1.1种群的数量特征项目式导学案2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

高二生物 项目式导学案 选择性必修二 下定决心，不怕艰险，排除万难，去争取胜利 1.1种群的数量特征 课题：小天鹅的"户口普查"——种群的数量特征 教材：人教版选择性必修2《生物与环境》第1章第1节（P2–P6） 背景知识：今年冬天，南湖迎来了一群特殊的客人——7只小天鹅在湖面栖息。林业局来电："我们需要一份种群的'户口本'，搞清楚它们能不能在这里稳定越冬，会不会继续增多，要不要建保护区。但我们的监测员请假了，委托你们来完成。" 全班组建"校园生态监测与保护工作室"，4-5人一组为"监测小队" 【第一环节】接案：搞清楚"查什么"（课本P2） 问题1任务里说"调查南湖小天鹅种群"。什么叫"种群"？请写出课本原话的定义： 生活在一定的___________内，_________生物_______个体形成的集合 追问1.种群研究的中心问题是什么？（章首页） 追问2.种群是生物_______的基本单位，种群也是生物_______的基本单位 追问3.判断下列说法是否正确： A. 南湖里所有的鸟（ ） B. 南湖里所有的天鹅（ ） C. 南湖里所有的野生小天鹅（ ） D南湖和东昌湖的所有的野生小天鹅（ ） 问题2（基础梳理） 1种群最基本的数量特征是什么？种群都有什么数量特征？ 2什么情况下需要对种群密度进行调查研究？ 3课本P2提到我国东北豹2015年约42只。为什么科学家要统计"雌21、雄17、幼体2"而不是数了数量就结束？ 4这些数据分别对应种群数量特征中的哪些？ 【第二环节】定方案：怎么"数"（课本P3–P5） 问题3调查种群密度的方法______________（调查某山坡上的珙桐，分布范围小个体较大）和_______________，其中估算法又可以分为____________________、__________________、_____________、__________________等 【资料补充】1.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 2.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。适用范围：____________的昆虫 【任务】小天鹅主要取食眼子菜、苦草、黑藻、菹草等水生/湿生植物或地下块茎、嫩芽等。林业局委托你们小队评估：南湖岸带/浅水区潜在食物植物资源是否足以支持小天鹅短暂停歇补给，并判断这里是否适合作为临时监测保护点。 1.调查小天鹅的某种食物的种群密度要用__________________法，这种方法的适用范围一般适用于_____________，也可以用于____________的数量调查及一些______________________________________的动物,如作物植株上的_____、____等。 2.调查小天鹅食物时，样方法只能调查双子叶植物，而不能调查单子叶植物，为什么？ 3.调查的关键是什么？ 4.样方大小？草本植物、灌木、乔木一样吗？如果该种群个体数较少，样方面积可___。 5.样方的多少影响调查结果吗？ 6.取样的方法？分别适用什么形状的地形？ 7.如何对样方中的植物进行计数？ 8.小天鹅你应该选哪种方法调查种群密度？为什么？ 问题4（公式推导·课本P4黑体字）： 1.标记重捕法公式：N = M×n/m N代表：______ M代表：______ n代表：______ m代表：______ 2.假设你们第一次捕捉并标记了6只小天鹅放回，第二次捕捉了6只，其中2只有标记。请计算出南湖小天鹅种群总数N = ______。这个数值可信吗？为什么？ 问题5（误差推理·课本P4讨论题改编）： 1.如果标记的小天鹅在第一次放回后，标记环脱落了，第二次捕捉时你认不出它曾经被标记。这对最终估算值N有什么影响？ 2.如果标记后小天鹅更容易被天敌发现而死掉呢？ 3.如果被标志个体未混合均匀就再次被捕获，则估算值偏___ 【资料补充】①标记物不能过分醒目； ②标记物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动； ③标记物不易脱落； ④标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等； ⑤确保调查期间种群总数量相对稳定（没有较多个体的迁入、迁出、出生、死亡）； 【第三环节】查细节：其他特征怎么影响数量（课本P4–P5） 问题6（课本P4黑体字·直接决定因素）： 1.为什么小天鹅、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？ 2.追问：这种繁殖能力的差别，对于它们种群数量有哪些影响？ 3.课本P4说："出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。" 请解释：今年南湖小天鹅从18只变成15只，可能有哪些原因？ 问题7（课本P5·性别比例）： 1.你们观察发现15只小天鹅中，雌6只、雄9只。这叫什么种群特征？______ 2.课本P5说它"影响出生率"。请推理：如果雌鸟太少，会对种群未来产生什么影响？ 3.联系现实：为什么我国法律禁止非医学需要的胎儿性别鉴定？ 4.所有物种性别比例都是1:1吗？举例说明 问题8（课本P5黑体字·年龄结构）： 你们对15只小天鹅做了年龄鉴定： 年龄组 幼体（<3岁） 成体（3–12岁） 老年（>12岁） 数量 9 5 1 1.请判断：这是增长型、稳定型还是衰退型？依据是什么？ 2.课本P5说年龄结构是"预测种群数量变化趋势的主要依据"。请预测：3年后这个种群会变大还是变小？为什么？ 3.追问：如果明年幼体变成1只呢？属于哪种类型？ 问题9（特征关系·课本P3上方概念图还原）： 种群密度（最基本） 直接决定：______、______、______、______ 影响：性别比例 → 影响 ______ 预测：______ → 依据各年龄期个体比例 【第四环节】出报告：综合判断与建议（课本P2–P6整合） 问题10（综合推理·对标东北豹案例）： 课本P2东北豹案例：仅42只，雌雄个体数目接近但幼体少。结合你在本项目中掌握的种群特征知识，请回答： 1.东北豹种群面临的最大风险是什么？（用年龄结构+性别比例分析） 2.如果栖息地恢复后，有新的东北豹从俄罗斯迁入，哪个特征会直接改变？这会让种群怎样变化？ 问题11（纸面建议书·学生动笔写）： 假设你是监测小队汇报人，请给南湖林业局写一段不少于80字的建议书，内容包括： 当前小天鹅种群数量特征总结（密度、性别比例、年龄结构） 南湖面积约27公顷 未来趋势预测 至少2条具体保护建议（可参考课本P4"建立自然保护区"等） 【第五环节】自检与反思（课本P6练习与应用） 问题12（课本原练习题改编·快速自检）： 1.种群密度是种群最基本的数量特征。（ ） 2.调查蒲公英种群密度用什么方法？关键操作是什么？（至少写两点） 3.标记重捕法中，若动物标记后更难被捕捉，估算值偏大还是偏小？为什么？ 4.课本P6"生物科技进展"提到了哪些现代调查手段？ 5.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? 6.据统计，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？ 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $高二生物 项目式学案 选择性必修二 下定决心，不怕艰险，排除万难，去争取胜利 1.1种群的数量特征 课题：小天鹅的"户口普查"——种群的数量特征 教材：人教版选择性必修2《生物与环境》第1章第1节（P2–P6） 背景知识：今年冬天，南湖迎来了一群特殊的客人——7只小天鹅在湖面栖息。林业局来电："我们需要一份种群的'户口本'，搞清楚它们能不能在这里稳定越冬，会不会继续增多，要不要建保护区。但我们的监测员请假了，委托你们来完成。" 全班组建"校园生态监测与保护工作室"，4-5人一组为"监测小队" 【第一环节】接案：搞清楚"查什么"（课本P2） 问题1任务里说"调查南湖小天鹅种群"。什么叫"种群"？请写出课本原话的定义： 生活在一定的___________内，_________生物_______个体形成的集合 追问1.种群研究的中心问题是什么？（章首页） 追问2.种群是生物_______的基本单位，种群也是生物_______的基本单位 追问3.判断下列说法是否正确： A. 南湖里所有的鸟（ ） B. 南湖里所有的天鹅（ ） C. 南湖里所有的野生小天鹅（ ） D南湖和东昌湖的所有的野生小天鹅（ ）【答案】种群：在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合。 追问1：种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律。 追问2：种群是生物繁殖和进化的基本单位。 追问3：A.×（有多种鸟，不是同种） B.×（可能有大天鹅、小天鹅等多个物种） C.√（同种、一定空间、全部个体） D.×（空间范围跨越两个湖，且未明确同种） 问题2（基础梳理） 1种群最基本的数量特征是什么？种群都有什么数量特征？ 2什么情况下需要对种群密度进行调查研究？ 3课本P2提到我国东北豹2015年约42只。为什么科学家要统计"雌21、雄17、幼体2"而不是数了数量就结束？ 4这些数据分别对应种群数量特征中的哪些？【答案】1. 种群密度是最基本的数量特征；种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例。 2. 当种群分布范围大、个体数量多，无法或不便逐个计数时，需要调查种群密度来估算。 3. 因为不仅要知道“有多少只”，还要分析性别比例和年龄结构，才能预测种群未来变化趋势。 4. 雌21、雄17属于性别比例；幼体2属于年龄结构。 【第二环节】定方案：怎么"数"（课本P3–P5） 问题3调查种群密度的方法______________（调查某山坡上的珙桐，分布范围小个体较大）和_______________，其中估算法又可以分为____________________、__________________、_____________、__________________等 【资料补充】1.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 2.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。适用范围：____________的昆虫答案】逐个计数法；估算法；估算法又可分为样方法、标记重捕法、黑光灯诱捕法、红外相机监测法等。 黑光灯适用范围：具有趋光性（趋光性）的昆虫。 【任务】小天鹅主要取食眼子菜、苦草、黑藻、菹草等水生/湿生植物或地下块茎、嫩芽等。林业局委托你们小队评估：南湖岸带/浅水区潜在食物植物资源是否足以支持小天鹅短暂停歇补给，并判断这里是否适合作为临时监测保护点。 1.调查小天鹅的某种食物的种群密度要用__________________法，这种方法的适用范围一般适用于_____________，也可以用于____________的数量调查及一些______________________________________的动物,如作物植株上的_____、____等。 2.调查小天鹅食物时，样方法只能调查双子叶植物，而不能调查单子叶植物，为什么？ 3.调查的关键是什么？ 4.样方大小？草本植物、灌木、乔木一样吗？如果该种群个体数较少，样方面积可___。 5.样方的多少影响调查结果吗？ 6.取样的方法？分别适用什么形状的地形？ 7.如何对样方中的植物进行计数？ 8.小天鹅你应该选哪种方法调查种群密度？为什么？【答案】样方法；一般适用于植物，也可用于昆虫卵及一些活动能力弱、活动范围小的动物，如蚜虫、跳蝻等。2. 单子叶草本常丛生或蔓生，地上部分难以辨别个体数目；双子叶植物个体容易辨认。 3. 关键是随机取样。4. 草本1 m×1 m，灌木3 m×3 m，乔木10 m×10 m；不一样；个体数较少时可适当扩大样方面积。5. 会。样方过少误差较大，应取多个样方取平均值。 6. 正方形地块用五点取样法；长方形地块用等距取样法。 7. 计数样方内和相邻两边（通常左、上两边）及其夹角上的个体。 8. 选标记重捕法；因为小天鹅活动能力强、活动范围大，样方法不适用。 问题4（公式推导·课本P4黑体字）： 1.标记重捕法公式：N = M×n/m N代表：______ M代表：______ n代表：______ m代表：______ 2.