1.1 种群的数量特征-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书 （人教版2019 单选）

第1章　种群及其动态 知识框图 情境导思 地球上几乎每一种生物都有很大的生殖潜力。如果不受食物、空间、天敌和气候等条件的限制，生物种群数量会在短期内达到惊人的数值。有害生物防治、濒危动物的保护、渔业上合理捕捞量的确定等，都离不开对种群的研究。种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律。 (1)调查种群中不同年龄段的个体数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义？ (2)种群的数量是怎样变化的？调查种群数量对保护它们有什么意义？ (3)影响种群数量变化的因素有哪些？这些因素是如何影响种群特征的 第1节　种群的数量特征 【学习目标】1．生命观念：阐述种群的特征及种群密度与其他特征的关系。 2．科学探究：掌握动植物种群密度的调查方法。 3．社会责任：关注种群密度调查方法在保护濒危物种中的作用。 任务一　种群密度及其调查方法 　　　　　　 1．种群密度 (1)概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。 (2)意义：种群密度是种群最基本的数量特征，反映了种群在一定时期的数量。 (3)应用 ①濒危动物的保护； 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等。 2．调查方法 (1)逐个计数法：分布范围较小、个体较大的种群。 (2)黑光灯诱捕法：适用于有趋光性的昆虫。 (3)样方法 ①适用范围：植物以及活动能力弱、活动范围小的动物。 ②操作步骤 ③调查草地中某种双子叶植物的种群密度 a．流程 b．计数 如图是样方内的个体数，灰色圆表示要计数的个体数，据此确定样方计数的原则：方形样方计数时，样方内的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，计左不计右的计数原则，即只计数相邻两边及夹角上的个体；圆形样方计数时，计数位于圆形内部及左半圆周上的个体，右半圆周及两个半圆接触的个体不计。 (4)标记重捕法 ①适用范围：活动能力强，活动范围大的动物。 ②操作步骤 ③计算方法 用标记重捕法调查种群密度时，若第一次捕获并标记的个体数为M，第二次捕获的个体数为n，其中有标记的个体数为m，则该种群的数量(N)的计算公式为： ＝ ，即N＝。 【深挖教材·P3】 利用标记重捕法估算种群密度的误差分析 【点拨】 (1)标记物不能过分醒目，在调查期间不能消失，且对所调查动物的生命活动不能产生影响。 (2)调查期间种群中没有迁入和迁出、出生和死亡的个体。 (3)通过计算得出的是种群个体数，要得到种群密度，还应该考虑调查面积。 1．下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果，下图表示第四个样方中该植物的分布情况。 样方 N1 N2 N3 N4 N5 种群密度/(株·m－2) 8 7 18 x 9 (1)样方法更适宜用于调查单子叶植物种群密度还是双子叶植物种群密度，为什么？ 提示：样方法更适宜用于调查双子叶植物种群密度，因为单子叶草本植物常常是丛生的或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株；而双子叶草本植物则易于辨别个体数目。 (2)N3的数据明显高于其他样方，应如何处理？如何计算该植物的种群密度，该植物种群密度是多少？ 提示：应舍弃N3数据。计算种群密度时，应以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估算值，故先计数第四个样方的植株数量，需要计数样方内的个体数量和两条边界及其夹角上的个体数量，即x＝8，则该植物种群密度的估算值为(8＋7＋8＋9)÷4＝8(株·m－2)。 (3)请据图选择合适的取样方法 ①调查对象的总体分布为方形地块时，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。 2．某兴趣小组欲调查某一区域中田鼠的种群密度。第一次捕获标记并放回M只田鼠，一段时间后，又捕获了田鼠n只，其中带标记的有m只。 (1)为什么活动能力差的动物不宜用标记重捕法？ 提示：活动能力差的动物被标记后不能与其他未标记动物充分混合，会导致重捕时误差较大。 (2)该区域田鼠的数量有多少只？ 提示：(M·n)/m只。 (3)如果田鼠被捕获一次后再次被捕获的概率变小，对调查结果会产生什么影响？ 提示：会导致调查结果偏大。 (4)如果田鼠被初次捕获并标记放回后，尚未混合均匀，就在被标记个体密集处进行二次捕获，会对调查结果产生什么影响？ 提示：会导致调查结果偏小。 1．种群密度是种群的主要特征，不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述正确的是(　　) A．植物一般采用样方法进行调查，动物一般采用标记重捕法进行调查 B．调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用五点取样法进行取样 C．动物在被捕捉过一次以后更难捕捉，则通过标记重捕法获得的数据要比实际数据小 D．降低样方的面积便于统计个体数量，所以能降低调查的误差 解析：选A。对于植物来说，其种群密度的调查方法一般采用样方法，而对活动能力强、活动范围广的动物，则一般采用标记重捕法进行调查，A正确；调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度需要采用等距取样法进行取样，B错误；动物在被捕捉过一次以后更难捕捉，则重捕过程中被标记的个体数目偏少，根据相应的计算公式可知，获得的数据要比实际数据大，C错误；降低样方的面积便于统计个体数量，但会使调查的误差增大，D错误。 