1.1种群的数量特征课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第1章 种群及其动态 第1节 种群的数量特征 雪豹是分布在我国的四种大型猫科动物(虎、豹、雪豹、云豹)其中之一。我国是世界上雪豹分布的核心区域,自1989年国务院批准将雪豹列为国家一级保护野生动物,依法实施拯救、保护后,先后在雪豹分布区建立了30余处自然保护区和70多处基层保护管理站。 最新研究数据表明,我国雪豹野外种群数量已经从21世纪初期4 100只左右增长至5 000只左右,增长了22%。 1.调查雪豹的种群数量对于保护它们有什么意义? 2.调查雪豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展有什么意义? ? 列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。 1.通过实例分析影响种群密度的各种因素。(科学思维) 2.列举种群的数量特征,明确种群密度与其他数量特征的关系。(生命观念、科学思维) 3.通过实践学会采用样方法和标记重捕法调查种群密度。(社会责任) 一、种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。 如何理解种群概念中的“同” 和 “全” ? ? 同:指同一物种、同一时段、同一区域。 全:指全部个体,包括各个年龄段的雌雄个体。 对种群的概念进行分析并提出问题,体现了科学探究的核心素养。 1.种群的概念: ? 2.种群的功能: 种群是生物繁殖的基本单位,种群是生物进化的基本单位。 一块地里的所有三倍体西瓜是否属于一个种群?为什么? 不属于。种群中的个体在自然状态下能够交配产生可育后代,三倍体西瓜不能通过基因交流产生可育后代。 【易错提醒】 正确区分种群和物种 1.种群强调的是生活在一定区域的同种生物的全部个体,而物种没有“一定区域”的限制。 2.种群是物种的存在形式,一个种群内的个体肯定属于同一物种,但是同一物种在不同区域可形成多个种群。 对种群和物种进行比较分析,体现了科学思维的核心素养。 【例1】下列叙述中,属于种群的是 ( ) A.一片森林中的昆虫 B.一块田地里的狗尾草 C.一棵树上的寄生物 D.一座山峰上的树 B 一片森林中的昆虫、一棵树上的寄生物、一座山峰上的树都有多种,不是一个物种,它们不属于种群。狗尾草是一个物种,一块田地里的狗尾草属于种群。 二、种群最基本的数量特征——种群密度 1.概念: 2.公式: 3.意义: 种群在单位面积或单位体积中的个体数。 如:养鱼池中每立方米的水体中鲫鱼的数量; 每平方千米农田面积内田鼠的数量。 小范围的水生生物——单位体积; 大范围水生生物或陆生生物——单位面积。 种群密度 种群的个体数量 面积或体积 种群密度反映了种群在一定时期的数量。 种群数量多,种群密度一定大吗?说明理由。 ? 不一定。因为种群密度强调单位面积或单位体积中的个体数,如果面积或体积未知,种群密度的大小就无法判定。 对种群密度的概念进行分析并提出问题,体现了科学探究的核心素养。 4.种群密度的调查方法: (1)分布范围小,个体较大的种群: (2)分布范围大,个体较小的种群: 估算法(取样调查)。 逐个计数。 样方法 标记重捕法 适用范围 不运动或活动能力弱、活动范围小的生物 活动能力强,活动范围大的动物 实例 植物、昆虫卵、蚜虫、跳蝻等 哺乳类、鸟类、爬行类和某些昆虫等 1.为什么要强调随机取样呢? 为了确保所选择的样方具有代表性,不受主观因素的影响,使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。 2.样方的多少会影响调查结果吗? 样方的数量太少,其统计结果的误差可能较大;样方越多,其统计结果越接近真实情况。但样方数量太多,整体取样花费的时间、精力就越多。因此,一定数量的样方可以保证统计结果的真实性。 【思考 讨论】 样方法 1.一般步骤:确定调查对象 制定调查计划 实施计划 计数并做记录 数据处理 得出结论。 2.样方的选取 (1)样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定。一般来说,选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。 (2)样方大小的确定:视被调查的生物类型而定,一般来说,乔木为100㎡,灌木为16㎡,草本为1㎡。样方的形状以正方形为宜。 常用取样方法 五点取样法 (1)适用对象:调查的总体为非长条形,调查对象分布均匀。 (2)具体要求:在总体中按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致,如图所示: (1)适用对象:调查的总体为长条形。 等距取样法 (2)具体要求:先将调查总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后按这一相等的距离或间隔抽取样方,如图所示: 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 计数方法: ——蒲公英 ——其他植物 方框内 + 相邻两边上及其夹角 计上不计下,计左不计右 计数原则: 示例图 1. 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。 2. 一般而言,样方越多,其统计结果越接近真实情况。但是,从统计学上看,一定数量的样方就可以保证统计结果的真实性。 3. 不同小组对同一种群的种群密度的调查结果可能是不同的。 【归纳提升】 对于有趋光性的昆虫如螟蛾、蝼蛄等,可以 用黑光灯诱捕的方法调查它们的密度。 