2021-2022版老教材生物人教版必修3學案：第4 章 種群和群落

第4章種群和群落

第1節(jié)種群的特征

<課時素養(yǎng)目標A

1.通過具體實例.歸納和概括種群的數(shù)址特征及其相互關(guān)系（科學思維）

2.通過分類與比較.明確調(diào)查種群密傻不同方法的原理及適用范圍：（科學思維）

、3.設(shè)if并實施方案,嘗試用樣方法調(diào)查植物的種群密度。（科學探究）,

必備知識?自主學習

一、種群的特征

L種群的概念和實例：

⑴概念：在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體。種群是生物繁

殖的基本單位，也是生物進化的基本單位。

⑵舉例：一個池塘中全部鯉魚，培養(yǎng)基上培養(yǎng)的大腸桿菌菌落。

2.種群的數(shù)量特征：

⑴種群密度：種群在單位面積或單位體積中的仝體數(shù)，是種群最基本

的數(shù)量特征。

（2）出生率和死亡率。

①出生率：單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。

②死亡率：單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。

③意義：決定種群大小和種群密度的重要因素。

⑶遷入率和遷出率。

①概念：單位時間內(nèi)遷入或遷出的個體,占該種群個體總數(shù)的比率。

②意義：決定種群大小和種群密度的重要因素。

⑷年齡組成。

①類型：增長型、穩(wěn)定型和衰退型。

②意義:可以預(yù)遮該種群的數(shù)量變化趨勢。

(5)性別比例。

①概念：種群中雌雄個體數(shù)目的比例。

②意義：對種群密度有二定的影響。

3.種群的空間特征：

⑴概念：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。

⑵類型。

連一連：將種群的空間特征與實例連起來：

空間特征實例

①均勻分布、___________a.雜草的空間分布

②隨機分布二一b.瓢蟲的空間分布

----------------1稻田中的水稻

問?答

“一塊麥田中所有的蝗蟲”是對種群密度的描述嗎？解釋原因。

提示：不是。因為種群密度的概念強調(diào)的是“在單位面積或單位體積

中種群的個體數(shù)”，而一塊麥田不是對“單位面積或單位體積”的描述。

二、調(diào)查種群密度的方法

1.樣方法：

⑴調(diào)查對象：宜選用雙子葉草本植物,因單子葉植物多為叢生或蔓生，

難以計數(shù)。

⑵樣方選?。翰荼局参飿臃揭话阋远〉恼叫螢橐恕?/p>

⑶取樣原則及方法：取樣的關(guān)鍵是要做到隨機取樣。常用五點取樣法

和等距取樣法。

(4)數(shù)據(jù)收集、分析：計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)一求每個樣方的種群密

度一求所有樣方種群密度的平均值。

2.標志重捕法：

⑴調(diào)查對象：活動范圍大、活動能力強的動物種群。

⑵調(diào)查步驟：在被調(diào)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個體一做上標

記后放回原來環(huán)境一一段時間后重捕一根據(jù)捕到的個體中標記個體數(shù)

