内容正文:
种群的特征
第一章 种群
苏教版(2019)选择性必修二
目 录
CONTENTS
种群特征
PART 1
种群数量变化的数学模型
PART 2
学习目标
1.通过相关生物学概念的学习形成稳态与平衡观
2.比较样方法和标记重捕法,培养归纳、比较等分析问题的能力
课堂导入
除气候、病害和虫害外,鼠害也对农作物产量有一定的影响。在农业生产上,消除鼠患很有必要。但为了提高经济效益,一般只有当农田鼠类数量达到一定指标时,才会采取相应的措施进行防鼠灭鼠。那么,有什么办法可以估算出一片农田中某种鼠的数量呢?
积极思维:如何模拟估算一片农田中某种鼠的数量?
事实1 在估算一片农田中某种鼠的数量前,我们先开展一个模拟活动:每组准备一包黄豆(250 g),黄豆颗粒数代表这片农田中某种鼠的数量;与黄豆大小一致的红豆 50 粒,红豆代表将这种鼠捕获后,用记号标志并放回原农田中的鼠;500 mL烧杯和培养皿各一个
事实2 将黄豆全部倒入烧杯中后,从烧杯中取出50粒黄豆,并将50粒红豆倒入烧杯中,充分搅动烧杯中的黄豆与红豆,使它们混合均匀
积极思维:如何模拟估算一片农田中某种鼠的数量?
事实3 让被蒙着双眼的实验操作者每次从烧杯中随机抓取一粒豆子放入培养皿中。其他同学随即充分混匀烧杯中的豆子,实验操作者再随机抓取一粒豆子放入培养皿。依此方法,实验操作者连续抓取豆子 20 次(也可以更多次数)。统计实验结果,并运用数学知识估算这包黄豆的数量
课堂导入
从上述模拟活动可以看出,通过数学方法可以估算出一包黄豆的数量。用这样的方法也可以估算出一个封闭的区域内某种动物的数量,即该地域中该种群的个体数量。其实,一个种群的个体数量一直处于动态变化之中,这是种群的一种特征。种群个体数量为什么会变化?种群还有哪些特征?
种群特征
PART 1
种群特征
1.种群
(1)概念
生态学上把在特定时间占据一定空间的同种生物的所有个体的集合称为种群
(2)特点
不是生物个体数量的简单相加,而是由同种生物个体组成的具有整体性和统一性的群体
种群特征
(3)种群三要素
一定的自然区域
同种生物
全部个体
【例】
×
√
一个鱼缸里的全部金鱼
一个水池里的全部鱼
种群特征
(4)地位
种群是生物繁殖的基本单位
种群是生物进化的基本单位
【注意】区分种群和物种
(1)种群强调的是生活在一定空间的同种生物的全部个体(一个种群内的个体肯定属于同一物种)
(2)种群是物种存在的形式,但是同一物种在不同区域可因地理隔离形成多个种群
种群特征
2.种群的数量特征
(1)种群密度(最基本的数量特征)
(2)出生率和死亡率
(3)迁入率和迁出率
(4)年龄结构
(5)性别比例
种群特征
(1)种群密度
概念
单位面积或空间内某种群的个体数量
计算
种群的个体数
空间大小(面积或体积)
种群密度 =
种群数量
≠
种群密度
种群特征
种群密度的测定方法
(1)直接计数法
适用于较小范围内、种群数量较少的情况
【例】不同生境中的毛茛叶报春的种群密度调查研究表
【说明】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
种群特征
(2)估算法
样方法
概念
通过计算若干样方中某种生物的全部个体数,再以其平均数估算种群整体数量的方法
适用范围
适用于调查个体分布比较均匀的植物(如蒲公英)或移动能力较弱的动物(如蜗牛)的种群密度
种群特征
【思考】样方的多少、大小?取样方法?如何计数?
样方的多少
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
【注意】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
种群特征
样方大小的确定
取样的关键
保证取样的随机性,使种群中每个个体被抽选到的机会均等,避免受到任何主观因素的干扰
草本 1m2
灌木 16m2
乔木 100m2
种群特征
取样方法
五点取样法
等距取样法
种群特征
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)
种群特征
1.设计调查记录表
2.确定调查对象
3.划分样方
样方大小
样方多少
取样方法
4.计数
随机取样
根据调查对象的大小和密度适当调整,一般不小于1m2
一般不少于5个,多一些计数结果更准确
边角上的个体,固定选两邻边和夹角进行计数
关键 核心
5.计算种群密度
积极思维:如何估算一块菠菜地里蜗牛的种群密度?
事实1 在评估一块菠菜地受蜗牛危害的程度时,可采用样方法测定蜗牛的种群密度。在菠菜地内随机选取若干个样方(面积一般为1m2的正方形),计数每个样方内的蜗牛个体,求得每个样方内的蜗牛密度,再算出所有样方内的蜗牛密度平均值,以此估算这块菠菜地中蜗牛的种群密度
理论上,布设的样方数量越多,测得种群密度的数值与实际偏差越小。但是,在实践中,取样的样方数量过多会增加实验实施的难度。
积极思维:如何估算一块菠菜地里蜗牛的种群密度?
