第一章第1节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

该高中生物学课件聚焦种群的数量特征及动态，以东北豹保护案例为导入，通过问题探讨引出种群概念、研究中心问题，逐步展开种群密度、出生率与死亡率等数量特征及样方法、标记重捕法等调查方法，构建连贯的知识学习支架。 其亮点在于融合生命观念（系统观、稳态与平衡观）、科学思维与探究（样方法与标记重捕法对比及误差分析）和社会责任（东北豹保护、人口普查应用），设置“调查双子叶植物种群密度”探究实践活动并含错误分析，小结构建数量特征模型梳理关系。学生能提升科学探究能力，教师可借助案例与实践指导优化教学。

目录 01 种群及其动态 02 群落及其演替 03 生态系统及其稳定性 04 人与环境 细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群落 生态系统 生物圈 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。 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? 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。 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。 讨论： 1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义? 问题探讨 红外触发相机拍摄到的东北豹 你听说过东北豹吗？它是山林中捕猎能手，然而，我国野生东北豹一度不足10只，濒临灭绝。 结合上述资料，回顾种群的概念并思考种群存在的意义是什么？ 一片草地上的全部蒲公英    一个池塘中的全部鱼 问题探讨 ①从生态学的观点来看：种群是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。 ②从进化的观点来看：种群是生物进化的基本单位。 种群： 指生活在一定区域的同种生物的全部个体 × √ 种群存在的意义： 种群研究的中心问题是什么？ 种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律：该种群的个体数量状况如何？其数量将会怎样变化？影响其数量变化的因素有哪些？（P1 第一章引言） 数量特征 变化规律 世界人口变化 第1章 种群及其动态 第1节 种群的数量特征 人教版·选择性必修2 学习目标 1.通过分析种群密度、出生率和死亡率等数量特征的相互关系，理解种群作为一个有机整体的稳态与平衡，建立“系统观”和“稳态与平衡观”。（生命观念） 2.科学思维与科学探究：通过对比样方法和标记重捕法的原理、操作步骤及适用范围，提升归纳与比较能力。（科学思维和科学探究） 3.结合我国人口普查数据及东北豹保护案例，认识种群数量特征研究在濒危动物保护、农业生产、人口调控中的应用价值，增强环保意识和社会责任感。（社会责任） 种群个体的年龄状况 种群的性别比例 数量特征 追问：某区域内平均每只东北豹的生活面积有多大呢？ 这个问题涉及东北豹 种群密度 2015年，我国科学家基于长期的野外观测表明：在我国东北长白山上脉北部地区，共检测到东北豹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。 自主阅读课本P2-3页相关内容，完成下列相关内容。 1.种群密度的概念是什么？ 2.如何表示(计算)种群密度？ 3.是不是种群数量多，种群密度就大？ 4.研究种群密度的意义？ 5.调查种群密度的常用方法有哪些？原理是什么？ 6.不同的调查方法适用的调查对象分别是什么？ 一、种群密度及其调查方法 1. 种群密度 （1）含义： ——种群最基本的数量特征 种群在单位面积或单位体积中的个体数。 （2）表示方法 ①水生生物——单位体积 如：每立方米水体中鲫鱼的数量 ②陆生生物——单位面积 如：一块草地中每平方米内蒲公英的数量。 种群密度 种群的个体数量 空间大小（面积或体积） = 一、种群密度及其调查方法 疑问：个体数越多说明种群密度越大吗? 农林害虫的监测和预报 （3）研究意义： 濒危动物的保护 渔业上捕捞强度的确定 一、种群密度及其调查方法 农田杂草状况调查 需要对种群密度进行调查研究 用什么方法对种群密度进行调查呢？ （1）逐个计数法 适用范围 分布范围较小、个体较大的种群 --最准确 注意 数量较少的濒危生物，即使分布范围较大，也可以采用逐个计数法计算种群密度。 2. 调查种群密度的方法 珙桐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” 一、种群密度及其调查方法 珙桐，国家一级重点保护野生植物，为中国特有的单属植物，属孑遗植物，也是全世界著名的观赏植物。 过渡：在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取什么方法呢 （2）估算法 ——黑光灯诱捕法 对于有 的昆虫 趋光性 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。 一、种群密度及其调查方法 【例1】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方面积大小为1m2），则该地蒲公英的种群密度约为 株/m2。 样方编号 1 2 3 4 5 株数 3 11 8 12 16 10 （2）估算法 ——样方法 在被调查种群的分布范围内， 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 作为该种群的种群密度估算值。 随机 所有样方种群密度的平均值 一、种群密度及其调查方法 适用范围： Ⅰ. 植物；昆虫卵； Ⅱ. 活动能力弱、活动范围小的动物（如蚜虫、跳蝻等）。 昆虫卵 跳蝻 蚜虫 蒲公英 一、种群密度及其调查方法 （2）估算法 ——样方法 样方大小 样方多少 如何取样 取样原则 如何计数 ？ （2）估算法 ——样方法 一、种群密度及其调查方法 一 丛生 蔓生 1. 确定调查对象-双子叶植物 单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株；而双子叶草本植物的个体数目则易于辨别。 探究 · 实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 一、种群密度及其调查方法 丛生植物，又称为灌木，其植物学定义是指草、木等植物个体聚集在一起靠近地面生长，没有明显植物主干、枝干区别，呈丛生状态比较矮小的植物，常见的丛生植物有玫瑰、杜鹃、牡丹、沙地柏、连翘、迎春、月季以及沙柳等。 丛生植物的林业学定义，是指高度在3、5米以下，通常丛生无明显主干的木本植物，如麻叶绣球、牡丹等。 蔓生植物是汉语词汇，拼音mànshēng zhíwù，解释为具有攀援茎或缠绕茎的植物。 2. 提出问题： 3. 制定计划： 4. 实施计划： 准备 确定调查对象 确定样方 计数 计算种群密度 样方的多少、大小？取样方法？如何计数？ 探究 · 实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 某种双子叶植物的种群密度是多少？ 确定调查地点、时间、范围等。 一、种群密度及其调查方法 ①样方的多少： 草本1 m2；灌木16 m2；乔木100 m2； 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 越接近实际情况 误差越大 探究 · 实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 灌木 16m2 乔木 100m2 一、种群密度及其调查方法 视调查对象的大小及分布情况而定。 如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大； ②样方大小的确定： 草本 1m2 ⑤取样方法： 五点取样法 等距取样法 ④取样的关键： 随机取样，不能掺入主观因素 探究 · 实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 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； 计数原则：样方内 + 相邻两边及其夹角（计上不计下，计左不计右）。 ⑥计数原则： 探究 · 实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 一、种群密度及其调查方法 面积为100 m2 的草地的示意图 ① ② ③ ④ ⑤ 样方 样方密度（株/m2） 种群密度（株/m2） ① ② ③ ④ ⑤ 3+7+7+2+5 5 = 4.8株/m2 结果（样方面积为1m2） 3 7 7 2 5 ⑦计算种群密度 一、种群密度及其调查方法 调查B草原某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤： ①选取40×40cm为最佳样方面积； ②在该物种分布较密集的地方取5个样方； ③计算每个样方该植物个体数，若计算结果由多到少依次为：N1、N2、N3、N4、N5,则将N3种群密度的估计值，作为种群密度的估计值。 请指出以上设计方案的错误，并加以改正。 ③对种群密度值的估计方法不对，应以调查样方的单位面积中种群个体数量的平均数作为种群密度的估计值。 ①选取的样方面积不对，应选取物种数量达到稳定的最小面积100×100cm； ②取样方法不对，应在B草原中随机取样； 一、种群密度及其调查方法 1、调查程序： 选取若干个样方 　　　↓ 计数每个样方内的_______ 　　　↓ 求得每个样方的种群密度 　　　↓ 求所有样方种群密度的_______ 随机 个体数 平均值 2、适用范围： 调查植物，及 、 ____________的动物，如 。 3.取样方法： 4.取样关键： 活动能力弱 活动范围小 昆虫卵、蚜虫、跳蝻 五点取样法和等距取样法 随机取样 估算法-样方法小结 一、种群密度及其调查方法 一 1.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 一、种群密度及其调查方法 学后自测 2.样方法是生态学研究中经常使用的调查方法。以下关于样方法的叙述正确的是（ ） A．调查蝗虫幼虫种群密度应根据地段形状确定取样方法 B．五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数 C．用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值 D．利用样方法调查不同植物的种群密度一般要选用相同的样方面积 一 A 一、种群密度及其调查方法 学后自测 让标记个体在群体中随机分布 ①概念： （2）估算法 ——标记重捕法 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。 一、种群密度及其调查方法 捕获 标记 放回 重捕 ②公式： M N 充分混匀 m n 局部 初次捕获并标记数(M) 个体总数(N) 重捕获的标记个体数(m) 再次捕获的个体数(n) = （2）估算法 ——标记重捕法 N总= M标×n重总 m重标 M N m n = 一、种群密度及其调查方法 种群密度＝ N S（面积） ③适用范围： 活动能力强，活动范围大的动物。 一、种群密度及其调查方法 （2）估算法 ——标记重捕法 将标志物置于鱼体内的方法。 ③注意事项： a.标志物不能过分醒目； b.标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动； c.标志物不易脱落； d.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； e.确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡。 ④误差分析： Mn m = N Ⅰ. 若被标记个体的标记物脱落，则估算值偏 ； Ⅱ. 若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏 ； Ⅲ. 若被标记物过于醒目，导致其更容易被重捕，则估算值偏 。 大 大 小 一、种群密度及其调查方法 （2）估算法 ——标记重捕法 ★标记重捕法中凡是能导致标记个体减少的因素都会使调查数值比实际值偏高。 1.农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放置了100个鼠笼，捕获了60只鼠，标记后放回原地，一段时间后在相同位置放置了100个鼠笼，捕获了72只鼠，其中带标记的鼠有18只，下列有关叙述错误的是（　 ） A．调查草原鼠害时不宜采用样方法 B．该区域中鼠的种群数量约为240只 C．若在两次捕鼠期间发生草原大火，则统计结果很可能不准确 D．若鼠被捕一次后更难被捕捉，则该区域鼠的实际种群数量大于调查 结果 一、种群密度及其调查方法 学后自测 D 2.在对某地区田鼠的调查中，调查范围为1hm2，第一次捕获并标记39只，第二次捕获到34只未标记鼠，15只有标记的鼠，这样可估算该地区田鼠种群个体总数为 ;种群密度为 。 127.4只/hm2 127.4只 15 34+15 = 39 N N=? 一、种群密度及其调查方法 学后自测 ①红外触发相机 ②动物的粪便 一、种群密度及其调查方法 （3）其他方法P6页 用样方法或者标记重捕法调查动物种群密度，往往需要直接观察或者捕捉个体。但在调查生活在隐蔽、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，科学家开发出了一些不需要直接观察或者捕捉就能调查种群目睹的方法。 ③微卫星DNA分子标记 一、种群密度及其调查方法 （3）其他方法P6页 ④动物的声音 一、种群密度及其调查方法 （3）其他方法P6页 种群密度的调查方法 估算法 适用范围 分布范围较小、个体较大的种群 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 逐个计数法 黑光灯诱捕法 标记重捕法 样方法 种群密度________（能/不能）反应种群的变化趋势？ 一、种群密度及其调查方法 --最准确 种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征不能反映种群数量的变化趋势。 【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。 二、其他数量特征 1.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。 （1）概念： 例：截至2015年年末，我国大陆总人口约为13.7亿，2015年出生1655万人，这一年的出生率约为 ，死亡人口为975万，死亡率约为 。 12‰ 7‰ （2）种群密度与出生率和死亡率的关系： 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 （3）意义：是决定种群数量和种群密度的直接因素。 增加 不变 降低 自然增长率＝出生率－死亡率 二、其他数量特征 大雁迁徙 节假日铁路客运 你认为影响春运前后北京人口数量的重要因素是什么？ 二、其他数量特征 （1）概念： 2.迁入率和迁出率 （3）意义： 迁入率＞迁出率： 迁入率≈迁出率： 迁入率＜迁出率： （2）种群密度与迁入率和迁出率的关系： 在单位时间内迁入（或迁出）的个体数目占该种群个体总数的比值。 是决定种群数量和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。 二、其他数量特征 种群密度增大； 种群密度相对稳定； 种群密度减小。 （1）概念： （2）类型： 增长型 稳定型 衰退型 3.年龄结构 二、其他数量特征 （3）意义： 可预测种群密度和数量的变化趋势。 指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 三种类型的年龄结构比较 类型 增长型 稳定型 衰退型 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_____ 图示 多 少 比例相当 少 多 ＞ 增大 ≈ 相对稳定 ＜ 减小 二、其他数量特征 （4）与种群密度的关系： 年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。 04 【思考】稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？衰退型的呢？ 不一定。因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还受食物、天敌、气候等因素影响。 此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但不排除 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。 预测种群密度变化趋势 但是这种趋势不一定能实现 二、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 4.性别比例 （1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。 （2）类型： 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 注意: ①雌雄个体是指的是具有生殖能力的个体，如工蜂不计算在内； ②不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。 二、其他数量特征 (3)与种群密度的关系： 性别比例通过影响_______，间接影响种群密度。 出生率 【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 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.性别比例 二、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结果) 2010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 严重偏离世界人口性别比例的正常值（ 102~107 ） 禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 禁止非医学需要的性别选择性的人工流产 启动关爱女孩行动 4.性别比例 二、其他数量特征 与社会的联系 种群密度 （最基本） （+） （-） 调查方法 估算（主要） 出生率 迁入率 迁出率 死亡率 性别比例 年龄组成 样方法 标记重捕法 三、构建种群数量特征模型 种群的数量特征 最基本特征 种群密度 调查方法 逐个计数 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 决定 （直接影响） 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄结构 性别比例 影响 影响 影响 预测变化趋势 间接影响 课堂小结 Lavf58.51.100 $