【归纳总结】　“两看法”选择合适的种群密度调查方法 2．(2021·山东高考)调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记 39 只鼠，第二次捕获 34 只鼠，其中有标记的鼠 15 只。标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有 5 只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于(结果取整数)(　　) A．66 只/公顷 B．77 只/公顷 C．83 只/公顷 D．88 只/公顷 解析：选B。调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记 39 只鼠中有 5 只由于竞争、天敌等自然因素死亡，故可将第一次标记的鼠的数量视为39－5＝34只，第二次捕获 34 只鼠，其中有标记的鼠 15 只，设该区域该种鼠的种群数量为x只，则根据计算公式可知，(39－5)/x＝15/34，解得x≈77．07，面积为一公顷，故该区域该种鼠的实际种群密度最接近于77 只/公顷。 3．(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____________。 (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） 解析：(1)为避免人为因素的干扰，保证调查的可靠性和准确性，选取样方时关键要做到随机取样、要依据调查范围大小来确定样方大小和数量，样方大小要一致、样方数量要适宜。(2)假设区域内种群数量为N，样方内平均个体数为n，已知所调查区域总面积为S，样方面积为m，调查区域内种群密度相等，N÷S＝n÷m，则N＝(S×n)/m。(3)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，与标记重捕法相比，该调查方法周期短，不受不良天气变化的影响，对野生动物生活干扰少，操作更简便，并允许在繁殖季节收集更多的数据。 答案：(1)随机取样、样方大小一致、样方数量适宜　(2)(S×n)/m　(3)对野生动物的不良影响小、调查周期短，操作简便 【误区警示】　种群数量不等于种群密度 种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量多，种群密度不一定大。 任务二　种群的其他数量特征 1．出生率和死亡率 (1)概念 ①出生率：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：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)特点：繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。 2．迁入率和迁出率 (1)概念：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。 (2)意义：决定种群大小和密度的不可忽视的因素。 3．年龄结构 (1)概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 (2)类型 类型 种群特征 种群密度 增长型 幼年个体数多于成年、老年个体数 增大 稳定型 各年龄期个体数比例适中 相对稳定 衰退型 幼年个体数少于成年、老年个体数 减小 (3)意义：可预测种群密度未来的变化趋势。 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：性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体→改变性别比例→降低害虫种群密度。 【深挖教材·P4】 种群数量特征之间的内在联系 (1)直接决定种群密度的因素 出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。当出生率高于死亡率、迁入率高于迁出率时，种群密度增大；反之，种群密度减小。 (2)间接影响种群密度的因素 年龄结构可通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度，而性别比例通过影响出生率间接影响种群密度，性别比例与死亡率无关。 (3)年龄结构可预测种群密度的变化趋势，但该趋势不一定能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。 【点拨】　(1)并不是所有种群都具有性别比例，如某些雌雄同株的植物。 (2)人口自然增长率＝出生率－死亡率。 1．下图为某地7个生物种群的年龄结构。 据图分析并回答下列问题(均填字母)。 (1)属于增长型的是A、D、F。 (2)属于稳定型的是C、G。 (3)属于衰退型的是B、E。 2．下图是某市人口出生率和死亡率的变化曲线。 (1)该市人口数量的变化趋势是什么？从出生率和死亡率的角度分析，原因是什么？ 提示：人口数量迅速增长，原因是出生率持续上升，死亡率持续下降，且出生率大于死亡率。 (2)能够直接影响该市人口数量变化的因素还有哪些？ 提示：迁入率和迁出率。 (3)由此看出，出生率和死亡率、迁入率和迁出率对种群密度的影响是直接的。 3．无公害蔬菜的培育过程中，当预测到昆虫种群密度增加时，可以利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性个体进而降低害虫的种群密度。 请分析，采取这种措施依据的原理是什么？ 提示：破坏害虫正常的性别比例，使很多雌性个体不能完成交配，降低种群出生率，从而降低种群密度。 1．(2024·四川成都高二期末)下列关于大熊猫野外调查研究的叙述，错误的是(　　) A．调查大熊猫的种群数量最常用的方法是样方法 B．大熊猫自然种群个体数量少与其繁殖能力有关 C．年龄结构为增长型的大熊猫种群其数量可能减少 D．