1.1种群的数量特征课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

人教版(2019) 选择性必修一生物与环境 第一章种群及其动态 1.1种群的数量特征 (1) 两 个要 素：“同种”和“全部”。 ①“同种”:指 同一物种，即种群是物种存在的具体形式。 ②“全部”:指一个群体，包括该物种的幼体和成体等全部个体。 (2) 两 个条件：“时 间”和“空 间”。 即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。 如 ：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说夏天有野鸭种群。 复习回顾 (3) 两个方面 ①从生态学的观点来看：种群是生物繁殖的基本单位 ②从进化的观点来看：种群是生物进化的基本单位 一个水池里的全部鱼 × 一个鱼缸里的全部金鱼 复习回顾 ○一个池塘中所有的虾 否 一 杨 ●培养基上一个大肠杆菌菌落是 ●黄棉市场上所有的鸡 否 ●阳新县所有的银杏树 是 ●磁湖所有的鲤鱼 是 否 是 生 白 所有的学 所有的 中 中 校 林 个学 片森 ● ● 复习回顾 2015年，我国科学家基于长期的野外观测查明：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。 红外触发相机拍摄到的东北豹 1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义? 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? 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。 问题探讨 思考 PART.01 种群密度及其调查方法 1M■ ■ 1.种群密度及其调查方法 1.1种群密度 陆生生物 水生生物 种群在单位面穂 单位体积的个体数就是种群密度；是 种 群最基本的 数量特征 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，都需要对种群密 度进行调查研究。 1.种群密度及其调查方法 思考 是不是种群数量多，种群密度就大? 不是；因为种群密度强调的是单位面积或单位体积中的个体数。 120° 90° 50° 80° 50° 哈尔演 100° 130° 30 80° 90° 北回归线 100° 。 o 上海 30 福州 120° o贵阡 最 第20° 110° 1.种群密度及其调查方法 思考 种群密度是不是固定不变的? 不 是 ，在一片农田中的东亚飞蝗，夏天的种群密度 升 高，秋末天气较冷时则降 低。 思考 同一范围内，不同物种的种群密度是不是相同的? 不 是 ，在我国某地的野驴平均每100平 方千米还不足两头，但是在相同的面积 内，田鼠则有数十万只。 那么,如何获得各个物种的种群密度呢 ? 1.种群密度及其调查方法——逐个计数法 在调查分布范围较小、个体较大的种群时，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。 因其花形酷似展翅飞翔的白鸽而被西方植物学家命名为“中国鸽子树” 在大多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估 算的方法。 1.种群密度及其调查方法——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。 该方法所得结果多为相对密度，是通过跟历史记录作对照得出的，一般对 害虫的成灾程度和防治有指导意义。 支架 灯座 灯管 挡虫板 集虫漏斗 毒瓶 紫外线黑光灯 在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样 方的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值 作为该种群的种群密度估算值。 【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1m ²), 则该地蒲公英的种群密度约为 4 株 /m²。 1.种群密度及其调查方法——样方法 样方是人为划定的一个区域 ① 概 念 ： 样方编号 1 2 3 4 5 株数 3 4 5 4 4 1.种群密度及其调查方法——样方法 ②适用范围： 植物 昆虫卵 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、跳喃等。 注意：丛生或蔓生的单子叶植物不适用。 蚜虫 跳蛹 1.种群密度及其调查方法——样方法 ③样方的数量 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情况。 ④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1m²的正方形为 宜 ；灌木16m²、乔木 100m² 。如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。 ⑤样方的取样关键： 随机取样 使调查结果不受主观因素的影响， 【思考】为什么强调随机取样?P5 保证调查结果的准确性。 ⑥取样方法 ①调查总体为非长条形时 ， 选择五点取样法 ②调查总体为长条形时，选择等距取样法 1.种群密度及其调查方法——样方法 1.种群密度及其调查方法——样方法 样方内+相邻两边上 (计上不计下，计左不计右) 因此，该样方中有 9 株蒲公英。 ⑦计数原则 1.种群密度及其调查方法——样方法 面积为10m² 的草地的示意图 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 ①概念： 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。 ②原理： M 整体 重捕获的标记个体数(m) 再次捕获的个体数(n) 初次捕获并标记数(M) 个体总数(N) 充分混匀 N 局部 n 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 调查范围为1hm² 捕 获 → 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 捕获 → 标记、放回 调查范围为1hm² 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 捕获 → 标记、放回 → 重 捕 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 13 14 3 ? 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 1.3标记重捕法 捕 获 → 标 记 、 放 回 → 重 捕 → 计 算 60.6只/hm² 总 数 4 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 例如，在对某种鼠的调查中，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 种 群 密 度 为3 9÷(15÷34)÷1=88.4 , 注意：单位为/hm² ; 拓展应用 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 386条 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 ●适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。 注意事项： 1.标记物不易消失、脱落； 2.标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活 动 ； 3.标记物不能过分醒目； 4.标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，保 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T 标记环、耳钉、涂色、剪 趾、剪鳍、植入芯片等 1.种群密度及其调查方法——标记重捕法 知识延伸 标记重捕法导致种群总数出现误差的原因 1 标记物脱落 M m 2 被标记个体捕获机会降低 N n— 偏大 M n 3 标记物导致标记个体易被捕食 N 二 m 4 被标记个体死亡 偏 小： 被标记个体放回后未融入原种群，导致密度过大 (例如重捕时间间隔过短) 调查动物种群密度的常用方法，如样方 法、标记重捕法，往往需要直接观察或捕捉个 体。在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物， 特别是猛禽和猛兽时，这些方法就不适用了。 为此，科学家开发出一些不需要直接观察或捕 捉，就能调查种群密度或种群数量的新方法。 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，科学家利用计算 机分析处理这些照片或视频，就能确定所调查 动物的种群数量。运用这种方法，我国科学家 于2015年查明，我国东北长白山脉北部地区 至少有27只东北虎和42只东北豹。 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，再分析这种动物的 粪便来自多少个个体，就可以获得种群的数 量信息。例如，在四川王朗国家级自然保护 区，科学家采集了大量大熊猫的粪便，通过 分析其中的微卫星DNA 分子标记，查明在 2003—2004年，这一地区大熊猫的种群数 量为66只，其中雄性35只，雌性31只。 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。因此，动物的 声音可以作为一种非损伤、低干扰的标 记，用于对不同个体进行识别，进 而进行种群数量的监测。利用这 种基于声音的个体识别技术，科 学家成功地对鲸、长臂猿等哺 乳动物以及鸮、秧鸡等鸟类开 展了野外种群数量的监测。 1.种群密度及其调查方法——其他方法 生物科技进展 调查种群数量的其他方法 mv 1.种群密度及其调查方法——其他方法 其他调查方法：红外相机拍摄 i6fivious VNTR 1 WTk2 VMTk3 中 55 30 25 20 15 10 5 l 1.种群密度及其调查方法——其他方法 其他调查方法：微卫星DNA 分子标记 ferie so~ple 一 5 r h = (B) indiwidualA 4roatoo 中 etri的 由 infivdualC c h r o 9 四 4 1.种群密度及其调查方法——其他方法 其他调查方法：声音法 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。 1.种群密度及其调查方法——其他方法 其他调查方法：无人机航拍法 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。 逐个计数法- 范围 分布范围较小、个体较大的种群 最准确 黑光灯诱捕法 有趋光性的昆虫 植 物或昆虫卵及 一 些活动范围较小 的动物 ( 如蚜虫、跳喃) 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 1.种群密度及其调查方法 种群密度的调查方法 标记重捕法 估算法 适用 范围 样方法 适用 【PART.02 】 种群的其他数量特征 1M■ ■ 2.种群的其他数量特征 个体特征 出生 死亡 年龄 性别 种群特征 出生率 死亡率 年龄结构 性别比例 2.