第1章 第1节 种群的数量特征-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

第1节　种群的数量特征 　【学习目标】 1.列举种群的数量特征,说明出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例与种群密度的关系。 2.说出调查种群密度的主要方法,学会运用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。 聚焦·学案一　种群密度及其调查方法 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)种群密度的概念及调查方法 1.概念:种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数。它是种群最基本的数量特征。 2.调查方法 (1)几种主要调查方法归纳 (2)样方法与标记重捕法的比较 项目 样方法 标记重捕法 适用 对象 植物或活动范围小、活动能力弱的动物 活动能力强、活动范围大的动物 调查 程序 注意 事项 ①随机取样; ②样方大小适中; ③样方数量不宜太少 ①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡; ②标记物对所调查动物生命活动无影响 微提醒:①对于那些生活在隐蔽、复杂环境中的动物,特别是猛禽、猛兽,标记重捕法不再适用。 ②对捕捉器已形成条件反射的动物种群不能用标记重捕法调查其种群密度。 (3)利用标记重捕法估算种群密度的误差分析 (二)探究·实践——调查草地中某种双子叶植物的种群密度 1.确定调查对象 选择双子叶植物作为研究对象而不是单子叶植物的原因: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。 2.确定样方 (1)确定样方的多少、样方大小 样方数过少会导致结果不准确,过多会增加工作量。样方大小可参考下表。 草本 灌木 乔木 1 m×1 m 3 m×3 m 10 m×10 m 若本实验中,选择的双子叶植物为蒲公英,所取的样方应是面积为1 m2的正方形。  (2)确定取样方法 常用的取样方法:五点取样法和等距取样法。取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。 3.实验记录与分析 (1)计数:同种生物个体无论大小都要计数。 (2)计算种群密度:所有样方种群密度的平均值。 (3)分析调查结果,得出结论。 4.掌握样方法的计数原则 同种生物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”的原则,即只计数相邻两边及夹角上的个体。如图所示,该样方中有9株蒲公英。 |情|境|探|究|思|考| 　　某林场有一片约20公顷的马尾松与石栎混交次生林,某研究小组对该林场进行生态调查。为了解马尾松和石栎种群密度的变化特征,有一位实习生成员甲选取了马尾松相对密集的区域划定了一个40 m2样方进行种群密度调查,结果如图。研究小组其他成员认为甲的调查结果不具代表性,经过讨论决定,他们在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测,每个样方的面积为0.04公顷,某一时期的观测结果如下表所示。 样方 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 马尾松/株 80 81 81 84 85 注:1公顷=10 000 m2 (1)统计上图样方中的马尾松树应该是11株。小组其他成员认为甲的调查结果不具代表性的原因是甲没有做到随机取样,样方数量太少、面积太小。 (2)根据表中调查数据计算,马尾松种群密度是2 055株/公顷。  (3)在使用标记重捕法调查该林场野兔种群数量时,捕获了30只野兔,将这些个体标记后放回原环境中,一段时间后重新捕获了50只个体,其中有5只带有标记,该野兔种群数量约为300只。若调查期间,有标记物脱落,则调查值比实际值偏大。不宜用样方法调查野兔种群数量的原因是野兔活动能力强,活动范围大。 (4)小组在林场选取不同样方布设红外相机,通过识别有效照片中动物的种类,估算了该林场内赤狐、灰尾兔和森林田鼠在不同季节的种群密度。为了保证调查的准确性,在林场选取样方布设红外相机时需要注意的事项有随机选择样方,随机布设红外相机,样方数量足够多(答出两点)。相对于标记重捕法,该调查方法对野生动物的不良影响要更小,原因是标记重捕法需要对动物进行捕捉并标记,可能会对动物造成伤害,而布设红外相机不会干扰动物的正常生活。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)海草是一类生长在浅海的单子叶植物,常在不同潮带形成海草床。 ①生活在某潮带的海草是一个种群。 (×) ②低潮带的海菖蒲是一种海草,可用样方法调查其种群密度。 (√) (2)调查我国某自然保护区内东北豹的种群密度,常采用标记重捕法。 (×) (3)各种昆虫的种群密度调查可采用黑光灯诱捕法。 (×) (4)采集白叶猴粪便分析其中个体特有DNA调查其种群数量属于样方法,要随机划定样方采集粪便。 (×) 2.调查不同生物种群密度的方法(连线) 3.夏蜡梅是一种落叶灌木,属于我国珍稀濒危保护植物。下列关于研究人员进行夏蜡梅种群密度调查时的叙述,正确的是 (　　) A.研究人员对夏蜡梅进行种群密度调查所用的方法是样方法 B.使用样方法调查时,应随机取样,样方面积严格限定为1 m2 C.统计植株数目时应将处于样方内和四周边线上的植株都包括在内 D.无论数据大小,只要取其平均值就是种群密度的实际数据 解析:选A　夏蜡梅是一种落叶灌木,进行种群密度调查所用的方法是样方法,A正确;用样方法调查种群密度时,应根据要调查的对象确定样方面积,不是所有的样方面积都必须是1 m2,B错误;统计植株数目时,应将样方内和相邻两边及夹角上的植株包括在内,C错误;以样方法统计的数据的平均值是种群密度的估算值,并不一定是其实际数据,D错误。 4.[多选]种群密度是种群最基本的数量特征,不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述错误的是 (　　) A.正常情况下,通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高 B.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 C.植物种群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 D.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 解析:选BD　由于第一次捕捉并标记过的动物第二次被捕捉时难度增大,所以正常情况下通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高,A正确;样方的大小要根据被调查的对象确定,降低样方的面积不一定就能降低调查的误差,B错误;植物一般采用样方法调查其种群密度,动物大多活动能力强、活动范围大,所以一般采用标记重捕法调查其种群密度,C正确;由于高速公路两侧的绿化树呈直线分布,所以取样时适合用等距取样法进行取样,D错误。 聚焦·学案二　种群的其他数量特征 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)理清种群的其他数量特征 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。 2.迁入率和迁出率 对一个种群来说,迁入率或迁出率分别是单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。 3.年龄结构 (1)概念:指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 (2)类型 类型 图示 出生率与死 亡率的关系 种群密度 变化趋势 增长型 出生率大于 死亡率 增大 稳定型 出生率等于 死亡率 基本不变 衰退型 出生率小于 死亡率 减小 4.性别比例 概念 种群中雌雄个体数目的比例 意义 对种群密度有一定的影响 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,从而降低害虫的种群密度 (二)建模分析种群数量特征之间的关系 1.图解建模 2.关系分析 (1)种群密度是种群最基本的数量特征。 (2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。 (3)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度。 3.生活实例与种群数量特征的关系分析 (1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率。 (2)法律严禁“非医学需要的胎儿性别鉴定”等——维持正常的人口性别比例。 (3)利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫雄性个体——通过使性别比例失调来降低出生率。 (4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测:不久后蝗灾会更加严重——他得出此结论的依据最可能是蝗虫种群的年龄结构为增长型。 |情|境|探|究|思|考| 　　黑麂是中国特有的生活在亚热带山地森林的动物,主要以草本植物的叶和嫩枝等为食,其生性警觉,活动隐秘,数量稀少,被列为国家一级重点保护野生动物。科研人员在某自然保护区采用粪堆现存量计数法对其种群密度进行调查。 (1)根据下面种群数量特征的概念图完成填空。 图中c表示种群密度,a表示性别比例,b表示年龄结构,图中预测种群数量未来变化的主要依据是b(填“a”“b”或“c”)。 (2)调查黑麂种群密度,研究人员采用粪堆现存量计数法,而不用标记重捕法进行调查,理由是黑麂数量稀少,生性警觉,活动隐秘,不易捕捉。 (3)冬季,缓冲区样地的黑麂种群密度呈上升趋势,而其他样地的种群密度持续下降,从种群的数量特征分析,冬季缓冲区样地黑麂种群密度上升的直接原因是冬季缓冲区黑麂的迁入率大于迁出率。 (4)科研人员在某自然保护区对水杉种群密度进行调查,将统计到的植株按高度分为5级,每一级的植株数量见表。由表可以看出,此水杉种群的年龄结构属于增长型。 高度等级 a级 b级 c级 d级 e级 高度/cm <10 10 30 100 >300 数量/株 120 62 32 16 6 (5)在自然保护区内害虫高发时,科研人员利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,从而降低其种群密度。这样灭虫的原理是破坏害虫种群正常的性别比例,从而降低其出生率。与化学药物灭虫相比,这种方法的优点是可以减少环境污染,不危害其他物种。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。 (√) (2)性别比例影响出生率和死亡率,进而影响种群密度。 (×) (3)人口老龄化会影响人口的增长率,此推论与年龄结构有关,与性别比例无关。 (√) (4)统计某种群的年龄结构为增长型,则该种群数量一定会越来越大。 (×) (5)死亡率高的种群年龄结构属于衰退型,种群数量会逐渐减小。 (×) 2.下列有关种群数量特征的叙述,正确的是 (　　) A.种群密度能够准确反映种群数量的变化趋势 B.调查动物种群密度时不能用样方法,应采用标记重捕法 C.年龄结构为衰退型的种群,种群数量会立即下降 D.性别比例主要通过影响出生率来间接影响种群密度 解析:选D　种群密度反映了种群在一定时期的数量,但不能反映种群数量的变化趋势,而年龄结构可以反映种群数量的变化趋势,A错误;调查动物种群密度时一般不用样方法,多采用标记重捕法,但对个体小、活动能力弱的动物以及虫卵等种群密度的调查常用的还是样方法,B错误;年龄结构能够预测未来种群的发展趋势,种群数量变化还受食物、天敌、气候、迁入率、迁出率等多种因素的影响,所以年龄结构为衰退型的种群,种群数量不一定立即下降,C错误;性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例,主要通过影响出生率来间接影响种群密度,D正确。 3.某自然保护区内的一种珍稀动物种群数量近年来有明显变化。下图是有关种群特征的概念图,据图判断下列叙述正确的是 (　　) A.若该种群性别比例失衡,雌性数量远多于雄性,则种群密度会快速增大 B.若该保护区环境得到改善,食物资源丰富,则②和③会同时降低 C.种群数量与①成正比,种群数量增多,则种群密度必然增大 D.若④为增长型,则种群密度在未来可能会增大 解析:选D　图中①~⑤分别为种群密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别比例。性别比例失衡,雌性数量远多于雄性时,种群密度不一定会快速增大,因为还受到出生率、死亡率等其他因素影响,A错误;若该保护区环境得到改善,食物资源丰富,出生率(②)会升高,死亡率(③)会降低,B错误;种群数量与种群密度(①)并不一定成正比,种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数,C错误;年龄结构(④)若为增长型,即幼年个体多,老年个体少,预示着种群密度在未来可能会增大,D正确。 4.在江西一处独立水域发现纯种大鲵野生种群,研究人员采用标记重捕法记录了该种群密度的变化。并经综合形态学和遗传分化证据确定其为一新种——江西大鲵。下列叙述正确的是 (　　) A.若调查发现该种群内幼体占比较高,可预测种群出生率一定大于死亡率 B.调查江西大鲵种群数量时,若标记物脱落会使估算值偏小 C.上述江西大鲵种群不存在迁入、迁出的种群特征 D.种群密度是种群最基本的数量特征,江西大鲵种群密度与出生率成正比 解析:选C　年龄结构只能用于预测,由于还有环境因素等影响,无法确定种群出生率一定大于死亡率,A错误;根据标记重捕法的计算公式可知,调查过程中若标记物脱落会使估算值偏大,B错误;由题意可知,题述江西大鲵生活在独立水域,不存在迁入、迁出的种群特征,C正确;江西大鲵种群密度是由出生率和死亡率共同决定的,D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.对乔木种群进行调查时,一般采用样方法。如果沿河岸调查某乔木种群密度时,取样时一般采用等距取样法,取样时除了要做到随机取样,还要考虑的因素有样方的大小和样方的多少。 2.有些昆虫可以用黑光灯进行诱捕来估算它们的种群密度,而有些昆虫不能采用此法的原因是对于有趋光性的昆虫,可以用黑光灯进行诱捕,而有些昆虫不具有趋光性。 3.福建青冈是福建雄江黄楮林国家级自然保护区的主要保护对象之一,研究人员调查福建青冈年龄结构呈中间大、两头小的“纺锤形”,目前福建青冈种群较为稳定,未来该种群数量可能衰退(填“衰退”“稳定”或“增长”),试分析出现该变化的原因:幼龄个体数量缺乏,随各龄级转化而逐渐减少(或由于幼龄个体数量储备不足,随着各龄级个体走向衰老及死亡,未来种群数量可能逐渐减少)。 4.海南坡鹿为我国国家一级重点保护野生动物,如果要调查保护区内坡鹿的种群数量,实验人员认为采用红外相机摄像法比标记重捕法更好,理由是采用红外相机摄像法不需要对坡鹿进行捕捉,对坡鹿不良影响较少。通过调查后,实验人员认为坡鹿的种群数量处于增长状态,实验人员作出这种判断最可能的依据是坡鹿种群幼年个体多,老年个体少。 三、综合检测反馈 1.(2025·河南高考)样方法是种群密度调查的常用方法,下列类群中最适用该方法调查种群密度的是 (　　) A.