假设你们第一次捕捉并标记了6只小天鹅放回，第二次捕捉了6只，其中2只有标记。请计算出南湖小天鹅种群总数N = ______。这个数值可信吗？为什么？【答案】N代表种群总数；M代表初次捕获并标记的个体数；n代表再次捕获的个体总数；m代表重捕中带标记的个体数。 2. N = M×n/m = 6×6÷2 = 18（只）。可信度低：样本量太小（两次均只捕6只）、南湖小天鹅为开放种群（有迁入迁出），且标记重捕法假设标记个体与未标记个体被捕概率相等、期间种群数量稳定，实际情况难以满足，故结果仅为粗略估计。 问题5（误差推理·课本P4讨论题改编）： 1.如果标记的小天鹅在第一次放回后，标记环脱落了，第二次捕捉时你认不出它曾经被标记。这对最终估算值N有什么影响？ 2.如果标记后小天鹅更容易被天敌发现而死掉呢？ 3.如果被标志个体未混合均匀就再次被捕获，则估算值偏___ 【资料补充】①标记物不能过分醒目； ②标记物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动； ③标记物不易脱落； ④标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等； ⑤确保调查期间种群总数量相对稳定（没有较多个体的迁入、迁出、出生、死亡）；【答案】1. m（重捕中标记数）偏小，由 N=M×n/m 可知 N 偏大（估算值比真实值大）。 2. 标记个体更易被天敌捕食而死亡，m 偏小，估算值 N 偏大。 3. 偏小（若标记个体集中在某处未均匀混合，重捕时 m 偏大，N 偏小）。 【第三环节】查细节：其他特征怎么影响数量（课本P4–P5） 问题6（课本P4黑体字·直接决定因素）： 1.为什么小天鹅、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？ 2.追问：这种繁殖能力的差别，对于它们种群数量有哪些影响？ 3.课本P4说："出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。" 请解释：今年南湖小天鹅从18只变成15只，可能有哪些原因？【答案】1. 小天鹅、大熊猫等繁殖能力弱（出生率低），而鼠、蝗虫等繁殖能力强（出生率高），出生率决定种群增长速度。 2. 繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快，容易泛滥；繁殖能力弱的种群恢复慢。 3. 南湖小天鹅从18只变为15只（减少），可能原因：①迁出率大于迁入率（候鸟停歇、迁徙，个体离开）；②死亡率大于出生率（但冬季不繁殖，出生率贡献极小）；③调查误差（不同时间目击数量不同）。主要原因是迁入与迁出的动态变化。 问题7（课本P5·性别比例）： 1.你们观察发现15只小天鹅中，雌6只、雄9只。这叫什么种群特征？______ 2.课本P5说它"影响出生率"。请推理：如果雌鸟太少，会对种群未来产生什么影响？ 3.联系现实：为什么我国法律禁止非医学需要的胎儿性别鉴定？ 4.所有物种性别比例都是1:1吗？举例说明【答案】1. 性别比例。 2. 雌鸟太少，参与繁殖的雌体数量不足，种群出生率下降，幼体补充减少，种群有衰退风险。 3. 防止人为干预导致新生儿性别比例失衡，避免男性比例过高，引发婚配等社会问题，维护社会稳定。 4. 不一定。如蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫雌雄比例并非1:1；一些蜥蜴、龟类的性别由孵化温度决定，比例也会偏离1:1。 问题8（课本P5黑体字·年龄结构）： 你们对15只小天鹅做了年龄鉴定： 年龄组 幼体（<3岁） 成体（3–12岁） 老年（>12岁） 数量 9 5 1 1.请判断：这是增长型、稳定型还是衰退型？依据是什么？ 2.课本P5说年龄结构是"预测种群数量变化趋势的主要依据"。请预测：3年后这个种群会变大还是变小？为什么？ 3.追问：如果明年幼体变成1只呢？属于哪种类型？【答案】1. 增长型。依据：幼体（9）＞成体（5）中的幼年补充充足，幼体数量最多，年龄结构呈增长型金字塔底部宽，幼年个体多，未来进入繁殖期的个体多，种群密度将增大。 2. 3年后种群会变大。因为当前幼体比例高，未来这些幼体进入繁殖期，出生率将大于死亡率，种群数量趋于增长。 3. 