事实2 一般根据样地的特点选择适合的取样方法。对于一块面积为20m×30m的菠菜地,采用五点取样法比较适宜。假设调查结果是5个样方内捕捉到的蜗牛数量分别为18只、20只、19只、21只和17只
【思考】根据上述相关数据,估算该菠菜地里蜗牛的种群密度
(18+20+19+21+17)÷5
1
= 19只/m2
种群特征
标志重捕法
适用范围
活动能力强,活动范围大的动物
方法
在被调查范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,一段时间后重捕,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
捕获
标记、放回混合均匀
重捕
计算
种群特征
计算公式
【例】如果从一片样地中捕获 20 只黄毛鼠,对它们进行标志后放回样地中;一段时间(如48 h)后,再次从此样地中捕获 30 只黄毛鼠,发现其中有 5 只黄毛鼠被标志。该样地中黄毛鼠的种群个体总数是多少?
重捕中标记数(m)
=
首捕标记数(M)
种群数量(N)
重捕总数(n)
N总=
M标×n重总
m重标
5
30
=
20
N
N=120
种群特征
标志重捕法的注意事项
①标志物不能过分醒目
②标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动
③标志物不易脱落
④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
⑤确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡
种群特征
误差分析
若被标记个体的标记物脱落,则估算值偏大
若被标记个体易被天敌捕食,则估算值偏大
若被标记个体标记物过于醒目,导致比未标记的更容易被重捕,则估算值偏小
若被标记个体变得更难被调查者再次捕捉,则估算值偏大
若因个体间相互接触,未被标记的个体也沾上了标记颜料,则估算值偏小
重捕时间太短,初捕个体未充分融入,则估算值偏小
种群特征
其他方法
红外触发相机
粪便特征分析
种群特征
声音的个体识别技术
长臂猿
鲸
鸮
秧鸡
种群特征
“三看法”选择适合的种群密度调查方法
一看
个体数量
少
直接计数
二看
生物类型
植 物
样方法
三看
活动能力
活动能力小
样方法
多
动物
活动能力大
标记重捕法
课堂小结
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用
范围
分布范围较小、个体较大的种群
样方法
标记重捕法
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
随堂练习
1.下列是一个种群的是( )
A.一个湖泊里的全部鱼类 B.一片森林里的全部乔木
C.一块农田中的全部杂草 D.一个池塘里的全部鲫鱼
解析:A.一个湖泊中的全部鱼类不是同一个物种,不属于一个种群,A错误;B.一片森林中的全部乔木不是同一物种,不属于一个种群,B错误;C.一块农田中的全部杂草不是同一物种,不属于一个种群,C错误;D.一个池塘中的全部鲫鱼是同一地点、同一种生物的全部个体,属于一个种群,D正确。
D
随堂练习
2.若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
解析:A、计数甲地蒲公英总数是逐个计数法,不适用于样方法,A错误;B、计数所有样方总数除以甲地面积,计算方法错误,B错误;C、计算每个样方密度,求所有样方密度平均值,即为种群密度,C正确;D、样方法无需乘以甲地面积,计算方法错误,D错误。
C
随堂练习
3.基于大熊猫非损伤性采样粪便DNA可以建立标记重捕模型对其种群数量、密度进行估算。科研小组在四川某地采集了大量的大熊猫粪便(含有少量脱落的肠道细胞),通过分析,确定其来自55只个体。一段时间后再次采集的粪便中,30份来自第一次调查的20只个体,其余70份来自另外44只个体。结合以上信息可估算出该地大熊猫的种群数量为( )
A.264只 B.183只 C.176只 D.77只
解析:A、按标记重捕法公式,第一次捕获55只(标记),第二次捕获个体数为20(重捕标记)+44(重捕未标记)=64只,种群数量N=(55×64)÷20=176只,A错误;B、计算结果为176只,而非183只,B错误;C、由上述计算可知,种群数量约为176只,C正确;D、77只与计算结果不符,D错误。
C
衔接高考
衔接高考
【黑吉辽蒙2026年高考真题】对作物植株上某种蚜虫的种群密度进行估算,下列方法最有效的是( )
A.标记重捕法 B.目测估计法 C.黑光灯诱捕法 D.样方法
解析:A、标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度,蚜虫活动能力极弱,不适用该方法,A错误; B、目测估计法是群落物种丰富度的统计方法,不属于种群密度的估算方法,B错误; C、黑光灯诱捕法适用于调查具有趋光性的昆虫的种群密度,蚜虫无明显趋光性且多数个体无飞行能力,不适用该方法,C错误;D、样方法适用于植物以及活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度调查,蚜虫符合该类特征,适用样方法,D正确。
B
感谢の观看
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