第4章 种群和群落
4.1 种群的特征
一、教材分析
《种群的特征》这节内容是人教版必修三第四章第一节内容，是学生在前面刚学了稳态及其调节机制的基础上，进一步从宏观层次来分析生命系统的特征，而种群的特征又是后面学习生态系统的基础。通过具体生物现象与事例的列举、问题的设计用比较法进行出生率和死亡率、年龄结构、性比率、种群分布型和种群的存活曲线等特征的教学。通过分析与讨论，理解种群密度是种群最基本的数量特征，出生率和死亡率直接影响种群密度，年龄结构和性比率通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。本节内容最后老师不能忘记回归课本，通过设问：?对于蝗灾，采取相应措施时还需要注意哪些问题？（可提示学生蝗虫的分布有季节性、区域性）引出种群空间特征的三种形式和种群的存活曲线。本部分的有些内容侧重于阐述生态学的原理和规律，具有较强的理论性，教学中要把握好深广度。比如，对种群密度的估算方法，可结合实例进行分析，对抽样统计（样方法是其中的一种）有一个初步的感性认识，避免单纯讲述概念。
二、教学目标
1、列举种群的特征。 2、尝试用样方法调查种群密度。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 种群的特征。
[解决方法]
⑴首先让学生列举具体的事例，展开讨论，说明种群的概念。
⑵种群的特征主要表现为数量上的变化，教师结合生活、生产中的具体事例讲解。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 样方的选择和确定。
[解决方法]
⑴教师首先讲清楚选择样方的原则：随机取样、样本数量足够大、取样过程没有主观偏见等；取样的方法：五点取样法和等距取样法。
⑵完成探究活动。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
探究法。 教具准备： 模拟材料，探究材料。
六、学生活动
1、学生完成教材中探究活动的操作。
2、思考、分析、回答相关问题。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
[问题探讨]教师将事先准备好的50个红色圆形和50个绿色三角形随机排列的图案纸，发放给学生，先不告知学生图形和三角形的具体数目，提问：估算一下数量是多少？学生回答之，教师总结：估算是一种重要的科学方法，在科学研究的许多领域中都要运用；估算存在着误差，运用科学方法进行估算可以缩小误差，最大限度地保证得到的结果符合客观事实。怎样才能既简便又准确地获得统计数据呢？
一、调查种群密度的方法
学生阅读教材P60、62相关内容，设置下列问题：
1、举例说明什么是种群？
2、一个鱼塘中的全部鱼是一个种群吗？
3、一片森林中全部的蛇是一个种群吗？
4、什么是样方？
5、如何确定样方？要选取几个样方？
6、多取几个样方结果会不会准确些？
7、为什么要研究种群密度？
教师总结归纳：一个种群中有不同年龄的个体；一个种群中可能有外表不同的个体；种群是宏观、群体水平上研究生物的基本单位，种群不等于个体简单累加，种群内个体之间通过特定关系构成一个整体，表现出个体不具备的特征；个体生命有限，而种群一般不会因为个体的消失而消失；同一区域中往往生活着多个生物种群，不同的种群之间构成一个相互依赖，相互制约的群体；种群是物种存在的具体形式；种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。
常用的样方法：植物有五点取样法和等距取样法，动物常用标志重捕法（对于许多动物而言，由于它们活动能力强，活动范围大，不宜用样方法来调查它们的种群密度。举例计算。）
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。要知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。
二、出生率和死亡率
教师结合具体事例加以说明。
三、迁入率和迁出率
教师结合具体事例加以说明。
死亡或迁出对种群来说不一定是坏事，因为一些个体死亡或迁出了，在种群中留下空间让新一代个体更好地成长，这样的种群往往生活力更强。
四、年龄组成和性别比例
学生阅读教材P63相关内容，回答：
1、什么叫年龄结构？
2、种群年龄组成有哪些类型？各自的特点是什么？
3、什么叫性别比例？
4、大多数生物种群都倾向于使雌雄性别比率大约保持1：1，以人为例说明为什么会出现这一现象？
5、什么叫种群的空间特征？
教师总结：
类型
种群构成特点
发展趋势
增长型
幼年个体很多，老年个体很少
种群密度会越来越大
稳定型
各年龄期的个体数目比例适中