跳蝻、蕨类植物、挺水植物 B.灌木、鱼类、浮游植物 C.蚜虫、龟鳖类、土壤小动物 D.鸟类、酵母菌、草本植物 解析:选A　蕨类植物、挺水植物等植物,以及跳蝻这种活动能力弱、活动范围小的动物都适合用样方法调查种群密度,A正确。鱼类是活动能力强、活动范围大的动物,不适合用样方法调查种群密度,B错误。土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小,不适合用样方法调查种群密度;龟鳖类活动能力强,活动范围大,不适合用样方法调查种群密度,C错误。鸟类是活动能力强、活动范围大的动物,不适合用样方法调查种群密度;酵母菌细胞微小,应利用抽样检测的方法调查种群密度,D错误。 2.菏泽单县浮龙湖拥有水域和湿地,其中水域面积约21平方公里,水草茂密,环境优越,是南北候鸟迁徙的重要驿站和越冬栖息地之一。下列说法正确的是 (　　) A.某种候鸟种群密度显著增加,主要影响因素是出生率和死亡率 B.种群密度是种群最基本的数量特征,种群密度与出生率成正比 C.若被标记的鸟由于受到惊吓不易被捕捉,则计算出的种群数量会比实际数值高 D.浮龙湖的候鸟构成一个种群 解析:选C　候鸟的种群密度随季节变化而迁入、迁出,故影响该湿地某种候鸟种群密度变化的主要因素是迁入率和迁出率,A错误;种群密度是种群最基本的数量特征,种群密度与出生率和死亡率、迁入率和迁出率都有关系,不能简单说与出生率成正比,B错误;根据标记重捕法计算公式可知,若被标记的鸟由于受到惊吓不易被捕捉,则计算出的种群数量会比实际数值高,C正确;候鸟包括不同的物种,因此浮龙湖的候鸟不属于一个种群,D错误。 3.芨芨草是大型丛生植物,茎叶坚硬。伯劳鸟是小型捕食性鸟类,经常停留在芨芨草上捕鼠。芨芨草旁常见鼠洞,茎叶有被鼠咬断的现象。为探究捕食风险对不同密度布氏田鼠的影响,科研人员在某草地设置围栏进行实验,实验结果如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.用样方法调查芨芨草的种群密度会产生较大误差 B.布氏田鼠会主动改造生存环境从而降低捕食风险 C.低密度布氏田鼠在有捕食风险时的出生率小于死亡率 D.布氏田鼠高密度时伯劳鸟将无法起到抑制其种群增长的作用 解析:选C　芨芨草是大型丛生植物,其个体分布往往不均匀,丛生在一起,用样方法调查时,很难准确选取样方以及计数,所以会产生较大误差,A正确;从题干信息可知,布氏田鼠通过咬断芨芨草茎叶等方式改造生存环境,从而降低捕食风险,B正确;从图中可以看出,低密度布氏田鼠在有伯劳鸟(即有捕食风险)时种群密度增长率为正值,说明种群数量在增加,即出生率大于死亡率,C错误;由图可知,高密度布氏田鼠的围栏地块,有伯劳鸟的田鼠种群密度增长率比无伯劳鸟的还要略高些,D正确。 4.科学家通过分析岷山和邛崃两地大熊猫粪便中的DNA,估算出了两地大熊猫种群数量如下表。下列叙述正确的是 (　　) 山系名称 大熊猫 数量/只 栖息地面积/ 平方公里 岷山 581 6 127.55 邛崃 233 3 554.50 A.该调查方法不能统计两地大熊猫种群的性别比例 B.该调查方法依据的原理是不同个体DNA存在差异 C.岷山平均每只大熊猫所占有的栖息地面积更多 D.预测两地大熊猫种群数量都会以较快的速度增长 解析:选B　通过分析大熊猫粪便中的DNA组成,可区分雌性和雄性,故可统计两地大熊猫种群的性别比例,A错误;不同个体DNA存在差异,依据该原理,可以通过区分粪便中的DNA确定其来源,B正确;岷山平均每只大熊猫所占有的栖息地面积为6 127.55÷581≈10.55(平方公里),邛崃平均每只大熊猫所占有的栖息地面积为3 554.50÷233≈15.26(平方公里),C错误;题干中无大熊猫年龄结构的相关信息,故不能预测两地大熊猫种群数量变化,D错误。 5.有一种AI算法可以在声音记录中既快又准地检测到蓝鲸的D-calls(D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声)。下列相关叙述正确的是 (　　) A.采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量,据此可预测蓝鲸种群未来的增长趋势 B.D-calls具有高度的个体特异性,通常用于调查南极地区蓝鲸的种群密度 C.应用该AI算法监测到某海域蓝鲸数量出现剧烈波动主要与出生率和死亡率有关 D.该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率,便于人类了解蓝鲸的分布情况 解析:选D　标记重捕法可估算种群数量,但蓝鲸不易捕获,且预测蓝鲸种群未来的增长趋势是通过年龄结构,A错误;D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声,所以D-calls不能用于调查南极地区蓝鲸的种群密度,B错误;某海域成年蓝鲸数量的剧烈波动可能与迁入率和迁出率有关,C错误;该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率,便于人类了解蓝鲸的分布情况,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $