第1章 第1节 种群的数量特征-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

第1节　种群的数量特征 [学习目标]　1.紧扣关键词，理解种群概念，说出种群的数量特征。　2.建构模型明确种群密度与种群其他数量特征的关系。　3.结合具体实例，说出调查种群密度的常用方法，尝试用样方法调查某植物的种群密度。 任务一　种群密度及其调查方法 1.种群 (1)概念：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。 ①两个条件：在一定的“时间”和“空间”范围内； ②两个要素：同一物种，全部个体(包括各个年龄段个体，有性别差异的生物包括雌雄个体)； ③两个单位：生物繁殖的基本单位，生物进化的基本单位。 (2)数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。 2.种群密度 (1)定义：种群在单位面积或单位体积中的个体数。 种群密度＝N/S(N表示某种群总个体数，S表示该种群生活空间的面积或体积) (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。 　　种群数量≠种群密度，种群数量多，种群密度不一定大；种群密度大，种群数量也不一定多。 　(3)应用：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、牧场放牧数量等。 (4)调查方法 　　黑光灯诱捕昆虫得到的某昆虫的种群密度是准确值吗？为什么？ 提示：不是，黑光灯利用昆虫的趋光性诱捕昆虫，该方法得到的种群密度只是一个粗略的估计值，因为黑光灯的诱捕效果不能达到百分之百，另外所诱捕的都是昆虫的成虫，其他年龄段的昆虫不能捕捉到。 3.样方法 (1)适用生物 ①调查某种植物的密度，如调查草地上蒲公英的密度； ②昆虫卵及一些活动能力弱、活动范围小的动物，如作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。 (2)调查程序 在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方 →统计每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度→求所有样方种群密度的平均值。 学生用书⬇第2页 4.标记重捕法 (1)适用生物：活动能力强、活动范围大的动物。 (2)调查程序 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，记录个体数(M)→一段时间后进行重捕，并计数重捕个体总数(n)和其中的标记个体数(m)→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。 (3)计算公式 ，即N＝。　 【自我诊断】 1.一座山上全部的蛇是一个种群。 (×) 2.种群数量越多，种群密度就越大。 (×) 3.调查土壤中蚯蚓的种群密度可采用标记重捕法。 (×) 4.五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。 (×) 5.种群密度可以反映种群数量的变化趋势。 (×) [活动1]　不同种群的调查方法 材料1：将调查对象与对应的调查方法连线。 提示：①—b　②—a　③—b　④—d　⑤—c 材料2：阅读教材P5“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”，回答问题。 (1)进行样方法调查时，取样的关键是什么？常用的取样方法有哪些？ 提示：取样的关键是要做到随机取样。常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。 (2)样方多少会影响调查结果吗？ 提示：调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。样方数量太多，取样花费的时间、精力就多。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)如果所调查物种个体较大，样方大小应该怎样设置？如果调查物种数目比较稀疏，样方大小应该怎样设置？ 提示：如果所调查物种个体较大，样方面积应该适当扩大；如果调查物种数目比较稀疏，样方面积也应该适当扩大。 (4)下表是某兴趣小组调查蒲公英的种群密度的结果： 样方 N1 N2 N3 N4 N5 种群密度/(株·m-2) 8 7 18 9 9 N3的数量明显较高，应如何处理？该植物种群密度是多少？ 提示：对极个别非常悬殊的样方数据应舍弃。种群密度＝(8＋7＋9＋9)/4≈8株·m-2。 