人类活动可能会影响大熊猫的迁入率和迁出率 解析：选A。野生大熊猫种群数量稀少，警觉性高，样方法很难实施且容易失败，可采用逐个计数法调查其数量，如巢穴数量估算、粪便数量估算等，A错误；大熊猫繁殖能力弱，出生率低，因此大熊猫自然种群个体数量少，B正确；年龄结构为增长型的大熊猫种群中幼年个体数很多，老年个体数很少，但由于死亡、迁出等原因，其数量可能减少，C正确；人类活动可能导致大熊猫的栖息地被破坏，从而影响大熊猫的迁入率和迁出率，D正确。 2．下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是(　　) 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表示的含义不同 D．图2中丙为年龄结构，主要通过影响出生率来间接影响种群密度 解析：选D。图1中a只影响出生率，而b既影响出生率也影响死亡率，从而判断出a为性别比例，b为年龄结构，c为种群密度。图2中甲使种群密度增加，应为出生率和迁入率；乙使种群密度减小，应为死亡率和迁出率；丙只影响出生率，应为性别比例；丁为年龄结构。图1中b为年龄结构，是预测种群数量未来变化趋势的主要依据，A正确；图1中c为种群密度，是种群最基本的数量特征，B正确；图2中丁为年龄结构，而图1中a为性别比例，C正确；图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率间接影响种群密度，D错误。 　　　　　　　　　　　　 新情境命题 蝗虫种群密度的调查(科学探究与社会责任) 蝗虫主要取食禾本科植物的茎叶，是一种农业害虫，蝗灾对农业、经济和环境构成了重大威胁。科研工作者在蝗虫聚居地发现了一种释放量低但生物活性非常高的群居信息素4－乙烯基苯甲醚(4－VA)。研究表明，在群居信息素的作用下，蝗虫种群由散居型可以转变为群居型，形成超大型种群。为进一步确定4－VA的作用，科研人员利用4－VA及溶剂进行图1(黑色表示添加了4－VA的样方区域)所示的室外草地诱捕实验，其结果如图2所示。 【命题设计】 1．考查知识迁移与实验方法应用的辨析能力 (1)调查蝗虫幼虫跳蝻种群密度常用样方法，但调查蝗虫成虫却不适合用样方法，原因是______________________________。有人提议采用空中拍照技术调查蝗虫成虫的种群密度，但也有人反对采用该技术，你认为反对的理由是 2．考查实验原则的应用与长句表述能力 (2)采用图1所示的方法进行室外草地诱捕实验时，需要设置样方，并将诱捕器置于样方内。设置样方时，实验组与对照组要交替进行，除此之外还需要考虑的因素是_______________________________________________________________________(答出2点)。 3．考查实验分析能力与社会责任 (3)分析图2可以得出结论：群居信息素4－VA可以吸引蝗虫种群由散居型转变为群居型，其依据是________________________________________________________________________。 解析：(1)蝗虫成虫具有飞行能力，其活动能力强，活动范围广，不能采用样方法。蝗虫个体比较小，且大多数群居，从照片中不容易辨别个体数目等，故有人反对采用该技术。(2)各样方的设置应该保持一致，如样方大小、距离中心点的距离、各样方之间的距离等。(3)从图2可知，与对照组相比，使用4－VA的样方所获取的蝗虫数量显著增加，说明群居信息素4－VA可以吸引蝗虫种群由散居型转变为群居型。 答案：(1)成虫活动能力强，活动范围广　蝗虫个体比较小，且大多数群居，从照片中不容易辨别个体数目　(2)实验组与对照组样方的大小要相同且合适；样方与样方之间的距离要相等；各样方与中心点的距离要相等　(3)与对照组相比，添加了4－VA的样方区域内蝗虫的数量明显增多 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 问题探讨 P2 1．查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．东北豹种群中雌雄个体的比例直接影响种群的出生率，间接影响种群密度，从而预测种群数量的发展趋势。 P3 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，每胎产多只鼠，幼鼠当年即可性成熟。可见东北豹的繁殖能力比鼠弱得多。一般来说，繁殖能力强的动物种群出生率高，这是种群数量出现较快增长的内因。 思考·讨论 P4 1．A属于增长型，幼年个体数多，老年个体数少，出生率>死亡率，种群数量会越来越多；C属于衰退型，幼年个体数少，老年个体数多，出生率<死亡率，种群数量会越来越少；B属于稳定型，各年龄段个体数目比例基本相等，出生率≈死亡率，种群数量会在一段时间内保持相对稳定。 2．不一定。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．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。 [练习与应用·P6] 一、概念检测 1．(1)×　(2)√　(3)×　2．D 二、拓展应用 1．约386 2．B 3．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。 【体系构建】 【核心语句】 1．种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率﹑年龄结构、性别比例。 2．调查种群密度常用的方法有样方法和标记重捕法。 3．取样的关键是要做到随机取样，计算时要求出每个样方种群密度的平均值。 4．活动能力强、活动范围大的动物适宜采用标记重捕法。 5．出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。 6．年龄结构可预测种群数量未来的发展变化趋势。 学科网（北京）股份有限公司 $$