人教版(新教材)高中生物選擇性必修2學(xué)案：1 1 種群的數(shù)量特征

人教版(新教材)高中生物選擇性必修2PAGEPAGE1第1節(jié)種群的數(shù)量特征〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.列舉種群的數(shù)量特征，闡述種群密度與其他特征的關(guān)系。2.嘗試用樣方法調(diào)查植物的種群密度?！妓仞B(yǎng)要求〗1.生命觀念：闡釋種群的數(shù)量特征及其聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。2.科學(xué)探究：通過實(shí)驗(yàn)“調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”，培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)能力。一、種群密度及其調(diào)查方法1．種群(1)定義：在一定的空間范圍內(nèi)，同種生物所有個(gè)體形成的集合就是種群。(2)數(shù)量特征：種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例。其中最基本的數(shù)量特征是種群密度。2．種群密度(1)含義：指種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)。(2)表示方式：種群密度＝eq\f(個(gè)體數(shù),空間大小面積或體積)。(3)調(diào)查方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(逐個(gè)計(jì)數(shù)法：調(diào)查分布范圍較小，個(gè)體較大的種群,估算法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(樣方法,標(biāo)記重捕法,黑光燈誘捕法))))3．樣方法(1)調(diào)查程序隨機(jī)選取若干個(gè)樣方↓計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)↓求得每個(gè)樣方的種群密度↓求所有樣方種群密度的平均值(2)實(shí)例調(diào)查蒲公英、昆蟲卵、蚜蟲、跳蝻等的種群密度。4．標(biāo)記重捕法(1)適用生物：適用于活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的動(dòng)物個(gè)體。(2)調(diào)查程序(3)計(jì)算公式eq\f(初捕標(biāo)記個(gè)體數(shù)M,個(gè)體總數(shù)N)＝eq\f(重捕中標(biāo)記個(gè)體數(shù)m,重捕個(gè)體總數(shù)n)，即N＝eq\f(M·n,m)。判斷正誤(1)同一物種可能包含多個(gè)種群，但同一種群內(nèi)的個(gè)體一定屬于同一物種()(2)調(diào)查土壤中蚯蚓種群密度可用標(biāo)記重捕法()(3)用樣方法調(diào)查蒲公英種群密度時(shí)，應(yīng)在分布較密的地區(qū)取樣()(4)種群密度可以反映種群數(shù)量的變化趨勢(shì)()〖答案〗(1)√(2)×(3)×(4)×探討點(diǎn)1調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度1．樣方法實(shí)施的一般步驟(1)準(zhǔn)備；(2)確定調(diào)查地點(diǎn)、調(diào)查對(duì)象；(3)確定樣方；(4)計(jì)數(shù)；(5)計(jì)算種群密度。2．選擇雙子葉植物作為研究對(duì)象而不是單子葉植物的原因：單子葉草本植物常常是叢生或蔓生的，從地上部分難以辨別是一株還是多株；而雙子葉草本植物的個(gè)體數(shù)目則易于辨別。3．確定樣方(1)樣方的大小一般以1m2的正方形為宜，如果所調(diào)查物種個(gè)體較大，樣方大小應(yīng)該怎樣設(shè)置？如果調(diào)查物種數(shù)目比較稀疏，樣方大小應(yīng)該怎樣設(shè)置？〖提示〗如果所調(diào)查物種個(gè)體較大，樣方面積應(yīng)該適當(dāng)擴(kuò)大；如果調(diào)查物種數(shù)目比較稀疏，樣方面積也應(yīng)該適當(dāng)擴(kuò)大。(2)取樣的關(guān)鍵要做到隨機(jī)取樣，為什么要強(qiáng)調(diào)隨機(jī)取樣？樣方的多少會(huì)影響調(diào)查結(jié)果嗎？〖提示〗強(qiáng)調(diào)隨機(jī)取樣是為了使調(diào)查結(jié)果不受主觀因素的影響，保證調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。