【归纳总结】 样方法调查种群密度应注意的问题 　(1)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物也可用样方法调查。 (2)调查对象要选容易计数的植物。一般选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。 (3)不同植物的大小不同，样方面积不同：乔木——100 m2，灌木——16 m2，草本植物——1 m2。 (4)随机取样。方形地块常用五点取样法(图甲)，狭长地块常用等距取样法(图乙)。 (5)计数方法：无论大小都要计数；对于压在边线上 学生用书⬇第3页 的个体，原则上是“计上不计下，计左不计右”(如图所示，图中实心圆就是要计数的个体)。 针对练1. (2024·海口期末)某生物兴趣小组对某一山地的蒲公英进行了取样调查，所取样方的面积为1 m2，调查结果如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.该取样为等距取样，不符合随机取样原则 B.该山地蒲公英种群密度约为6.6株/m2，结果为估算值 C.若蒲公英数量较少，可适当增加样方数量或样方面积 D.此方法也适用于蚯蚓、跳蝻、家鼠等生物种群密度的调查 答案：C 解析：该取样方法为五点取样法，符合随机取样原则，A错误；统计样方数量时，需要统计样方内和相邻两边及其夹角上的生物数量，据图分析，该山地蒲公英种群密度＝(5＋4＋5＋5＋6)/5＝5株/m2，B错误；若蒲公英数量较少，可适当增加样方数量或样方面积，以获得足够多的个体数进行统计，减少实验误差，C正确；蚯蚓、跳蝻等生物个体较小、活动能力弱、活动范围较小，适用于样方法调查种群密度，但家鼠活动能力较强，适用于标记重捕法调查，D错误。 [活动2]　标记重捕法调查动物种群密度 材料3：请结合下图分析标记重捕法的原理(M、m均为标记数，N、n为不同范围内的总数)及应用。 (1)原理：在个体随机分布的前提下，整体与局部的相关比例相等，即有M/N＝m/n。 (2)在某池塘中，第一次捕获鲫鱼206条，做上标记后放回；第二次捕获鲫鱼186条，其中有标记的为31条，由此估算该池塘中共有多少条鲫鱼？ 提示：鲫鱼总数＝(第一次捕获的鲫鱼数×第二次捕获的鲫鱼数)/第二次捕获的鲫鱼中标记个体数＝(206×186)/31＝1 236条。 (3)为什么活动能力差的动物，不宜用标记重捕法调查种群密度？ 提示：活动能力差的动物被标记后不能与其他动物充分混合，会导致重捕时误差较大。 (4)用标记重捕法调查某动物的种群密度时，若标记个体更易于被捕食，对结果有何影响？ 提示：会使结果偏高。若标记个体更易于被天敌捕食，则重捕中被标记的个体数减小，根据标记重捕法估算种群密度的公式可知，种群密度的调查结果会偏高。 【归纳总结】 1.采用标记重捕法应满足的条件 (1)标记后充分混合，所有个体在重捕时的捕获概率相等。 (2)标记不能过分醒目，标记不易消失、脱落。 (3)标记不会对动物造成行为和寿命上的伤害。 (4)没有新的个体出生和死亡，没有迁入和迁出。 2.样方法与标记重捕法的比较 针对练2.(2024·成都期末)用标记重捕法调查某高山草甸草原上2公顷范围内的旱獭的种群密度时，初次捕获并标记54只，第二次捕获48只，其中有标记的18只。已知该段时间旱獭种群数量稳定。下列叙述错误的是(　　) A.若通过监测发现初次标记的该种旱獭在重捕前有3只被天敌捕食，则估算的种群密度为68只/公顷 B.若该种旱獭被捕过一次后变得更加警惕不易再被捕捉，将会导致估算的种群密度偏小 C.为保证调查结果的准确性，标记的个体与未被标记的个体被捕捉的机会应相当 D.根据题干中的数据估算该种旱獭的种群密度为72只/公顷 答案：B 解析：据标记重捕法的计算公式：第一次捕获数×第二次捕获数÷重捕中标记个体数＝54×48÷18＝144只，所以种群密度为144÷2＝72只/公顷，若通过监测发现初次标记的该种旱獭在重捕前有3只被天敌捕食，则估算的种群数量为(54-3)×48÷18＝136只，种群密度为136÷2＝68只/公顷，A、D正确；若该种旱獭被捕过一次后变得更加警惕不易再被捕捉，则第二次捕获中被标记的个体数比实际的小，将会导致估算的种群密度偏大，B错误；为保证调查结果的准确性，标记的个体与未被标记的个体被捕捉的机会应相当，C正确。 学生用书⬇第4页 标记重捕法估算种群密度的误差分析 针对练3.下列关于种群密度调查方法的叙述中，正确的是(　　) A.五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度 B.标记重捕法适用于调查猛禽和猛兽等一些濒危物种的种群密度 C.调查蚜虫等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法 D.