占總個體數(shù)的比例估計種群密度。

3.連一連：請將調(diào)查對象與正確的調(diào)查方法連起來：

調(diào)查對象調(diào)查方法

①田野中的蒲公英一a.標志重捕法

②湖泊中的鯽魚，樣方法

③農(nóng)田中棉花上的好蟲一

黑光燈誘捕法

④范圍較小的森林中的獅子、

⑤田間趨光性的蛾子.逐個計數(shù)法

4.調(diào)查意義：對農(nóng)業(yè)害蟲的監(jiān)測和預(yù)報,漁業(yè)上捕撈強度的確定等具

有重要意義。

問?答

利用性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，為什么可以減少害蟲的數(shù)量？

提示：誘殺雄性個體T破壞性別比例T出生率下降T害蟲數(shù)量減少。

關(guān)鍵能力-合作學習

…知識點二…種群.的特征.…

1.種群概念的理解：

⑴兩個要素：“同種”和“全部二

①“同種”：指同一物種，即種群是物種存在的具體形式。

②“全部”：指一個群體，包括該物種的幼體和成體等全部個體。

⑵兩個條件：“時間”和“空間”，即種群具有一定的時空限制，離開

一定的空間和時間的種群是不存在的。

⑶兩個基本單位：

①從生態(tài)學的觀點來看：種群既是生物繁殖的基本單位，又是生物群

落的基本組成單位。

②從進化的觀點來看：種群是生物進化的基本單位。

(4)種群特點：具有種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、

年齡組成和性別比例等一系列特征的有機整體。

⑸種群與物種的關(guān)系：同一物種在不同區(qū)域內(nèi)可以有多個種群，但一

個種群內(nèi)的個體都是同一物種，如圖所示。

特別提醒：個體、種群和物種的關(guān)系

①個體通過有機結(jié)合組成的整體為種群。

②物種因地理隔離形成不同種群。

③種群是物種存在的基本單位。

2.種群數(shù)量特征的關(guān)系：

⑴圖解：

增長型穩(wěn)定型衰退型

年般組成

，預(yù)測

;一出金率一上死工率

種群數(shù)量

?遷入率一(種群密度)遷出率

:影響

...性別比例

分別表示增加、

?”分別表示"直接“間接因素”

⑵分析：

①最基本的數(shù)量特征：種群密度。種群密度越高，一定范圍內(nèi)種群個

體數(shù)量越多，即種群密度與種群數(shù)量呈正相關(guān)。

②決定種群大小和種群密度的直接因素：出生率＞死亡率，種群數(shù)量增

加；反之，種群數(shù)量減少。

③間接影響種群密度和種群數(shù)量：年齡組成和性別比例是通過影響出

生率和死亡率間接影響種群密度和種群數(shù)量的，是預(yù)測種群密度(數(shù)量)

未來變化趨勢的重要依據(jù)。其中年齡組成既能影響出生率，又能影響

死亡率，而性別比例只能影響出生率。

④預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢：年齡組成。這種趨勢不一定能實現(xiàn)，如

氣候、天敵、食物等環(huán)境因素發(fā)生改變。

(3)應(yīng)用：

①利用性外激素誘捕雄蛾一一通過改變性別比例來降低出生率。

②將性外激素釋放到田地里，干擾雌雄蛾正常交尾一一降低出生率。

3.年齡組成的表示方法：

(1)模式圖：

學3老年個體數(shù)

\匚］成年個體數(shù)

忽幼年個體數(shù)

增長型穩(wěn)定型衰退型

（2）曲線圖:

（3）柱形圖:

4.性別比例不同類型對種群密度的影響：

￥>?種群密度增長快

??=J種群密度相對穩(wěn)定

￥<$—?種群密度增長慢

思考探究

1.拓展探究：種群的出生率（或遷入率）大，其種群密度一定會大嗎？

為什么？

提示：不一定大。種群密度是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率直

接決定的，所以種群的出生率（或遷入率）大，其種群密度不一定大。

2.情境探究：已知A省和B省在1年內(nèi)出生的人口數(shù)分別為325萬和

75萬。依據(jù)上述數(shù)據(jù)，你能確定哪個省的出生率較高嗎？試分析原因。

提示：不能確定。因為不知道A省和B省的原有人口數(shù)。

典例示范

如圖是種群數(shù)量特征的概念模型，以下分析正確的是（）

I基本特征

____________?取決于

（r~~~,i）J（遷山I率）（遷入率）

co

A.種群密度能夠反映種群數(shù)量的變化趨勢

B.春節(jié)前后，我國南部沿海城市人口數(shù)量的變化主要取決于①②

C.預(yù)測未來種群數(shù)量變化的主要依據(jù)是④

D.利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制特征④,

進而影響種群數(shù)量

【解題思維】

【解析】選C。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，不能反映種群數(shù)量

的變化趨勢，A錯誤；春節(jié)前后，我國南部沿海城市人口數(shù)量的變化主

要取決于遷入率和遷出率，B錯誤；根據(jù)年齡組成影響出生率和死亡率、

性別比例影響出生率，推出④為年齡組成，③為性別比例，年齡組成

是預(yù)測種群數(shù)量變化趨勢的主要依據(jù)，C正確；利用人工合成的性引誘

劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制特征③性別比例，進而影響種群數(shù)

量，D錯誤。

【審答誤區(qū)】易錯點是對性外激素的使用目的理解不準確，性外激

素的使用是通過改變性別比例來影響種群數(shù)量。

【方法規(guī)律】生產(chǎn)、生活對種群數(shù)量的影響規(guī)律

（1）沿海城市人口的劇增一一遷入率>遷出率造成的o

⑵中國人口的增長一一出生率＞死亡率造成的，不能單純說是出生率

高造成的。

⑶計劃生育政策一一控制出生率，使增長率下降。

(4)利用性引誘劑(信息素)誘捕雄蛾一一改變性別比例來降低出生率。

(5)將性外激素釋放到大田里，干擾雌雄蛾正常交尾一一降低出生率。

(6)性別比例中，雄多于雌的如螞蟻等；雌多于雄的如人工控制的種群

——奶牛、蛋雞等。

【類題精練】

1.隨著“二孩”政策的放開，有專家預(yù)測，我國人口數(shù)量在以后幾年

將出現(xiàn)明顯增長，下列敘述錯誤的是()

A.幾年后，仍保持男、女相當?shù)男詣e比例

B.人口自然增長率由出生率和死亡率決定

C.每個家庭生兩個孩子能提高出生率

D.“二孩”政策放開后，我國人口的年齡組成將保持穩(wěn)定型

【解析】選D?！岸ⅰ闭卟挥绊懗錾鷷r的性別比例，A正確。人口

的自然增長率是由出生率和死亡率決定的，是二者的差值，B正確。

每個家庭生兩個孩子能明顯增加出生率，保持人口數(shù)量穩(wěn)定，C正確。

該政策提高了出生率，會使人口的年齡組成成為增長型，D錯誤。

2.下列關(guān)于種群數(shù)量特征的敘述錯誤的是()

A.出生率和死亡率對種群的數(shù)量變化起決定作用

B.研究年齡組成能預(yù)測種群數(shù)量未來發(fā)展趨勢

C.破壞害蟲正常的性別比例對種群密度沒有影響

D.增加遷入率、降低遷出率可增加本種群的數(shù)量

【解析】選C。影響種群數(shù)量變化的決定因素是遷入率和遷出率、出生

率和死亡率，A正確。研究年齡組成能預(yù)測種群數(shù)量的未來發(fā)展趨勢，

B正確。破壞害蟲正常的性別比例影響種群的出生率，可使種群密度降

低，C錯誤。增加遷入率、降低遷出率可增加種群數(shù)量，D正確。

【補償訓(xùn)練】

下列哪些情況會導(dǎo)致種群的密度越來越小（）

A.種群處于穩(wěn)定期

B.種群內(nèi)雄性趨于不育

C.種群出生率超過死亡率

D.蜜蜂種群中雄少雌多

【解析】選B。種群處于穩(wěn)定期時，種群數(shù)量保持相對穩(wěn)定，A不符合

題意。種群內(nèi)雄性趨于不育時，會導(dǎo)致出生率降低，進而導(dǎo)致種群密

度越來越小，B符合題意。種群出生率超過死亡率時，會導(dǎo)致種群密度

越來越大，C不符合題意。蜜蜂種群中雄少雌多，但在適宜的條件下，

其種群密度能保持相對穩(wěn)定，D不符合題意。

…知識點二一調(diào)查種群密度的方法—

1.樣方法調(diào)查種群密度：

⑴適用范圍：不僅適用于植物，還適用于活動能力弱、活動范圍小的

動物，如蚯蚓等，而且調(diào)查某種昆蟲卵、作物植株上蚯蟲的種群密度

等也可采用樣方法。

⑵樣方的選?。焊鶕?jù)調(diào)查對象的分布狀況和地段的形狀，確定樣方的

多少、樣方的大小和取樣方法。

①樣方數(shù)目的確定：總體面積越大，選取的樣方數(shù)目越多。一般選取

的樣方越多，求得的種群密度越接近實際情況。

②樣方大小的確定：一般喬木為100m2,灌木為16nl）草本植物為1m-o

③取樣方法：常見有五點取樣法（調(diào)查地段總體為非長條形）和等距取

樣法（調(diào)查地段總體為長條形）。

⑶計數(shù)原則：同種生物個體無論大小都要計數(shù)，若有正好處在邊界線

上的，應(yīng)遵循“計上不計下，計左不計右”的原則，如下圖（注：實心

圈表示統(tǒng)計的個體）。

特別提醒：

植物的大小不同，樣方面積也應(yīng)不同。如雙子葉草本植物樣方面積為1

222

m,灌木約為16m,喬木約為100mo

2.標志重捕法調(diào)查種群密度:

⑴計算公式：

捕獲一部分個體，標記后放I可到原環(huán)境中（數(shù)量為N,）

［重捕數(shù)M

一段時間后,相同地點進行第二次捕獲;標記數(shù)

4

種群數(shù)量"'4M

N3

I

種群密度=種群數(shù)量/調(diào)查面積

⑵標志重捕法應(yīng)注意的問題。

①調(diào)查期間種群數(shù)量基本保持不變，沒有大規(guī)模的遷入和遷出，種群

中標記個體所占比例在兩次捕捉時基本相等。

②標記物和標記方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害，不影響動物的

壽命和行為。

③標記不能過分醒目，以免標記個體容易被天敵捕食。

④標志物要牢固，不易脫落。

思考探究

1.拓展探究：調(diào)查動物種群密度必須用標志重捕法嗎？舉例說明。（生

命觀念）

提示：不一定。例如蝦蟲、跳蛹等活動能力弱、活動范圍小的動物用

標志重捕法不合適，用樣方法更合適。

2.教材二次開發(fā)：教材實地調(diào)查與本節(jié)“問題探討”活動中的模擬調(diào)

查有什么異同？（科學思維）

提示：（1）“問題探討”中調(diào)查對象是完全隨機分布的，且調(diào)查區(qū)域是

規(guī)則的，調(diào)查對象與其他物體的區(qū)分是顯而易見的，因此，采用樣方

法得到的估算值與真實情況比較接近（誤差?。?。

⑵在實地調(diào)查中，調(diào)查對象的分布往往是隨機的，還有許多其他因素

會干擾和影響調(diào)查的準確性，因此，采用同樣的方法其結(jié)果誤差會比

較大一些。只要掌握了科學的調(diào)查統(tǒng)計方法，其誤差會控制在允許的

范圍之內(nèi)。

典例示范

（2020?石家莊高二檢測）夏季的壩上草原風景如畫。某研究小組調(diào)

查草原上白樺樹和草原黃鼠的種群密度。下列敘述錯誤的是（）

A.草原黃鼠的種群密度主要取決于其出生率和死亡率

B.采用標志重捕法調(diào)查草原黃鼠的種群密度，若部分標志物脫落，則

調(diào)查結(jié)果將偏大

C.采用標志重捕法調(diào)查草原黃鼠的種群密度，兩次捕捉間隔的時間越

長，調(diào)查結(jié)果越準確

D.調(diào)查白樺樹的種群密度可采用五點取樣法

【解題思維】

【解析】選C。出生率和死亡率是決定種群密度的主要因素，A正確。

標志物部分脫落，導(dǎo)致重捕中的標志個體數(shù)減少，則計算出的種群密

度比實際值偏大，B正確。采用標志重捕法調(diào)查草原黃鼠的種群密度，

兩次捕捉間隔的時間越長，可能會導(dǎo)致部分標志物脫落等，導(dǎo)致調(diào)查

結(jié)果不準確，C錯誤。調(diào)查白樺樹的種群密度可采用樣方法，樣方法常

用的取樣方法有五點取樣法和等距取樣法，D正確。

【母題追問】

⑴用標志重捕法調(diào)查某動物的種群密度時，被標記動物經(jīng)過一次捕

捉，被再次重捕的概率減小，對調(diào)查結(jié)果會有什么影響？

提示：將會導(dǎo)致被調(diào)查的種群的數(shù)量較實際值偏大。

⑵在調(diào)查期間，調(diào)查區(qū)域有較多個體出生和死亡或遷入和遷出，對調(diào)

查結(jié)果有影響嗎？

提示：如果在此期間存在出生或遷入現(xiàn)象也會造成估算數(shù)值偏大。

⑶使用樣方法調(diào)查種群密度時，為什么要強調(diào)隨機取樣？

提示：為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使

通過樣方法統(tǒng)計的結(jié)果（估算值）能更接近真實情況。

【方法規(guī)律】“兩看法”選擇合適的種群密度調(diào)查方法

占直接計數(shù)法|

植物和活動范圍小、U樣方|

活動能力居面耐物「I法I

皂I估算法

動物活動施活動范圍大、活標志重|

動能另盍的動LJ物版|

力是否強？

【類題精練】

某中學生物科技小組對某一地段中的蒲公英進行調(diào)查，得到下列

一組數(shù)據(jù)：

樣方Xix2x3X.,x5x6x7x8

種群密度（株/HO371524984

下列說法正確的是（）

A.此種群密度為6.5株//

B.用此方法求出的種群密度與實際密度應(yīng)完全相同

C.再重新選一次樣方，所得的結(jié)果與這次應(yīng)相同

D.此方法為標志重捕法

【解析】選Ao該小組調(diào)查種群密度的方法為樣方法，種群密度值為

（3+7+15+2+4+9+8+4）/8=6.5（株/nO,所求之值為平均密度，與實際密

度有一定偏差，不可能完全相同。若再進行一次取樣，所得結(jié)果與這

次結(jié)果大致相似，不一定相同。

核心素養(yǎng)?情境探究

【材料情境】

2020年非洲遭受了巨大的蝗災(zāi)，對其農(nóng)業(yè)影響很大。東亞飛蝗別

名螞蚱、蝗蟲，為雜食性害蟲，主要取食小麥、玉米、高粱、水稻等

禾本科植物，但對甘薯、馬鈴薯、麻類及田菁等均不取食。

東亞飛蝗分為卵、若蟲、成蟲三個發(fā)育時期。在正常情況下，成

蟲羽化后平均7天左右即可交配，雌蟲一生可交配20?25次，交配后

4?7天即可產(chǎn)卵在土下，深度約為4?6厘米。雌蟲就算不交配，也能

進行孤雌生殖，即雌性不經(jīng)過交配就可以直接產(chǎn)卵，卵也可以孵化和

正常發(fā)育，繁殖力驚人。一只雌蝗蟲一生可以產(chǎn)400?600枚卵，卵可

以在地下越冬。

探究：

⑴為了預(yù)測東亞飛蝗的種群密度，科研人員應(yīng)該在東亞飛蝗的哪個時

期采用哪種取樣方法？（科學思維）

提示：應(yīng)該針對東亞飛蝗的若蟲期（跳蛹）采用樣方法來調(diào)查，預(yù)測東

亞飛蝗的種群密度。

⑵科研人員通過運用性引誘劑捕殺雄性蝗蟲，主要是破壞了種群的性

別比例。但為什么發(fā)現(xiàn)仍然不能很有效地控制蝗蟲的數(shù)量？（生命觀

點、科學思維）

提示：由于雌蟲不交配也可以孤雌生殖，所以即使種群正常的性別比

例被破壞，也不能有效地控制蝗蟲的數(shù)量。

【經(jīng)典素材情境】

“植物A—動物B—動物C”是某草原的一條食物鏈，生態(tài)學家對

該草原生態(tài)系統(tǒng)進行以下幾個方面的研究。請回答下列問題：

（1）調(diào)查動物B種群密度：在lhm?范圍內(nèi)，第一次捕獲72只，標記并

放歸；幾天后第二次捕獲了60只，其中有9只帶有標記，則該種群密

度是多少？（科學思維）

提示：標志重捕法估算種群密度的計算公式：該種群數(shù)量+第一次捕

獲標記的個體數(shù)=第二次捕獲的個體數(shù)個第二次捕獲的個體中被標記

的個體數(shù)，該種群密度=（第一次捕獲標記的個體數(shù)X第二次捕獲的個

體數(shù)）4-第二次捕獲的個體中被標記的個體數(shù)=72X60+9=480只

/hm2o

⑵若被標記的動物更容易被天敵捕食，則動物B種群密度估算值比種

群密度實際值偏大還是偏??？（科學思維）

提示：若被標記的動物更容易被天敵捕食，第二次捕獲的個體中被標

記的個體數(shù)減少，則動物B種群密度估算值比種群密度實際值偏大。

⑶研究人員調(diào)查并繪制動物C種群的年齡組成如圖。2020年6月種群

C的年齡組成是哪種類型？可以預(yù)測，種群在2021年6月后數(shù)量變化

趨勢最可能是怎樣的？為什么？（生命觀點）

提示：據(jù)圖分析，2020年6月種群C的生育前期和生育期的個體數(shù)多，

而生育后期的個體數(shù)較少，則年齡組成是增長型；2021年6月種群C

的生育前期和生育期的個體數(shù)少，而生育后期的個體數(shù)較多，則出生

率小于死亡率，種群數(shù)量會減少。

課堂檢測-素養(yǎng)達標

1.種群是自然界中真實存在的群體。以下哪種表述屬于種群范疇

①某地區(qū)男女比例嚴重失衡

②動物的血糖濃度可以保持相對穩(wěn)定

③2040年，我國將進入超老齡社會

④我國每年出生人口達到2000多萬

⑤水稻田種的水稻均勻分布

⑥我國東部的人口密度大于西部

【解析】選①③④⑤⑥。某地區(qū)男女比例嚴重失衡，屬于種群的性別

比例特征；血糖濃度保持相對穩(wěn)定，屬于個體的生理特征；2040年，

我國將進入超老齡社會，說明了種群的年齡結(jié)構(gòu)；我國每年出生人口

達到2000多萬，說明了種群的出生率；水稻田種的水稻均勺分布，

屬于種群的空間特征；我國東部的人口密度大于西部，屬于種群密度。

2.（2020?長春高二檢測）下列不屬于種群特征的是（）

A.性別特征B.年齡組成

C.種群密度D,出生率和死亡率

【解析】選A。種群特征包括：種群密度、出生率和死亡率、遷入率和

遷出率、年齡組成、性別比例。

3.據(jù)預(yù)測，世界人口數(shù)量在2050年將達到98億，做出這一預(yù)測的依

據(jù)是（）

A.不同年齡組成的比例

B.現(xiàn)有人口數(shù)量密度

C.出生率和死亡率、遷入率和遷出率

D.人口性別比例

【解析】選A。年齡組成可以預(yù)測一個種群數(shù)量發(fā)展的變化趨勢，A正

確?，F(xiàn)有人口數(shù)量密度不能預(yù)測一個種群數(shù)量發(fā)展的變化趨勢，B錯誤。

出生率和死亡率、迂入率和遷出率決定種群的數(shù)量變化，C錯誤。性別

比例能影響種群數(shù)量的變化，D錯誤。

4.如圖表示的是四個不同種群中不同年齡的個體所占的比例，其中種

群密度可能會越來越小的是（）

【解析】選A。A圖種群中幼年個體較少，而老年個體較多，這樣的種

群正處于衰退時期，種群密度會越來越小，A符合題意。B圖種群中幼

年個體很多，老年個體很少，這樣的種群正處于發(fā)展時期，種群密度

會越來越大，B不符合題意。C圖種群中幼年個體數(shù)較多，老年個體數(shù)

較少，出生率大于死亡率，種群密度會越來越大，C不符合題意。D圖

種群中各年齡段的個體數(shù)目比例適中，數(shù)目接近，這樣的種群正處于

穩(wěn)定時期，種群密度在一段時間內(nèi)會保持穩(wěn)定，D不符合題意。

5.一年蓬是一種常見的草本植物。在一塊棄耕的正方形荒地上調(diào)查該

植物種群的密度時，通常需要選擇多個大小相等的樣方，然后再對該

植物進行計數(shù)，即可獲得該植物種群