樣方的多少會(huì)影響調(diào)查結(jié)果，樣方過少會(huì)導(dǎo)致誤差較大。(3)請(qǐng)據(jù)圖選擇合適的取樣方法①調(diào)查對(duì)象總體分布為近方形地塊時(shí)，適宜用五點(diǎn)取樣法。②調(diào)查對(duì)象的總體分布為長條形地塊時(shí)，適宜用等距取樣法。4．計(jì)數(shù)和確定種群密度某興趣小組調(diào)查某種雙子葉草本植物種群密度的結(jié)果：樣方N1N2N3N4N5種群密度(株/m2)878x9其中第四個(gè)樣方中該植物的分布情況如下圖所示：(1)如何計(jì)數(shù)第四個(gè)樣方的植株數(shù)量？該樣方的種群密度是多少？〖提示〗需要計(jì)數(shù)樣方以內(nèi)的個(gè)體數(shù)量，以及任意兩個(gè)相鄰邊及其夾角上的個(gè)體數(shù)量。該樣方的種群密度為(5＋2＋1)÷1＝8(株/m2)。(2)該植物種群密度是多少？〖提示〗8株/m2。探討點(diǎn)2標(biāo)記重捕法調(diào)查種群密度及其誤差分析1．在某池塘中，第一次捕獲鯽魚106條，做上標(biāo)記后放回；第二次捕獲鯽魚91條，其中有標(biāo)記的為25條，由此估算該池塘中共有鯽魚的條數(shù)為多少？〖提示〗約386條。2．請(qǐng)分析在標(biāo)記重捕法中，下列各情況帶來的誤差：①標(biāo)記物易脫落；②被標(biāo)記個(gè)體被再次捕獲的機(jī)會(huì)降低；③標(biāo)記物導(dǎo)致被標(biāo)記個(gè)體易于被捕食；④被標(biāo)記個(gè)體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標(biāo)記個(gè)體稀少處被捕獲；⑤被標(biāo)記個(gè)體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標(biāo)記個(gè)體密集處被捕獲；⑥標(biāo)記物影響被標(biāo)記個(gè)體的活動(dòng)，使其被再次捕獲的機(jī)會(huì)增大。以上①②③④估算值將偏大，⑤⑥估算值將偏小。核心歸納1．區(qū)分種群和物種(1)種群是物種的存在形式，是物種在自然界存在的基本單位。(2)同一物種可以形成許多個(gè)種群，物種沒有地域的界限，種群有地域的界限。(3)不同物種的種群密度通常不同，同一物種在不同時(shí)期的種群密度可能不同。2．采用樣方法的注意事項(xiàng)(1)取樣的關(guān)鍵是要做到隨機(jī)取樣，不能摻入主觀因素。(2)在用樣方法估算種群密度時(shí)要注意：同種生物個(gè)體無論大小都要計(jì)數(shù)；對(duì)于壓在邊線上的個(gè)體，原則上計(jì)一半邊線上的個(gè)體；如果是方形樣方，需要統(tǒng)計(jì)相鄰兩邊及其夾角上的個(gè)體，常見的是“計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右”(如圖所示，圖中實(shí)心圓就是要計(jì)數(shù)的個(gè)體)。(3)樣方數(shù)目的確定：樣方的多少與被調(diào)查地段的總面積呈正相關(guān)；一般來說，選取樣方越多，求得的種群密度越接近實(shí)際情況。(4)樣方大小的確定：一般來說，樣方大小與植株大小呈正相關(guān)，如喬木——100m2，灌木——9m2，草本——1m2，若樣方中被調(diào)查個(gè)體數(shù)較少，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大樣方面積；樣方形狀以正方形為宜。(5)常用的取樣方法：五點(diǎn)取樣法和等距取樣法。3．采用“標(biāo)記重捕法”的注意事項(xiàng)(1)確保標(biāo)記物和標(biāo)記方法對(duì)被調(diào)查動(dòng)物的壽命和行為不會(huì)產(chǎn)生影響。(2)標(biāo)記物不能過分醒目，且在調(diào)查期間不能消失。(3)標(biāo)記個(gè)體與未被標(biāo)記個(gè)體在重捕時(shí)被捕獲概率相同。(4)種群數(shù)量調(diào)查期間，兩次捕獲的間隔時(shí)間不能太長。1．(2021·山東省泰安市高二期中)如圖表示用樣方法進(jìn)行相關(guān)調(diào)查，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．用樣方法調(diào)查植物種群密度時(shí)，常用的取樣方法有五點(diǎn)取樣法和等距取樣法B．若圖甲表示一個(gè)樣方中某種植物的分布狀況，則計(jì)數(shù)值應(yīng)為8C．