可用黑光灯诱捕法精确计算有趋光性的昆虫的种群密度 答案：C 解析：行道区域为矩形区域，等距取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度，A错误；对于濒危物种和大型动物的数量调查往往是运用逐个计数法或借助现代技术如利用红外相机拍照进行调查，B错误；调查蚜虫等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法，C正确；可用黑光灯诱捕法来估算有趋光性的昆虫的种群密度，D错误。 “两看法”选择合适的种群密度调查方法 (1)生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽、猛兽，标记重捕法不再适用。调查种群数量常常选用的方法： ①通过红外触发相机拍摄照片和视频，进行计数。 ②根据动物的粪便中DNA的特异性特征计数。 ③通过动物的声音特征进行计数。 (2)对捕捉器具有条件反射的动物种群不宜用标记重捕法调查其种群密度。 任务二　种群的其他数量特征及其关系 1.出生率和死亡率 (1)出生率是指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)死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 (3)与种群密度的关系：出生率种群密度死亡率。繁殖能力强的种群出生率与死亡率差值高，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)与种群密度的关系：迁入率种群密度迁出率 　　影响春节期间城市人口密度变化的主要因素是迁入率和迁出率。影响孤岛上某动物种群密度变化的主要因素是出生率和死亡率。 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、衰退型和稳定型。 (3)意义：可预测种群数量的变化趋势。 4.性别比例(有的种群不具有，如豌豆种群) (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：利用人工合成的性引诱剂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，降低害虫种群的出生率，从而降低害虫的种群密度。 学生用书⬇第5页 5.相互关系 (1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。 (2)年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响种群密度。 　　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？衰退型的种群又会如何？ 提示：不一定，因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，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；年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等因素而出现种群数量增长的情况。 【自我诊断】 1.深圳人口的剧增，主要是迁入率大于迁出率造成的。 (√) 2.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。 (√) 3.若出生率大于死亡率，则种群密度一定增大。 (×) 4.年龄结构可预测种群密度的变化趋势，且该趋势一定能够实现。 (×) 5.年龄结构和性别比例影响种群密度变化的途径存在差异。 (√) [活动3]　构建模型理清种群的数量特征之间的相互关系 材料：下图为种群数量特征间的相互关系的概念模型，回答下列问题： (1)请据图判断各字母代表的含义。 A.　　　　　　，B.　　　　　　　　，C.　　　　　　　　，D.　　　　　　　　，E.　　　　　　　　，F.　　　　　　。  提示：A.迁入率　B.出生率　C.性别比例　D.年龄结构　E.迁出率　F.死亡率 (2)种群的出生率(迁入率)高，种群密度一定大吗？ 提示：不一定。种群密度是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率共同决定的，所以种群的出生率(或迁入率)高，其种群密度不一定大。 (3)1990-2013年的24年间，我国0～14岁少年儿童的人口占总人口的比例由27.69%下降到16.41%；15～64岁人口的比例由66.74%上升到73.92%；65岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到9.67%，这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化？ 提示：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。 【归纳总结】 1.种群的数量特征之间的关系 2.年龄结构的三种图示 (1)表示方法 类型 增长型 稳定型 衰退型 学生用书⬇第6页 (2)图示共性：关注各年龄期个体的比例，增长型中的幼年个体多、占比高，老年个体少、占比低；稳定型中的各年龄期个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、占比低，老年个体多、占比高。 针对练4.如图为某同学构建的种群各数量特征之间关系的模型，下列叙述正确的是(　　) A.①②③④分别指的是迁出率、迁入率、死亡率和出生率 B.种群都具有种群密度、年龄结构、性别比例等数量特征 C.利用性引诱剂诱杀某种昆虫的雄虫主要是通过控制⑥，进而影响种群的数量 D.悬铃木在某市街道旁每隔5米种植一棵，这是对种群数量特征的描述 答案：C 解析：①是死亡率，②是出生率，③是迁出率，④是迁入率，A错误；性别比例不是所有种群都具有的特征，有些物种没有性别分化，例如雌雄同株的植物无性别之分，B错误；利用性引诱剂诱杀某种昆虫的雄虫主要是通过控制⑥性别比例，进而影响种群的数量，C正确；悬铃木在某市街道旁每隔5米种植一棵，这是对种群空间特征的描述，D错误。 针对练5.(2024·天津南开统考)经调查统计，某物种群体的年龄结构如图所示，下列分析中不合理的是(　　) A.年龄结构是种群的数量特征之一　　 B.该种群的年龄结构属于增长型 C.该种群可能是被杀虫剂消杀后的种群 D.年龄结构可预测种群数量发展的变化 答案：C 解析：题图是年龄结构示意图，年龄结构是种群的数量特征之一，可预测种群数量发展的变化，A、D正确；图中显示，该种群中处于生殖前期的个体占比大于生殖后期的个体，因而其年龄结构属于增长型，B正确；该种群中处于生殖期的雄性个体的数量少于处于生殖期的雌性个体的数量，因而不可能是被杀虫剂消杀后的种群，而极有可能是用性引诱剂诱杀过的种群，C错误。 种群数量变化的应用 (1)我国鼓励“三孩”政策——缓解人口老龄化问题。 (2)禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”——防止人口性别比例偏离。 思维导图 要语必背 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、年龄结构和性别比例等，种群密度是最基本的数量特征。 2.调查植物种群密度常用样方法，常用的取样方法有五点取样法和等距取样法，注意随机取样。 3.估算种群密度常用的方法是样方法和标记重捕法，前者适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物及昆虫卵，后者适用于体型较大、活动能力强、活动范围大的动物。 4.年龄结构有增长型、稳定型和衰退型三种类型，可以预测种群数量的变化趋势。 5.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响种群密度。 1.(2025·连云港高二期中)种群密度是种群最基本的数量特征。下列叙述正确的是(　　) A.种群密度与出生率成正比 B.种群的年龄结构直接决定种群密度 C.蚜虫的种群密度可用样方法进行调查 D.种群密度能很好地反映种群数量的变化趋势 答案：C 解析：不考虑迁入和迁出的情况下，种群密度与出生率和死亡率的差值成正比，A错误；种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，年龄结构可预测种群数量的变化趋势，B错误；样方法可用于调查活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度，C正确；种群密度能很好地反映种群在一定时期的数量，但不能反映种群数量的变化趋势，D错误。 2.(2025·遵义高二期中)下列有关种群数量特征的说法错误的是(　　) A.种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度 B.种群的年龄结构是由老年个体、中年个体和幼年个体组成的 C.样方法可用于调查农田中某种昆虫卵的种群密度和作物植株上蚜虫的种群密度 D.不是所有生物都具有性别比例这一数量特征 学生用书⬇第7页 答案：B 解析：种群密度是种群最基本的数量特征，可用单位面积或单位体积中的个体数表示，A正确；种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，分为增长型、稳定型、衰退型三种，不是由老年个体、中年个体和幼年个体组成的，B错误；样方法多用于调查植物、某些昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等的种群密度，C正确；不是所有生物都具有性别比例这一数量特征，如没有性别之分的植物，D正确。 