黑光灯诱捕法 【例2】某同学在牛首山调查珍稀蝶类——中华虎凤蝶幼虫的种群密度,得出5个样方(样方面积为1m2)的种群数量分别为4、6、8、8、9只。那么,该同学该怎样计算该种蝶幼虫的种群密度(单位:只/hm2)? 1hm2=10000m2,该种蝶幼虫的种群密度是(4+6+8+8+9)/5=7只/m2 =7 0000只/hm2。 标记重捕法 一般步骤:确定调查对象 捕获并标记 重捕、计数 估算种群数量。 计算公式: 第1次 第2次 操作过程 1.标记不能过分醒目。 2.标记物和标记方法对动物没有伤害。 3.标记符号必须能够维持一定的时间。 4.在调查期间没有大量个体的出生死亡和迁入迁出。 5.被标记的个体需要在种群中混合均匀后再进行重捕。 6.标记重捕法的前提是标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等。 7.种群数量变化期间,两次捕获的间隔不能太长。 【拓展延伸】 对标记重捕法进行拓展延伸,体现了科学思维的核心素养。 【例3】在调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时,放置100个捕鼠笼,一夜间捕获了42只,将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后,在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼,捕获了38只,其中有上次标记的个体12只。则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只? N=(42 38)/12=133只,该农田中田鼠的种群数量大概有133只。 三、种群的其他数量特征 1.出生率和死亡率 3.性别比例 2.年龄结构 4.迁入率和迁出率 1.金丝猴作为一种濒危动物,出生率会发生怎样变化? 2.预测金丝猴种群密度变化的依据是什么? ? 针对生活中的生物学现象进行观察并提出问题,体现了科学探究的核心素养。 (1)概念: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。 1.出生率和死亡率 (4)意义:决定种群大小和种群密度的因素。 (2)表示方式:通常以a%表示。 (3)举例:1983年,我国平均每10万人中出生1 862个孩子,该年度人口出生率为1.862%。 出生率和死亡率是影响种群密度的根本原因。 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:决定种群大小和种群密度的因素。 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。比如中国春节时大城市的人口变化。 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: 增长型 稳定型 衰退型 老年个体数 成年个体数 幼年个体数 类型 年龄特征 出生率死亡率大小 种群密度发展趋势 增长型 幼年个体数大于老年个体数 出生率大于死亡率 会越来越大 稳定型 各年龄期个体数比例相当 出生率约等于死亡率 在一段时间内保持相对稳定 衰退型 幼年个体数小于老年个体数 出生率小于死亡率 会越来越小 (3)意义:预测种群密度的变化方向。 4.性别比例 (1)概念:种群中雌、雄个体数目的比例。 (4)意义:在一定程度上影响种群密度,影响出生率。 (2)类型: 雌雄相当——多见于高等动物。 雌多于雄——多见于人工控制的种群。 雄多于雌——多见于营社会性生活的昆虫。 (3)性别比例的应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫种群正常的性别比例,从而达到杀虫效果。 【易错提醒】 1.性别比例指的是具有生殖能力的雌雄个体的比例,像蜜蜂种群中的工蜂虽然是雌性,但没有生殖能力,所以在计算性别比例时不需要考虑工蜂的个体数。 2.并不是所有的种群都具有性别比例,有性有性别之分的生物种群具有性别比例的特征,对于没有性别之分的生物形成的种群是不具有性别比例这个特征的,如豌豆种群。 对种群的数量特征易错点进行归纳与概括,体现了科学思维的核心素养。 种群特征与生产生活的关系 1.城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。 2.中国人口的增长——出生率>死亡率造成的(不能单纯地说是出生率高造成的)。 3.我国全面放开“三孩”政策—调整年龄结构。 4.利用性引诱剂诱捕雄蛾—通过改变性别比例来降低出生率。 将种群的数量特征与生产生活联系,体现了社会责任的核心素养。 【联系实际】 【例4】2020年11月1日零时起,我国开展第七次全国人口普查,主要调查内容有:姓名、性别、年龄、婚姻生育、死亡、流动情况等,以上信息不能体现出的种群特征是( ) A.年龄结构与性别比例 B.人口密度 C.迁入率与迁出率 D.出生率与死亡率 B 年龄和性别体现的种群特征是年龄结构和性别比例,A与题意不符;人口密度是指单位面积土地上居住的人口数,题干信息没有体现,B与题意相符;流动情况体现的种群特征是迁入率与迁出率,C与题意不符;婚姻生育和死亡体现的种群特征是出生率和死亡率,D与题意不符。 数量特征 性别比例 年龄结构 出生率 死亡率 种 群 密 度 迁入率 迁出率 增 长 型 稳 定 型 衰 退 型 直接 计数 估算法 样方法 标记重捕法 随机 取样 原则 左上 原则 计数 类型 影响 影响 预测种群密度变化趋势 决定 决定 调查方法 五点取样法 黑灯光诱捕法 等距取样法 最基本数量特征 $$