高二生物人教版选择性必修二1.1 种群的数量特征 课件（36张ppt）

(共36张PPT)
选择性必修2《生物与环境》
目录 /CONTENTS
01
种群及其动态
02
群落及其演替
03
生态系统及其稳定性
04
人与环境
第1章 种群及其动态
威震山林也有衰亡时刻，群体共存才有生命长河。
从个体到种群，从种群到群落，无不揭示一个原理——，
“整体大于部分之和”！
知识回顾：种群的概念
练一练 下列属于种群的是（　　）
A．一块棉田中的害虫 B．两个池塘中的全部鲤鱼
C．一块朽木上的全部真菌 D．一片森林中的全部山毛榉
D
种群的概念：
生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体的集合。
一“全”：指全部个体。包括幼年、成年、老年（雌雄）二“单”：指基本单位。繁殖的单位，进化的单位。
三“同”：指同种、同时段、同区域。
[思考1]种群作为一个整体，具有个体层次上所没有的特征。有哪些特征是种群水平有而个体层次上没有的？
个体特征
年龄
性别
出生
死亡
……
种群特征
年龄结构
性别比例
出生率
死亡率
……
种群的数量特征
研究种群的数量特征及其变化规律是种群研究的核心内容
该种群的个体数量状况如何？
其数量将会怎样变化？
影响其数量变化的因素有哪些？
[思考2]为什么研究种群的数量特征及其变化规律是种群研究的核心内容？有什么意义？
第1节 种群的数量特征
【本节聚焦】
1.怎样估算种群密度？如何提高估算的准确性？
2.种群的数量特征有哪些？
3.如何根据种群的特征预测其未来的发展趋势？
问题探讨
2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹42只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体分别为21只和17只，未能判断性别的成体2只。
《选2》P2
[讨论1]调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？
弄清东北豹的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。
[讨论2]调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义？
东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率，从而影响种群数量的变化。
因此，研究种群的数量特征不仅是为了了解种群的数量现状，还是为了预测种群数量的发展趋势。
[思考3]对于种群来说，最基本的数量特征是什么？
种群密度
一、种群密度及其调查方法
[活动1]带着以下问题，阅读P2第2、3、4自然段及P3第1自然段，完成《金版》P1【课前预习】探究一。
1.种群密度的概念是什么？
2.如何表示种群密度？
3.调查种群密度的常用方法有哪些？
4.不同的调查方法适用的调查对象分别是什么？各调查方法是如何操作的
（一）种群密度的含义
种群密度是指__________________________中的个体数。是种群________________特征。
单位面积或单位体积
最基本的数量
（二）种群密度的表示方式
[思考4]是不是种群数量多，种群密度就大？
不是；因为种群密度强调的是单位面积或单位体积中的个体数。
（三）种群密度的调查方法
逐个计数法
分布范围较小，个体较大的个体。如柳树、珙桐等。
【重点突破1】调查方法的选择
[思考5]在多数情况下，使用逐个计算法调查种群密度可行吗？
比较困难。
多数情况需要采取估算的方法
[活动2]针对以下的情景，小组讨论分析应该具体采取哪种估算的方法调查种群密度。
情景1 夏天到了，住在乡村的小明家中的灯管总有许多黄色的小飞蛾飞来飞去。小明很好奇这种小飞蛾在家附近究竟有多少。
情景2 夏天到了，住在乡村的小明家门口的草坪长出了很多某种带有小黄花的植物。小明很好奇这种植物在草坪究竟有多少。
情景3 夏天到了，住在乡村的小明发现家里种的番薯地有好多老鼠。小明很好奇这种老鼠在自家番薯地究竟有多少。
黑光灯诱捕法
趋光性的昆虫
样方法
个体小的植物、昆虫的卵、活动能力弱范围小的动物
标记重捕法
活动能力强，活动范围大的动物
【小结】调查种群密度方法的选择
调查方法
生物特点
举例
分布范围较小、个体较大
具有趋光性的昆虫
个体小的植物、昆虫的卵或者活动能力弱的动物
活动范围大、活动能力强的动物
柳树、珙桐等
飞蛾等
蒲公英、昆虫卵、蚜虫、跳蝻等
麻雀、田鼠等
逐个计数法
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
估算法
练一练 下列有关调查动物种群密度方法的叙述,正确的是(　　)
A.草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查
B.对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查其种群密度
C.运用标记重捕法调查时,个体被捕捉的概率应相等，而不应受标记状况、年龄和性别的影响
D.对于农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵等常采用标记重捕法调查其种群密度
C
【重点突破2】样方法
（1）适用范围：一般适用于植物， 也可以用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物， 如作物植株上的蚜虫、跳蝻等。
注意：
当个体数量少，即便范围大也采用逐个计数法。
（2）概念（调查程序）
在被调查种群的分布范围内，_____选取_____个_____，通过计数___________________，求得_________________________，以____________________________作为该种群的种群密度估算值。
随机
若干
样方
每个样方的个体数
每个样方的种群密度
所有样方种群密度的平均值
[活动3]带着以下问题，阅读P5【探究.实践】《调查草地中某种双子叶植物的种群密度》，完成《金版》P7，掌握样方法的调查过程及相关注意事项。
1.用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度的步骤是什么？
2.取样的原则是什么？
3.样方多少会影响调查结果吗？
4.样方多大为宜？
5.常用的取样方法是什么？
6.计数原则是什么？
确定调查对象→选取样方→计数→计算