种群密度在一段时间内保持稳定
衰退型
老年个体很多，幼年个体很少
种群密度会越来越小
（三）总结
（四）作业布置
教材P63练习。
（五）板书设计
第4章 种群和群落
第1节 种群的特征
一、调查种群密度的方法
概念
1、种群 种群是物种存在和繁殖的基本单位，是生物进化的基本单位
空间特征
特征 数量特征
遗传特征
2、种群密度
⑴概念
⑵特点
样方法
⑶调查方法
标志重捕法
二、出生率和死亡率
1、出生率
2、死亡率
三、迁入率和迁出率
1、迁入率
2、迁出率
四、年龄组成和性别比例
1、年龄组成
（1）概念
（2）类型
类型
种群构成特点
发展趋势
增长型
幼年个体很多，老年个体很少
种群密度会越来越大
稳定型
各年龄期的个体数目比例适中
种群密度在一段时间内保持稳定
衰退型
老年个体很多，幼年个体很少
种群密度会越来越小
2、性别比例
（1）概念
雌雄相当
（2）类型 雌多于雄
雄多于雌
3、关系
第2课时
“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”是在原形示范和具体指导下，让学生完成尝试、模仿性的操作。应尽可能创造条件，让学生在真实的环境中，按照教材探究活动指导的要求动手操作。
1、提出问题
在着手调查之前，要明确调查的目的，确定探究的问题，带着问题进行调查。这就需要事先对调查区域有所了解。例如，调查区域的环境情况如何？有哪些生物种类？哪些因素影响区域内植物的生长和分布？等等。不做到这一点，就难以理解调查结果，也难以与其他的观察结果进行比较。一般需要了解的因素有：地理位置、环境类型、生物种类和分布情况、气候因素及其他与研究相关的细节，如人为因素、污染程度等。
只有通过认真的观察，才能真正发现有意义的问题，进而提出有研究价值的问题。
2、制订计划
本课题的计划主要是围绕着如何确定“样方”来制订，也即为了获取真正具有代表性样本的信息。有代表性样本的一般原则应该是：随机取样、样本数量足够大、取样过程没有主观偏见等。在自然环境下，生物的生长与分布往往是多种多样的，这就决定了取样的方式不能单一。
一般而言，取样需要考虑的是：样方的定位、样方的大小、样方的数量等问题。就均匀分布的情况而言，只要采取简单的随机取样方法即可，因为种群中每个个体都有相等的被选择机会；而对于其他的分布情况（如系统分布、分层分布、梯度分布等），采取简单的随机取样方法未必能获得有代表性的样本。为了避免简单随机取样方法的不足，可以采用分层随机取样法，即将区域分为若干亚区域，然后在亚区域上进行随机取样。
样方大小应视调查对象的大小和分布情况而定。显然，在森林中对某种树的调查与在草地上对某种草的调查的样方大小是不同的。一般而言，对于分布不规则的种群，多个小样方取样比少数大样方取样效果更好。
样方的数量越多，整体取样花费的时间、精力就越大。为了提高取样的效率，人们总结了一些系统取样的经验，如五点取样法和等距取样法，等等。
此外，制订计划还应当包括团队如何合作以提高工作效率。团队合作是开展本项活动的重要目的之一，在活动之前教师要强调团队合作的重要性；在活动过程中教师要留意各组团队合作的情况，对其计划性、协调性、有效性等作出评判。
3、实施计划
在实施调查的过程中，根据植物的分布和地形情况，做到简便、合理地选择样方并统计样方中的个体数量是本项活动的重点。为了便于学生在实地选择样方，教师可以事先将研究的调查区域绘制成平面图提供给学生，让他们先在平面图上定好样方，再根据既定的方案在实地确定样方。
在统计样方中个体数量时，遇到的问题之一是边缘效应，即如何处理样方边缘上的个体。一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计。
4、结论
统计好样方中个体数量后，求得样方种群密度的平均值，该平均值即为调查区域该种群密度的估计值。应结合调查区域的相关情况，对该估算值作出生物学的解释。
（三）总结
（四）作业布置
教材P85自我检测一4、三。
（五）板书设计
课件47张PPT。 ●高中生物课件（人教课标版） 万晓军生物工作室（安义中学） 第1节
种群的特征？B D1.种群的概念：
是指在一定自然区域内的同种生物的全部个体的总和。 概念的要点：①一定地域内，
②同种生物构成
③全部个体的总和。 种群研究的核心问题是种群数量的变化 牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保护草原，又能取得最好经济效益？ 怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生? 对于某水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用?种群特征种群有的但个体没有的特征。种群密度 出生率和死亡率迁入和迁出率 年龄组成和性别比例1.种群密度
（1）含义：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度；是种群最基本的数量特征
如：养鱼池中每立方米的水体中鲫鱼的数量、每平方千米农田面积内黑线姬鼠的数量等。
特点：不同物种的种群密度，在相同的环境条件下差异很大；同一物种的种群密度也不是固定不变的。如何计算种群的密度呢？种群密度的调查方法1、样方法----适用于植物或活动范围很小的动物。2、标志重捕法----主要适用于活动范围大的动物。如何估算一块100m2草地中蒲公英的数量?如何确定样方？要选取几个样方？怎样取样才能保证既科学又简单？ 常用方法：随机取样、样方数量足够大、取样过程没有主观偏见等。原则：五点取样法、等距取样法步骤3 计数
通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。估算一块100m2草地中蒲公英的数量N=11+13+12+14+12+10+13+17+11+1510=12.8N=13株／m2选取样方（1m2） 在统计样方中个体数量时，还要注意如何处理样方边缘上的个体。一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计。 调查一般的植物、活动能力弱的动物等（昆虫卵、蚜虫、跳蝻），都可以采用样方法样方法适用范围：如果一些动物活动性很强，活动范围大，还能用样方法吗？对于有趋光性的昆虫,可以用黑光灯诱捕的方法调查它们的密度动物种群密度的常用调查方法
---标志重捕法 ①在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体 ，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例，来估计种群密度。②使用范围：动物（活动能力强，活动范围大）捕捉不会对动物产生伤害不能过分醒目要能维持一定时间③步骤及注意事项④计算公式：假设某种群的总数为N ，第一次捕获标记的个体为M，第二次重捕的个体数为n，其中被标记的为m，则:=例、在调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获了42只，将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼，捕获了38只，其中有上次标记的个体12只。则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只？N＝（42×38）／12＝133只（1）物种的个体大小——个体大的物种密度低。
（2）生存资源的供给能力——生存资源丰富的地方种
群密度高。
（3）周期性变化——环境条件的周期性变化引起种群
密度周期性变化。如候鸟飞来时密度较高，飞走
后密度为零。蚊子密度夏天高，冬天低……
（4）外来干扰——如农田中洒农药后害虫因大量死亡
而密度很快下降……
（5）天敌数量的变化——如猫增多导致鼠密度下降；
青蛙增多导致害虫减少……
（6）偶然因素——如流行病、水灾、旱灾……4、影响种群密度的主要因素定义：
出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。
死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。出生率和死亡率例1、1983年，我国平均每千人生出18.62人，我国人口在这一年的出生率是多少？1.862%例2、某个有200个个体的种群，在一年中有40个个体死亡，这个种群的年死亡率是多少？20%（2）表达方式：通常以a％表示
（3）类型
出生率 > 死亡率 种群密度增加
出生率 = 死亡率 种群密度相对稳定
出生率 < 死亡率 种群密度降低
（4）意义：出生率和死亡率决定种群密度。1998年人口出生率和死亡率（单位：‰）计划生育是我国的基本国策 要控制人口过度增长,必须降低出生率1、总人口：1,321,290,000人1、总人口 1,147,995,898人 中国人口（2007年）印度人口(2007年)2、人口密度
（面积--959.70万Km2)2、人口密度
（面积--328.76万Km2）138人/ Km2333人/ Km23、出生率：12.10‰
4、死亡率：6.93‰
5、人口增长率：0.517% 3 、出生率: 22.22‰
4、死亡率: 6.4‰
5、人口增长率: 1.578%?联合国人口司05年公布了《世界人口展望》的报告。报告预测
在2025年，印度将取代中国成为世界上第一人口大国。 专家预测今后20年人口变化的依据是什么？三、迁入率和迁出率（1）概念：在单位时间内迁入（或迁出 ）的个体数目占该种群个体总数的比率。
（2）类型
迁入率 > 迁出率 种群密度增加
迁入率 = 迁出率 种群密度相对稳定
迁入率 < 迁出率 种群密度降低
（3）意义：迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义
迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小。三、迁入率和迁出率1.年龄组成
（1）概念：种群中各年龄期的个体所占比例。四、年龄组成和性别比例年龄的三个阶段：
幼年(尚无生殖能力)
成年(有生殖能力)
老年(丧失生殖能力)A增长型思考与讨论：1、图中A 、B、C三种年龄组成的种群，哪种类型的种群数量会越来越大？哪种类型的种群数量会越来越小？哪种类型的种群数量会在一段时间内保持稳定？为什么？
BC稳定型衰退型（2）类型：（一般分三种类型）①增长型：特点是幼年个体大量成长为成年产生后代，老年个体死亡的少，出生的比死亡的多，种群的个体数越来越多。出生率>死亡率老年成年幼年②稳定型：特点是各年龄期的个体数比例适中。在一定时期内出生的新个体数接近衰老死亡的个体数。种群中个体数目保持相对稳定。出生率＝死亡率老年成年幼年③衰退型：特点是老年期个体数目较多而幼年期的个体数目偏少。新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数。种群密度越来越小。出生率＜死亡率（3）年龄组成的意义：
可以预测种群密度的变化方向老年成年幼年2.性别比例
（1）概念：种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。 不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。 （2）类型：（一般分三种类型）
①雌雄相当型：特点是雌性和雄性个体数目大体相等。这种类型多见于高等物。②雌多雄少型：特点是雌性个体显著多于雄性个体。这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂、象海豹等。蜂群中几百只雄蜂，一只蜂王和几十万只工蜂都是雌蜂。③雌少雄多型：特点是雄性个体明显多于雌性个体。这种类型较为罕见。如家白蚁等营社会性生活的动物。蜜蜂若只考察有生殖能力的个体，也可看做雌少雄多型。 （3）性别比例的应用：控制虫害
利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别相比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。
（4）性别比例的意义：影响种群密度的变动。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空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。均匀分布随机分布集群分布种群密度决定种群个体数目变动的关系图评价反馈：1.下列各项中，属于种群的是( )
A.一个湖泊中的全部鱼群
Ｂ．一个湖泊中的全部藻类
Ｃ．校园中的全部树木
Ｄ．培养基上的大肠杆菌菌落D２．预测一个国家和地区的人口数量的发展趋势主要来自( )
A.居住人口不同年龄组成的比例
Ｂ.现有人口数量和密度
C.出生率、死亡率和迁移率
D.人口男女性别比例A3.决定种群数量变化的因素( )
A.性别比例
B.年龄组成
C.出生率和死亡率
D.迁入率和迁出率CD4.在对某种鼠的种群密度的调查中,第一次捕获并标志48只,第二次捕获25只,其中有标志鼠12只,则该种群的总数量为( )
A.46 B.25
C.12 D.100
D5.我国实行计划生育政策,提倡少生优生,从生态学的角度看,其目的主要是( )
A.控制出生率,降低种群密度
B.控制年龄组成,稳定种群密度
C.控制死亡率,降低种群密度
D.控制年龄组成,降低种群密度A6、下列因素能引起种群密度增大的有( )
A·种群中幼年个体增多 B·种群性别比例改变 C·环境中水热条件适宜 D·种群中幼年个体减少 E·环境中天敌增多 F·环境中阳光不足 G·寄生生物增多 H·寄生生物减少ACH7.下图表示种群年龄组成的一种类型。
（1）此图表示_______型的种群。
（2）该种群中_______个体多，______个体少。
（3）据统计，70年代初我国人口（种群）年龄组
成与此图大体相似，所以在这以后一段时间内的
发展趋势是____________________。为此，我们
要认真执行人口的______________政策。增长幼年年老不断增长计划生育