3.(2025·天水高二期中)图1、图2为种群数量特征的两个概念图，下列叙述错误的是(　　) A.种群最基本的数量特征是图1中的a B.预测种群数量变化趋势的依据是图1中的b C.图2中的甲和乙分别是出生率和死亡率 D.理论上人类的丙应当接近1∶1 答案：A 解析：种群最基本的数量特征是图1中的c，即种群密度，A错误；预测种群数量变化趋势依据的是年龄结构，即图1中的b，B正确；图2中甲直接使种群密度增加，乙直接使种群密度减小，且丁会影响甲和乙，丙只会影响甲，则图2中的甲和乙分别是出生率和死亡率，丙为性别比例，丁为年龄结构，C正确；丙为性别比例，人类性别由性染色体决定，女性性染色体为XX，产生的卵细胞只含X染色体，男性性染色体为XY，产生的精子含X染色体或Y染色体且数量大致相等，理论上人类的性别比例应当接近1∶1，D正确。 4.(2024·江苏扬州模拟)“百啭千声随意移，山花红紫树高低。”下列有关种群密度调查方法的叙述，正确的是(　　) A.调查林中稀有高大乔木的数量时可采用样方法 B.可根据鸟类鸣叫的个体差异进行种群密度调查 C.估算某种山花种群密度时应舍弃数值最大的样方 D.样方法调查某植物种群密度时应选择该植物分布密集的区域 答案：B 解析：调查林中稀有高大乔木的数量时可采用逐个计数法，A错误；鸟类种群中各个个体的鸣叫声具有一定的差异性，可根据鸟类鸣叫的差异进行种群密度调查，B正确；估算某种山花种群密度时，在随机取样的条件下，不应舍弃数值最大的样方，C错误；样方法调查某植物种群密度时应进行随机取样调查，而不是选择该植物分布密集的区域，D错误。 5.为调查某水域中草鱼的种群数量，某同学捕获了90只草鱼，用红色、白色、蓝色三种颜料分别标记30只并放回，一段时间后随机重新捕获120只草鱼，其中红色、白色、蓝色标记的草鱼分别为6只、8只、6只。下列分析正确的是(　　) A.该水域中所有生物均可用标记重捕法调查种群密度 B.可根据每种标记颜色分别估算草鱼的种群数量 C.该水域中的草鱼总数约为540只 D.若重捕期迁出部分草鱼，则调查结果会偏小 答案：C 解析：调查该水域中的植物和一些活动能力弱、活动范围小的动物，常采用样方法，A错误；根据每种标记颜色分别估算草鱼的种群数量误差较大，不同颜色得到的数据不同，可以三种颜色估算结果的平均值表示草鱼的种群数量估算值，以减小误差，B错误；调查动物的种群密度常用的方法是标记重捕法，公式为种群总数＝(标记总数×重捕总数)/重捕个体中标记数，该水域中的草鱼总数约为90×120÷(6＋8＋6)＝540只，C正确；若重捕期迁出的部分草鱼中，被标记的个体和未被标记的个体比例相同，则调查结果不变，D错误。 6.(创新情境)草原鼠害不仅引发了草原的沙漠化，还威胁着草原生态和我国畜牧业的健康发展。草原上栖息着50多种鼠类，对草原形成大面积危害的鼠类主要是布氏田鼠、草原盼鼠等。研究人员为了解某草原的鼠害情况，对该草原鼠种群进行了调查。回答下列问题： (1)研究人员采用标记重捕法对草原布氏田鼠进行了种群密度的调查。布氏田鼠天性警觉，在操作无误的情况下，调查的结果比实际值　　　　，最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (2)调查草原盼鼠等地下鼠的种群密度常采用土丘系数法：根据草原盼鼠等地下鼠具有推土丘的习性，选取代表性样方，统计样方内土丘数，按土丘挖开洞道，用弓箭把鼠捕尽，捕鼠总数与土丘数之比为土丘系数。求出土丘系数后，即可进行大面积调查该区域的土丘数，统计鼠密度。 ①为保证调查结果的准确，选取样方时关键要做到　　　　。 ②研究人员用五点取样法选取样方，捕鼠总数为M，样方内平均土丘数为N，所调查区域总面积为S，该区域内土丘密度为Q，则计算该草原盼鼠的种群密度的数学表达式为　　　　。 (3)为应对严重的草原鼠害，该地采取投放莪术醇(雌性不育剂)的措施，该措施能够控制鼠类种群密度的原理是降低了种群的　　　　。 答案：(1)高　草原中布氏田鼠的天性警觉，重捕的布氏田鼠中被标记的数量减少　(2)①随机取样　②QM/5N　(3)出生率 解析：(1)标记重捕法调查到的种群个体总数＝(第一次捕捉数×第二次捕捉数)/重捕中的标记数，由于该草原中布氏田鼠天性警觉，重捕的布氏田鼠中被标记的比例少了，故计算所得的平均种群密度比实际的高。(2)①样方法调查种群密度，为了避免人为因素的干扰，选取样方时关键要做到随机取样。②土丘系数法是指利用土丘系数和单位面积内土丘数估算鼠密度的方法。五点取样法含有5个样方，样方内平均土丘数为N，土丘总数为5N。土丘系数＝鼠数÷土丘数＝M÷5N，鼠的种群密度＝土丘密度×土丘系数＝Q×M÷5N＝QM/5N。(3)投放莪术醇(雌性不育剂)，会使很多雌性个体不育，无法产生后代，导致出生率降低，从而使鼠的种群密度明显降低，达到控制鼠类数量的目的。 学科网（北京）股份有限公司 $