1.1 种群的数量特征-2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修2）

大熊猫是中国特有物种，被誉为“活化石”和“中国国宝”，属中国国家一级保护野生动物，现存的主要栖息地是中国中西部四川盆地周边的山区和陕西南部的秦岭地区。 2021年10月12日人民日报消息称： 40年间中国大熊猫野外种群数量从1114只增加到1864只，受威胁程度等级从“濒危”降为“易危”。 情境视频：陕西长青国家级自然保护区的大熊猫 讨论：1.调查大熊猫的种群数量对于保护它们有什么意义？ 2.调查一个种群通常要调查种群哪些数量信息？ 种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁入率、年龄结构和性别比例等。 清楚大熊猫的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。 第1章 种群及其动态 第1节 种群的数量特征 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？ 1.什么是种群和种群密度？为什么要调查种群密度？ 2.调查种群密度的方法有哪些？ 3.样方法的步骤、适用范围是什么？ 4.标记重捕法的适用范围和概念是什么？ 5.还有哪些调查种群密度的方法？(P6) 阅读课本P2-P3，回答以下问题： 自主探究 一、种群密度及其调查方法 什么是种群和种群密度？为什么要调查种群密度？ 1、种群 在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。 ---种群是生物进化、繁殖的基本单位。 判断： 1.一个池塘中所有的鱼。 2.一个池塘中所有青蛙。 3.一片森林里所有的松鼠。 4.菜市场上所有鲤鱼。 × × × √ 2、种群密度 种群在单位面积或单位体积中的个体数。 种群密度= 种群的个体数量 空间大小（面积或体积） ①小范围的水生生物:单位体积 ②大范围及陆生生物:单位面积 ---种群最基本的数量特征。 概念： 概念： 意义： 表示： 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。 每立方米水体中鲫鱼的数量 每平方米草地上蒲公英的数量 一、种群密度及其调查方法 调查种群密度的方法有哪些？ 3、种群密度的调查方法 (1)逐个计数法 分布范围较小、个体较大的种群,如山坡上的珙桐(国家一级保护植物)密度。 (2)估算法 分布范围较大，个体较小，逐个计数非常困难 ①黑光灯诱捕法 ②样方法 ③标记重捕法 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (2)估算法 ①黑光灯诱捕法 适用范围: 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。 对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。 估算密度: 在一个封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，导致种群内个体数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到0时，捕获的总累积数就等于该种群的总个体数。 利用几次实验数据，得出每次捕获数(y)与累积捕获数(x)的一次函数关系：y=ax+b，当y=0时，x即为该种群的总个体数。 累积捕获数(x) 每次捕获数(y) y=—0.2x+18.7 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (2)估算法 ②样方法 样方法的步骤、适用范围是什么？ 步骤： 适用范围： 被调查种群分布范围内，随机选取若干个样方 适合调查植物，及活动能力弱、活动范围小的动物。 统计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密度估算值 蒲公英 昆虫卵 跳蝻 蚜虫 1.如何区分双子叶植物与单子叶植物，选哪种作为调查对象？ 2.调查计划要考虑那些问题？ 3.样方大小选多大合适？ 4.取样的关键是什么？有哪些常用的取样方法？ 5.如何计数？ 6.如何计算该样方的种群密度？ 阅读课本P5页相关内容，回答以下问题： 自主探究 探究实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 1、确定调查对象 如何区分双子叶植物与单子叶植物，选哪种作为调查对象？ 单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，叶片一般呈条形或者披针形，叶脉一般是平行脉，双子叶植物一般是网状脉。 单子叶植物从地上部分难以辨别是一株还是多株，双子叶植物个体数目易于辨别，故通常调查双子叶植物的种群密度。 ---双子叶植物 调查计划要考虑那些问题？ 探究实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 2、提出问题，制定计划 确定调查地点和范围 确定调查时间 需要携带的材料用具 小组成员间分工 3、实施计划 准 备　　 确定调查对象　　　　　 确定样方　　　　　　 样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说，选取的样方越少，误差越大；选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际值。 样方的多少: 观察调查对象的分布状况和地段的形状，讨论确定样方的多少、样方大小和取样方法。 观察该地段双子叶植物，确定调查对象。　 观察地形，提出安全注意措施。　　　　 样方大小选多大合适？ 探究实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 3、实施计划 确定样方　　　　　　 草本: 灌木: 样方面积1m2 样方面积16m2 乔木： 样方的大小: 视调查对象的大小及分布情况而定，所调查物种个体较大或调查物种数目比较稀疏，样方面积应该适当扩大。 样方面积100m2 探究实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 3、实施计划 确定样方　　　　　　 取样的关键是什么？有哪些常用的取样方法？ 取样的关键: 随机取样，不能掺入主观因素。 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。 取样方法: 调查对象总体分布为近方形地块 调查对象的总体分布为长条形地块 五点取样法 等距取样法 计算种群密度　　　　　 调查时要遵守野外调查的安全规范，要做到爱护植被，不攀折花木，不破坏草坪，不毁坏庄稼，不采食野果，不伤害野生动物。 探究实践：调查草地中某种双子叶植物的种群密度 3、实施计划 确定样方　　　　　　 计数 如何计数？ 面积为100 m2 的草地的示意图 ① ② ③ ④ ⑤ 同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边线上只计数相邻两边及夹角上的个体。即样方内＋相邻两边及夹角(计上不计下,计左不计右)。 如何计算该样方的种群密度？ （3+7+7+2+5）÷5= 4.8株/m2 注意： 计数： 视频：调查双子叶植物的种群密度 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (2)估算法 ---③标记重捕法 适用范围： 活动能力强，活动范围大的动物。 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。 概念： = 初次捕获并标记数(M) 种群总数(N) 重捕获的标记个体数(m) 重捕获的个体数(n) 总数N 捕获并标记M 放回混匀 重捕n,有标记m 在个体随机分布的前提下，整体与局部的相关比例相等： 标记重捕法的适用范围和概念是什么？ 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (2)估算法 ----③标记重捕法 注意事项： ①标记物不能过分醒目； ②标记物和标记方法不会对动物造成行为和寿命上的伤害； ③标记物不易消失、脱落； ④标记后充分混合； ⑤调查期间没有新的个体出生和死亡，没有迁入和迁出； 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (2)估算法 ----③标记重捕法 误差分析： 总标记数M 重捕标记数m 重捕数n = 种群总数N m M * n = N 分析下列各情况可能会带来的误差： ①标记物意外脱落 ②被标记个体被再次捕获的机会降低 ③标记物导致被标记个体易于被捕食 ④被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获 ⑤被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获 ⑥标记物影响被标记个体的活动，使其被再次捕获的机会增大 以上_________估算值将偏大，_____估算值将偏小。 ①②③④ ⑤⑥ 1.实验材料准备：烧杯中装入一定量的黄豆，准备彩色记号笔。 2.从烧杯中随机倒出一定数量（不能全部倒出）的黄豆，统计后，记录在表格中，用记号笔对倒出的黄豆做标记，将标记的黄豆放回烧杯中振荡混匀。 3.再次从烧杯中随机倒出一定数量的黄豆，统计取出的黄豆总数以及其中带标记的黄豆数，记录在表格中。 4.建立等式关系，估算出黄豆的数量。 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 模拟实验：模拟标记重捕法调查种群密度 “三看法”选择适合的种群密度调查方法 一看 个体数量 少 逐个计数 二看 生物类型 植物 样方法 二看 活动能力 活动能力弱 样方法 多 动物 活动能力强 标记重捕法 除了以上，还有哪些调查种群密度的方法？ 一、种群密度及其调查方法 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (3)其他方法 ①在动物的栖息地布设若干台红外触发相机，恒温动物一靠近，就会触发相机自动拍摄照片或视频,经过一段时间，利用计算机分析处理照片或视频，确定所调查动物的种群数量。利用该方法，2015年查明我国东北长白山北部有27只东北虎和42只东北豹。 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (3)其他方法 ②不同动物的粪便具有不同的特征，先区分粪便来自哪种动物，在分析这些动物的粪便来自多少个个体，可以获得种群数量信息。 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (3)其他方法 ③动物的声音也存在个体差异，成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。声音作为一种非损伤、低干扰的标记，用于对不同个体进行识别，进行种群数量的监测。利用这种基于声音的个体识别技术，对鲸、长臂猿等哺乳动物及鸮、秧鸡等鸟类开展野外种群数量的监测。 长臂猿 鲸 鸮 xiāo 秧鸡 无人机航拍共获取影像23784张,有效面积326.6 km2,通过目视解译,获取样带内的岩羊种群数量为203只,种群密度为0.6215只/km2。通过推算,得到玛多县岩羊种群数量为8968只。 ④无人机航拍 一、种群密度及其调查方法 3、种群密度的调查方法 (3)其他方法 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 红外触发相机、分析粪便、声音差异、航拍法等 小结种群密度的调查方法 种群密度反映了种群一定时期的数量，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。 知道种群密度，能预测未来种群的数量变化趋势吗？ 课堂练习 1、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 2、下列有关生物种群密度调查的方法中，正确的是（　 　） A．进行种群密度的调查要随机取样，同时保证样本数量足够 B．动物种群密度的调查不能用样方法 C．宜选择蔓生或丛生的单子叶草本植物作为抽样调查的对象 D．调查乔木类的马尾松，小样方最好划分为1m2左右 C A 3、鄱阳湖国家自然保护区是东方白鹳在长江中、下游地区的主要越冬地。第一次捕获东方白鹳106只，做上标记后放回；第二次捕获东方白鹳91只，其中有标记的为25只，由此估算该地区中共有多少只东方白鹳？ 　约有386只 1、什么是出生率和死亡率？研究其有何意义？ 2、什么是迁入率和迁出率？研究其有何意义？ 3、什么是种群的年龄结构？类型有几种？对种群密度有什么影响？ 4、什么是性别比例？性别比例对种群密度有什么影响？ 阅读课本P3-P4，回答以下问题： 自主探究 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？ 原因：繁殖能力的差别是重要原因，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。 事实：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。而鼠一年可生数胎, 每胎产多只小鼠, 幼鼠当年即可性成熟。 种群数量仍不能迅速增长 数量繁多 二、出生率和死亡率 什么是出生率和死亡率？研究其有何意义？ 单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。 单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 1、概念： 死亡率： 出生率： 例：2015年我国大陆总人口约13.7 亿，出生1655 万人，死亡人口为975 万。 12‰ 7‰ 出生率： 死亡率： 2、出生率和死亡率与种群密度的关系 出生率和死亡率 种群密度 出生率>死亡率   出生率=死亡率   出生率<死亡率   降低 增加 出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素。 种群密度 出生率 死亡率 + - 3、意义： 自然增长率 = 出生率 - 死亡率 相对稳定 三、迁入率和迁出率 什么是迁入率和迁出率？研究其有何意义？ 1、概念： 迁入（迁出）率： 2、迁入率和迁出率与种群密度的关系 3、意义： 单位时间内迁入（或迁出）的个体占该种群个体总数的比值。 例：春运前后北上广各大城市的人口变化。 迁入率和迁出率 种群密度 迁入率＞迁出率   迁入率=迁出率   迁入率＜迁出率   相对稳定 降低 增加 种群密度 迁入率 迁出率 + - 是决定种群密度的直接因素。在研究城市人口变化中具有重要意义。 图示 年龄特征 幼年个体___， 老年个体___ 各年龄期个体数_________ 幼年个体___， 老年个体___ 发展趋势 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_____ 类型 多 少 比例相当 少 多 增大 ≈ 相对稳定 ＜ 减小 1、图中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？那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？ 思考讨论：分析种群的年龄结构 增长型 稳定型 衰退型 ＞ 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？ 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 1990 2013 2018 0~14 岁 27.69% 16.41% 16.9% 15~64 岁 66.74% 73.92% 71.2% 65 岁及以上 5.57% 9.67% 11.9% 3.分析我国人口的年龄结构在1990-2018年期间发生了什么变化？ 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。 思考讨论：分析种群的年龄结构 （1）概念： （3）意义： 四、年龄结构和性别比例 什么是种群的年龄结构？类型有几种？对种群密度有什么影响？ （2）类型： 增长型 稳定型 衰退型 年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度，可预测种群密度和数量的变化趋势。 年龄结构指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 1、年龄结构： 幼年个体多，老年个体少，出生率>死亡率，种群密度增大 各年龄段个体数目比例相当，出生率≈死亡率，种群密度稳定 幼年个体少，老年个体多，出生率<死亡率，种群密度减少 （1）概念： （3）意义： 四、年龄结构和性别比例 什么是性别比例？性别比例对种群密度有什么影响？ （2）类型： 性别比例，又称性比，是指种群中雌雄个体数目的比例。 2、性别比例 雌雄相当型 多见于高等动物 雌多雄少型 多见于人工控制的种群 雌少雄多型 多见于营社会生活的昆虫 性别比例影响出生率间接影响种群密度。 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性别比例，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。 （4）应用： 不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。 种群密度 （最基本） （+） （-） 主要估算方法 出生率 迁入率 迁出率 死亡率 性别比例 年龄结构 样方法 标记重捕法 预测变化方向 影响 直接决定 直接决定 种群的数量特征之间的关系 课堂练习 1、关于种群的数量特征，以下说法错误的是（ ） A.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 B.利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，是从直接改变种群的年龄结构入手减少害虫的数量 C.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 D.若某种群的年龄结构为增长型，则该种群数量不一定增加 2.如表为我国两次人口普查的部分数据，下列相关叙述正确的是（ ） A.种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群的数量变化趋势 B.年龄结构为稳定型时，人口数量在近期一定能保持稳定 C.从年龄结构可知，我国人口老龄化程度在减缓 D.乡村人口密度由性别比例和年龄结构直接决定 比重(%) 项目 年龄结构 性别比例 城乡结构 0～14岁 15～59岁 ≥60岁 女性 男性 城镇 乡村 第六次(2010年) 16.60 70.14 13.26 48.73 51.27 49.68 50.32 第七次(2020年) 17.95 63.35 18.70 48.76 51.24 63.89 36.11 B A 课堂练习 3.如图表示种群数量特征的两个概念图，下列有关分析不正确的是( ) 4.（不定项）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.④是指一个种群中各年龄期的个体数目 E.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 F.春运期间，广州人口数量变化主要取决于①和② 出生率 死亡率 性别比例 年龄结构 BDF A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b B.图1中的c为种群最基本的数量特征 C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同 D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度 C 性别比例 年龄结构 出生率 死亡率 性别比例 年龄结构 种群密度 练习与应用 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）调查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。调查结果为对照组411.73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 一、概念检测 × √ × 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。 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 练习与应用 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。 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。 Lavf58.76.100 starvid:eyJkbGV2ZWwiOiAyLCAidmNvZGVjIjogIm5iaGRfMjY0IiwgIm1heHJhdGUiOiAiOTcwIiwgInF1YWxpdHkiOiAiMi40In0= null 26070.332 Õ¾³¤ËزÄ(sc.chinaz.com) null 5302.8696 Boreal Owl (Aegolius funereus) Lars Adler Krogh xeno-canto 2016 Strigidae 94355.68 eng - XC137617 © Lars Adler Krogh // BlÃ¥bjerg Plantage (55.747, 8.242), Denmark // 50m // 01:50h, 2013-06-06 // song $$