种群的其他数量特征 为什么东北豹、大熊猫等动物在人为保护的措施下，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 2.种群的其他数量特征 出生率和死亡率 出生率：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。 死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 出生率和死亡率是种群密度及数量改变的直接原因 出生率和死亡率 种群密度 出生率>死亡率 增加 出生率=死亡率 不变 出生率<死亡率 降低 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。分别称为 迁入率和迁出率。 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 破坏生物 生存环境 生物生存 环境恢复 2.种群的其他数量特征 迁入率和迁出率 经济 建设 建保 护区 生物 迁出 生物 迁入 迁入率和迁出率 种群密度 迁入率>迁出率 增加 迁入率=迁出率 不变 迁入率<迁出率 降低 2.种群的其他数量特征 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。 类型 增长型 稳定型 衰退型 年龄 特征 幼年个体多， 老年个体少 各年龄期个体数 比例相当 幼年个体少 ， 老年个体多 发展 趋势 出生率>死亡率， 种群密度增加 出生率≈死亡率，种群 密度相对稳定 出生率<死亡率，种 群密度减少 图示 ■老年个体数 □成年个体数 ■幼年个体数 稳定型 2.种群的其他数量特征 年龄结构 年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于 食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。 年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度；是预测种群密度变化 趋势的主要依据；但是这种趋势不一定能实现。 2.种群的其他数量特征 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，因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组 成，还受到食物、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。 稳定型 增长型 衰退型 2.种群的其他数量特征 【现学现用】说出以下图示对应的年龄结构类型 个个体数量 ↑个体数量 个个体数量 比例 Z 幼年 网成年 □老年 年龄 0 年龄 F 年龄 ↑ 比 例 0 D D 衰退型 E 增长型 F 稳定型 A 增长型 B 稳定型 C 衰退型 ↑ 比 例 年龄 0 0 A o C 年龄 年龄 B E 0 2.种群的其他数量特征 性别比例 ①概念：种群中雌雄个体数目的比例。 ②类型： 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。 雌少雄多型 多见于营社会生 活的昆虫 雌多雄少型 多见于人工控制 的种群 雌雄相当型 多见于高等动物 2.种群的其他数量特征 ③意义：性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。 ④与实践的联系：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。 思考：为什么改变了种群正常的性别比例，种群 密度会明显降低? 降低了种群的出生率 奇怪，明明很香， 怎么没看到美女啊? 人工合成的 性外激素 微 2.种群的其他数量特征 1982年我国出生人口性别比例为 108.5(以100名女婴所对应的男婴数为 年我国出生人口性别比例为121.2 2021年我国出生人口性别比例为111.3 ) 2010 结 果 禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 预防 措施 禁止非医学需要的性别选择性的人工流产 严重偏离世界人口性别 比例的正常值 (102~107) 启动关爱女孩行动 【PART.03 】 种群数量特征之间的相 互关系 1M■ ■ 3.种群数量特征之间的相互关系 增长型 老年 成年 幼年 年龄结构 影响|预测 种群数量 (种群密度) 不 影响 性别比例 注：“+”“-”表示增加、减少 “→”“→”表示直接作用、间接作用 出生率 迁入率 死亡率 迁出率 稳定型 衰退型 十 决定 十 决定 3.种群数量特征之间的相互关系 1.种群密度 是种群最基本的数量特征。 2. 出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接 因 素 。 3. 年龄结构 在一定程度上能预测种群数量变化趋势。年龄结构 是通过影响 出生率和死亡率 间接影响种群密度的。 4.性别比例通过影响 出生率 间接影响种群密度。 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 块麦田中做对照实验，施药60天后调查猪殃殃 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 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 。 5.0 2.5 0 2.5 5.07.5 5.0 2.5 0 2.5 5.0 7.5 A 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。 课后习题 练习与应用 $$