随机取样
会，数目根据调查总体面积而定。
样方大小随植物类型而定
乔木：100m2，灌木：16m2，草本：1m2
为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。
先算各样方种群密度，再求平均值
[思考6]为什么不选择单子叶植物作为调查对象？
单子叶植物常常是丛生或蔓生的，难以辨别是一株还是多株。
五点取样法
等距取样法
常用的取样方法
①五点取样法
方形地块
②等距取样法
狭长地块
计数原则
蒲公英——
其他植物——
[思考7]位于边界线上的个体如何计数？
边界上计一半
计数相邻两边及其夹角上的个体数量
一般“计上不计下，计左不计右”
样方内＋相邻两边及其夹角上
9
【实例】计数和计算
①
②
③
④
⑤
样方 株数 种群 密度 种群密度
（株/m2）
①
② ③ ④ ⑤ N =
3+7+7+2+5
5
= 4.8株/m2
结果
3
7
7
2
5
面积为100 m2 的草地的示意图，各样方的面积为1m2
3
7
7
2
5
练一练
1.某同学为了调查加拿大“一枝黄花”的种群密度，设计方案如下：（1）选取40cm×40cm为最佳样方面积。
（2）在该物种分布较密集的地方取5个样方。
（3）计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、 N3 、N4、 N5
?则将N3作为种群密度的估计值。
请指出以上设计步骤中的错误并加以改正_____________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
__________________________________________________________
2.植物种群密度的调查常用样方法，图示中黑点表示统计的个体，下列各图中有关取样的方法统计有误的是（ ）
①选取的样方面积不对
应取物种数量达到稳定的最小面积
②取样方法不对
应在草原中随机取样
③对种群密度值的估计方法不对
结果为各样方种群密度的平均值
D
【重点突破3】标记重捕法
（1）适用范围：活动范围大、活动能力强的动物。
（2）数学构建
M只
首次捕获
N只
放回原来的环境，充分混合
重捕
n只
（其中有m只带标记）
初次捕获并标记数(M)
个体总数(N)
重捕获的标记个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
【实例】在对某地区田鼠的调查中，调查范围为1hm2，第一次捕获并标记39只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只，这样可估算该地区田鼠种群个体总数为_______；种群密度为____________。（注意: 单位）
88.4只/hm2
88.4只
练一练 在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回；第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有鲫鱼的条数为多少？
初次捕获并标志数(M)
个体总数(N)
重捕获的标志个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
15
34
=
39
N
约386条
[思考8]在标记重捕法的过程中，有哪些情况会导致实验出现误差？具体会造成怎么样的实验误差？
（3）实验误差分析
a.若被标记个体变得更难捕捉，则估算值偏 ；
b.若被标记个体易被捕食，则估算值偏 ；
c.若被标记个体的标志脱落，则估算值偏 ；
d.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 ；
e.如果标记的个体因标记过于醒目，易被实验人员发现，则估算值偏 。
f.标记物影响被标记个体的活动，使其被再次捕获的机会增大，则估算值偏 。
N=
M
m
×n
大
大
大
小
小
小
（4）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
【补充】调查种群密度的其他方法
P5《生物科技进展》
【小结】种群密度的调查方法
[思考9]调查种群密度的应用有哪些？
①濒危动物保护
②农田杂草状况调查
③农林害虫的监测和预报
④渔业上捕捞强度的确定
种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势；要想知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。
【情景思考】为什么东北豹、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？
繁殖能力的差别是重要原因。
东北豹一般每年最多生一胎， 通常每胎产仔2～3只， 偶尔有产1只或4只的情况。幼豹2～3岁后性成熟。
而鼠一年可生数胎，每胎产多只鼠， 幼鼠当年即可性成熟。
一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。
二、出生率和死亡率
（一）概念
在_________内________(_____）的个体数占_______________的______即出生率(死亡率)。
单位时间
新产生
死亡
该种群个体总数
比值
【实例】截至2015年年末，我国大陆总人口约为13.7亿，2015年出生1655万人，这一年的出生率约为________________________，死亡人口为975万，死亡率约为___________________________。
（1655万/13.7亿）×100%
（975万/13.7亿）×100%
（二）出生率和死亡率与种群密度的关系
出生率＞死亡率，种群密度__________
出生率≈死亡率，种群密度__________
出生率＜死亡率，种群密度__________
增大
相对稳定
减小
人口增长率＝
出生率－死亡率
（三）研究出生率和死亡率的意义
出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度。
【情景思考】以下情景说明什么指标也会决定种群密度？
1.几十年前，我国东北地区广袤无边的森林里，生活着很多东北豹。随着人类在这片森林里采伐林木、垦荒种地、建设铁路，东北豹逐渐从这里迁出，几近消失。
2.近些年国家高度重视对东北虎、东北
豹等濒危动物的保护，采取了一系列有效
的措施，如全面禁猎，禁止商业性采伐林
木，建立自然保护区、国家公园等。随着
环境的大大改善，东北豹逐渐回归、迁入
我国东北地区。
三、迁入率和迁出率
（一）概念
在_________内______（_____）的个体数占________________的_____即迁入率（迁出率）。
单位时间
迁入
迁出
该种群个体总数
比值
（二）迁入率和迁出率与种群密度的关系
迁入率＞迁出率，种群密度__________
迁入率≈迁出率，种群密度__________
迁入率＜迁出率，种群密度__________
增大
相对稳定
减小
（三）研究迁入率和迁出率的意义
迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度。
如果研究一座城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。
四、年龄结构和性别比例
（一）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：
年龄特征
发展趋势
幼年个体多，老年个体少
出生率＞死亡率
种群密度增大
增长型
各年龄期个体数比例相当
出生率≈死亡率
种群密度相对稳定
稳定型
幼年个体少，老年个体多
出生率＜死亡率
种群密度减小
衰退型
3.年龄结构与种群密度的关系：年龄结构通过影响___________和 _________来影响种群密度；年龄结构是_______种群密度变化趋势的主要依据。
出生率
死亡率
预测
[思考10]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
不一定
这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
【情景思考】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？
这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老龄人口占比在增加。
我们应该关注我国人口的老龄化问题。
练一练 说出以下图示对应的年龄结构类型
A_________ B_________ C_________
D_________ E_________ F_________
增长型
稳定型
衰退型
衰退型
增长型
稳定型
（二）性别比例
1.概念：指种群中__________数目的比例。
雌雄个体
2.类型：
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
多见于营社会生活的昆虫
注意: 不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。
3.性别比例与种群密度的关系
性别比例通过影响_______，间接影响种群密度。
出生率
4. 研究性别比例的意义（在实践中的应用）
利用人工合成的_________（信息素）诱杀某种害虫的_____个体，________________________________，就会使很多雌性个体_____________，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
性引诱剂
雄性
改变了害虫种群正常的性别比例
不能完成交配
注意: 正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择形成的的性别比例，并不一定是雌雄相当型。
[思考11]为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？
降低了种群的出生率
[活动4]根据所学知识，阅读P4最后一自然段，建构种群各种数量特征之间的关系模型。
种群最基本的数量
特征：种群密度
出生率
直接决定
（+）
（-）
（+）
（-）
死亡率
迁入率
迁出率
预测
年龄结构
影响
性别比例
增长型
稳定型
衰退型
注意：除以上条件外，气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。
练一练 下列对种群特征概念图所作分析，错误的是( )
出生率
死亡率
性别比例
年龄组成
A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响③
B.增长型种群的数量增长是由于①＞②
C.预测种群数量变化的主要依据是④
D.我国计划生育政策的目的是通过降低②来控制人口过度增长
B
【拓展】种群的空间特征
组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征。
均匀分布型
随机分布型
集群分布型
瓢虫的空间分布
水稻的空间分布
某种杂草的空间分布
【小结】
练一练 P6【练习与应用】
一、概念检测
1.种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有关的表述是否正确。
（1）一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。（ ）
（2）调査青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。 （ ）
（3）种群密度与出生率成正比。（ ）
2.科技人员为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效果，随机选3块麦田，在每块田中做对照实验，施药60天后调查猪殃殃的密度。取样方法为每个处理随机取 5个样方，每个样方为1m2。调査结果为对照组411.75株/m2， 实验组35.00株/m2。下列分析正确的是（ ）
A.样方数量过少，面积适当
B.样方面积过小，数量适当
C.杂草株数应为整数，对照组数据有误
D.实验组数据可信，该除草剂施用效果显著
×
√
×
D
练一练 P6【练习与应用】
二、拓展应用
1.在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回；第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有鲫鱼_________条。
2.下图A、B分别为两个国家人口的年龄结构图，纵轴示年龄，横轴示各年龄段人口占总人口的百分比。据此图可判断，未来人口增长率高的国家是_________。
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B