若圖乙表示某森林物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系，則調(diào)查該森林物種數(shù)時(shí)設(shè)定樣方面積最好為S1D．與雙子葉草本植物相比，樣方法更適用于調(diào)查單子葉草本植物的種群密度〖答案〗D〖解析〗調(diào)查植物種群密度常用樣方法，樣方法常用的取樣方法有五點(diǎn)取樣法和等距取樣法，都要遵循隨機(jī)取樣的原則，A正確；若圖甲表示一個(gè)樣方中某種植物的分布狀況，根據(jù)“計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右”的原則，圖中計(jì)數(shù)值應(yīng)該是8，B正確；圖乙中，隨樣方面積的增大，該森林物種數(shù)逐漸增多最后保持穩(wěn)定，樣方面積達(dá)到S1后，該森林物種數(shù)不再增加，因此調(diào)查該森林物種數(shù)時(shí)樣方面積最好是S1，C正確；單子葉草本植物通常是叢生或蔓生的，從地上部分難以辨別是一株還是多株，而雙子葉草本植物則容易辨別個(gè)體數(shù)目，所以樣方法更適用于調(diào)查雙子葉草本植物的種群密度，D錯(cuò)誤。2．農(nóng)業(yè)科技人員在對(duì)草原鼠害進(jìn)行調(diào)查時(shí)，隨機(jī)選定某區(qū)域，第一次放置了100個(gè)鼠籠，捕獲了60只鼠，標(biāo)記后放回原地，一段時(shí)間后在相同位置放置了100個(gè)鼠籠，捕獲了72只鼠，其中帶標(biāo)記的鼠有18只，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．調(diào)查草原鼠害時(shí)不宜采用樣方法B．該區(qū)域中鼠的種群數(shù)量約為240只C．若在兩次捕鼠期間發(fā)生草原大火，則統(tǒng)計(jì)結(jié)果很可能不準(zhǔn)確D．若鼠被捕一次后更難被捕捉，則該區(qū)域鼠的實(shí)際種群數(shù)量大于調(diào)查結(jié)果〖答案〗D〖解析〗草原鼠活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍廣，不宜用樣方法調(diào)查其種群密度，A正確；根據(jù)標(biāo)記重捕法的計(jì)算公式：eq\f(個(gè)體總數(shù)N,初次捕獲并標(biāo)記個(gè)體數(shù)M)＝eq\f(重捕到的個(gè)體總數(shù)n,重捕到的標(biāo)記個(gè)體數(shù)m)，即eq\f(N,60)＝eq\f(72,18)，解得N＝240，B正確；若在兩次捕鼠期間發(fā)生草原大火，可能導(dǎo)致鼠非正常死亡或者遷出，造成統(tǒng)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確，C正確；若鼠被捕一次后更難被捕捉，會(huì)導(dǎo)致重捕個(gè)體中被標(biāo)記的個(gè)體數(shù)偏小，根據(jù)計(jì)算公式可知，調(diào)查結(jié)果會(huì)大于實(shí)際值，D錯(cuò)誤。二、種群的其他數(shù)量特征及其關(guān)系1．出生率和死亡率(1)概念：單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生或死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。(2)與種群密度的關(guān)系出生率eq\o(→,\s\up7(＋))eq\x(種群密度)eq\o(,\s\up7(—))

死亡率2．遷入率和遷出率(1)概念：單位時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個(gè)體占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。(2)與種群密度的關(guān)系遷入率eq\o(→,\s\up7(＋))eq\x(種群密度)eq\o(,\s\up7(—))

遷出率3．年齡結(jié)構(gòu)(1)概念：一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。(2)類型種群特征出生率與死亡率種群密度變化趨勢(shì)類型幼年個(gè)體數(shù)大于成年、老年個(gè)體數(shù)出生率>死亡率增大增長型各年齡期個(gè)體數(shù)比例適中出生率≈死亡率穩(wěn)定穩(wěn)定型幼年個(gè)體數(shù)小于成年、老年個(gè)體數(shù)出生率<死亡率減小衰退型(3)意義：可預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化趨勢(shì)。4．性別比例(1)概念：種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。(2)應(yīng)用：利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個(gè)體→破壞種群正常的性別比例→降低害蟲種群密度。5．相互關(guān)系(1)出生率和死亡率、遷入率和遷出率直接決定種群密度。(2)年齡結(jié)構(gòu)影響出生率和死亡率，性別比例影響出生率，進(jìn)而影響種群密度。判斷正誤(1)出生率、死亡率及遷入率和遷出率都直接影響種群數(shù)量的變化()(2)城市人口的劇增，主要是遷入率大于遷出率造成的()(3)我國禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定，主要是為了維持我國正常的性別比例()(4)若出生率大于死亡率，則種群密度一定增大()〖答案〗(1)√(2)√(3)√(4)×探討點(diǎn)種群的數(shù)量特征1．種群最基本的數(shù)量特征是什么？〖提示〗種群密度。2．直接決定種群密度大小的數(shù)量特征有哪些？〖提示〗出生率、死亡率、遷入率和遷出率。3．利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個(gè)體，是如何導(dǎo)致該種害蟲的種群密度降低的？〖提示〗利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個(gè)體，改變了害蟲種群正常的性別比例，就會(huì)使很多雌性個(gè)體不能完成交配，降低了出生率，從而使該種害蟲的種群密度降低。4．年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？年齡結(jié)構(gòu)為衰退型的種群呢？〖提示〗不一定，這是因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆珱Q定于年齡結(jié)構(gòu)，還會(huì)受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響，此外種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。5．據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年～2013年的24年間，我國0～14歲少年兒童的人口占總?cè)丝诘谋壤?7.69%下降到16.41%；15～64歲人口的比例由66.74%上升到73.92%；65歲及以上老齡人口比例由5.57%上升到9.67%，這說明我國人口的年齡結(jié)構(gòu)發(fā)生了什么變化？〖提示〗這說明我國少年兒童的人口占比在減少，老年人口占比在增加，我們應(yīng)該關(guān)注我國人口的老齡化問題。6．下圖為種群數(shù)量特征間的相互關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖判斷各字母代表的含義。A．遷入率，B.出生率，C.性別比例，D.年齡結(jié)構(gòu)，E.遷出率，F(xiàn).死亡率。核心歸納種群的數(shù)量特征之間的關(guān)系(1)圖解(2)分析①種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，可反映種群在一定時(shí)期的數(shù)量，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：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。③年齡結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up7(影響))出生率和死亡率eq\o(→,\s\up7(決定))種群密度eq\o(→,\s\up7(預(yù)測(cè)))變化趨勢(shì)。④性別比例eq\o(→,\s\up7(影響))出生率eq\o(→,\s\up7(決定))種群密度。3．下列關(guān)于種群數(shù)量特征的敘述不正確的是()A．種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，不能反映種群的數(shù)量變化趨勢(shì)B．處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)中各生物的種群密度不會(huì)發(fā)生變化C．年齡結(jié)構(gòu)和性別比例影響種群密度的變化D．出生率和死亡率、遷入率和遷出率是種群密度變化的直接影響因素〖答案〗B〖解析〗處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)中各生物的種群密度也會(huì)發(fā)生變化，只不過是在一定范圍