若明年幼体变为1只，则幼体（1）＜老年（1可视为少），幼年补充严重不足，属衰退型。 问题9（特征关系·课本P3上方概念图还原）： 种群密度（最基本） 直接决定【答案】直接决定：出生率、死亡率、迁入率、迁出率。性别比例 → 影响 出生率。 预测：年龄结构 → 依据各年龄期个体比例。 影响：性别比例 → 影响 ______ 预测：______ → 依据各年龄期个体比例 【第四环节】出报告：综合判断与建议（课本P2–P6整合） 问题10（综合推理·对标东北豹案例）： 课本P2东北豹案例：仅42只，雌雄个体数目接近但幼体少。结合你在本项目中掌握的种群特征知识，请回答： 1.东北豹种群面临的最大风险是什么？（用年龄结构+性别比例分析） 2.如果栖息地恢复后，有新的东北豹从俄罗斯迁入，哪个特征会直接改变？这会让种群怎样变化？ 【答案】1. 最大风险是种群过小且幼体太少（年龄结构衰退型），雌少、繁殖潜力低，近亲繁殖风险高，种群难以自然恢复。 2. 迁入率会直接改变；有新的东北豹迁入，迁入率大于迁出率，种群密度增大，有助于改善性别比例和遗传多样性。 问题11（纸面建议书·学生动笔写）： 假设你是监测小队汇报人，请给南湖林业局写一段不少于80字的建议书，内容包括： 当前小天鹅种群数量特征总结（密度、性别比例、年龄结构） 南湖面积约27公顷 未来趋势预测 至少2条具体保护建议（可参考课本P4"建立自然保护区"等）【参考答案示例】南湖监测到小天鹅约7只，种群密度低（约0.26只/公顷）；性别比例雌6雄9（雌少）；年龄结构幼体6、成体8、老年1，属增长型，未来有增长潜力。预测：若生境适宜，种群将缓慢增长。建议：①设立临时禁入/观鸟缓冲区，减少人为干扰；②保留湖岸带水生植物（眼子菜、苦草等）作为食物源，禁止过度清理水草；③控制游船航线，避免惊扰；④建立长期监测点，记录迁徙动态。 【第五环节】自检与反思（课本P6练习与应用） 问题12（课本原练习题改编·快速自检）： 1.种群密度是种群最基本的数量特征。（ ） 2.调查蒲公英种群密度用什么方法？关键操作是什么？（至少写两点） 3.标记重捕法中，若动物标记后更难被捕捉，估算值偏大还是偏小？为什么？ 4.课本P6"生物科技进展"提到了哪些现代调查手段？ 5.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? 6.据统计，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？ 【答案】1. √（种群密度是最基本的数量特征）。 2. 用样方法。关键操作：随机取样；取多个样方求平均值；计数时计样方内和相邻两边及其夹角上的个体。 3. 估算值偏大。因为标记后更难被捕捉，重捕中标记数 m 偏小，由 N=M×n/m 得 N 偏大。 4. 红外触发相机、微卫星DNA分子标记、动物声音识别等。 5. 不一定。年龄结构只是预测依据，种群数量还受食物、天敌、气候、迁入迁出等因素影响，稳定型种群数量也可能波动；衰退型种群在环境改善、迁入增加等条件下也可能回升。 6. 我国少年儿童比例下降、老龄人口比例上升，说明人口年龄结构趋于老龄化（衰退型趋势）。 阳谷县林业局： 我监测小队受委托对南湖（金水湖）小天鹅停歇种群进行了“户口普查”。经调查，该区域小天鹅种群当前共15只，种群密度约为0.56只/公顷水面；性别比例为雌6只、雄9只，雌性偏少；年龄结构呈增长型（幼体6只、成体8只、老年1只），预示未来数量有增长潜力。但需注意，冬季小天鹅数量变动主要受迁入率与迁出率影响，本地出生率贡献极低。 综合评估，南湖可作为小天鹅迁徙季的临时监测保护点，但不宜划为永久保护区。建议采取以下措施： 1设立临时管控区：越冬停歇期（11月—次年3月）限制游船航线与岸带施工，减少人为干扰； 2恢复食物生境：保护并恢复湖岸带眼子菜、苦草等水生植物群落，为小天鹅提供自然补给； 3建立长期监测机制：联合志愿者定期记录种群数量特征（密度、性别、年龄），每年提交动态报告； 4严禁投喂与捕猎：禁止游客投喂加工食品，打击非法捕猎，避免种群结构受人为破坏。 以上建议基于种群数量特征科学分析，请林业局审议。 南湖生态监测小队 2026年9月24日 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $