活的昆虫 注意: 这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内。 注意: 不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。 二.种群的数量特征 (3)应用： 利用人工合成的_________（信息素）诱杀某种害虫的_____个体，__________________________________，就会使很多雌性个体_____________，从而使该种害虫的种群密度明显降低。 性引诱剂 雄性 改变了害虫种群正常的性别比例 不能完成交配 二.种群的数量特征 降低出生率 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。 P6拓展题第3小题 小结1: 种群各数量特征之间的关系 衰退型 性别比例 出生率 迁出率 年龄组成 1.决定种群密度的直接因素: 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 2.决定种群密度的间接因素: 年龄组成和性别比例 二.种群的数量特征 如图是有关种群特征的概念图，据图分析：图中①～⑤分别代表种群的什么特征？ 小结2: 种群各数量特征之间的关系 二.种群的数量特征 年龄结构 性别比例 出生率 死亡率 种群密度 40 种群的空间特征 组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。 均匀分布 随机分布 集群分布 水稻的空间分布 某种杂草的空间分布 瓢虫的空间分布 农田、人工林 微生物菌落， 人类的分布 种群的数量特征 种群密度 迁出率 迁入率 死亡率 出生率 年龄结构 性别比例 基本特征 取决于 影响 影响 影响 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 调查方法 小结 种群的空间特征 随机 分布 均匀分布 集群分布 ①估算一种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度和大小。（ ） ②在自然开放的生态系统中，种群密度会受环境因素影响而波动。（ ） ③增长型种群的数量一定会不断增加。（ ） ④年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征。（ ） ⑤薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高，死亡率属于数量特征。（ ） ⑥性别比例通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度。（ ） 判断： × 还有迁入率和迁出率 √ × 在一定的环境条件下（正常条件），在没有自然灾害、战争的情况下 × √ × 二.种群的数量特征 例5.下列对种群数量特征概念图所作的分析, 错误的是( ) A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响③ B.增长型种群的数量增长是由于①＞② C.预测种群数量变化的主要依据是④ D.我国计划生育政策的目的是通过降低②来控制人口过度增长 出生率 死亡率 性别比例 年龄结构 B 44 1.【考点速览·诊断】 (1)在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度。(2020·山东卷，19A)( ) 提示　应随机取样，不能在相对集中的区域选取样方。 (2)采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数。 (2020·江苏卷，15B)( ) 提示　样方法不能调查昆虫的种类数。 × × (3)五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。 (2015·江苏卷，9A)( ) 提示　应用等距取样法。 (4)调查身体微小、活动力强的土壤小动物数量常用标记重捕法 P30。 (2020·全国卷Ⅰ，6A)( ) 提示　调查身体微小、活动力强的土壤小动物数量常采用取样器取样法进行采集、调查。 (5)黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度。 (2018·全国卷Ⅲ，6C)( ) × × √ 2.(2023·山东德州期末)麻雀是中国最常见、分布最广的鸟类，属于留鸟，不进行季节性迁徙。某地区的麻雀有家麻雀、树麻雀、黑顶麻雀、山麻雀等不同物种。下列相关叙述正确的是(　　) A.该地区所有的麻雀属于一个种群 B.利用标记重捕法可精确计算出家麻雀的种群密度 C.季节变化不影响黑顶麻雀的种群密度 D.山麻雀在觅食区集群分布不是种群的数量特征 D 3.(2023·江苏徐州期末)下列对种群特征的分析，正确的是(　　) A.种群最基本的数量特征是迁入率、迁出率 B.种群数量在不断增长的过程中，没有死亡率才能导致其数量增长 C.预测种群数量未来变化趋势的主要依据是年龄结构 D.任何种群中雄性和雌性的数量比例均为1∶1 C 4.(2023·福建福州联考)某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表：   捕获数/只 标记数/只 雌性个体数/只 雄性个体数/只 初捕 50 50 28 22 重捕 50 10 32 18 以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是(　　) A.此调查方法可以用来调查田中小麦的种群密度 B.若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，统计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.该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2 D 捕获次数太少，偶然性大 5.(2022·全国乙卷)某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量，主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题： (1)为保证调查的可靠性和准确性，选取样方时应注意的主要事项有__________________________________ (答出3点即可)。 (2)已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区 域的种群数量为________。 随机取样、样方的大小、样方的数目 (3)与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有____________________________________________________(答出2点即可)。 误差小，准确度高；操作更便捷，避免资源浪费 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。（ ） 练习与应用 × √ × 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 练习与应用 D 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 条。 练习与应用 约386 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 。 B 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。 练习与应用 【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。 一、选择题 1.下列叙述符合种群密度概念的是 （ ） A.一公顷水稻的年产量 B.每平方米草地中杂草的数量 C.某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量 D. 某地区灰仓鼠每年新增的个体数 2.某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡。第二年，该地区蝗虫的种群密度明显 下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是 （ ） A.出生率下降 B.死亡率上升 C.迁入率下降 D.迁出率上升 3.根据种群的年龄结构，可以推测出生率、死亡率的变化趋势。下列表述正确的是 （ ） A.年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率 B.年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率 C.年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率 D.年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率 复习与提高 C A B $$