1.1 种群的数量特征 学案 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2（含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1 种群的数量特征 学案 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 336.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-08 21:16:11 | ||
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文档简介
第1节 种群的数量特征
【学习目标】
1.基于对种群的数量特征的分析，理解各数量特征之间的关系，明确研究种群数量特征的意义，建立普遍联系的观念。(生命观念、科学思维)
2.进行“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”实验，培养对实验方案的设计与实施能力及对实验结果的分析与评价能力。(生命观念、科学思维、科学探究)
【自主预习】
一、种群和种群的数量特征
1.种群:在一定的空间范围内， 同种生物所有个体 形成的集合。
2.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、年龄结构和性别比例 。
二、种群密度及其调查方法
1.种群密度:指种群在 单位面积或单位体积 中的个体数。种群密度是种群 最基本 的数量特征。
2.种群密度的应用: 濒危 动物保护、农田杂草状况调查、 农林害虫 的监测和预报、 渔业 上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。
3.种群密度的调查方法
(1)逐个计数法:适用于 分布范围较小、个体较大 的种群。
(2)估算法
①样方法
a.适用范围:植物和活动范围 小 、活动能力 弱 的生物，如 昆虫卵、蚜虫、跳蝻 等。
b.操作步骤:随机选取若干个样方→计数每个样方内的 个体数 →求每个样方的 种群密度 →求所有样方种群密度的 平均值 。
c.取样原则: 随机取样 、样方数量和面积适当。
②标记重捕法
a.适用范围:活动能力 强 、活动范围 大 的生物，如鸟、狼等动物。
b.实施步骤:捕获一部分个体(记作M)，做上标记→放回原来的环境→一段时间后进行重捕(重捕个体总数记作n，其中带有标记的个体记作m)→估算种群个体总数(记作N)。计算公式为M/N= m/n 。
③黑光灯诱捕法:主要适用于有 趋光性 的昆虫的种群。
三、出生率和死亡率
1.出生率:在单位时间内 新产生 的个体数目占该种群个体总数的比值。
2.死亡率:在单位时间内 死亡 的个体数目占该种群个体总数的比值。
四、迁入率和迁出率
迁入率或迁出率:在单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的 比值 。
五、年龄结构和性别比例
1.年龄结构
(1)概念:一个种群中 各年龄期 的个体数目的比例。
(2)类型
提示 A—c—Ⅱ B—a—Ⅰ C—b—Ⅲ
2.性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例对种群密度也有一定的 影响 。
六、调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1.探究步骤:提出问题→制订计划→实施计划→结论→讨论。
2.样方的多少:依据被调查地段的 总面积 确定样方的多少。
3.样方的大小:一般以 1 m2 的正方形为宜。如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。
4.常用的取样方法: 五点取样法、等距取样法 。
【合作探究】
情境导入
材料一:豹是国家一级保护动物，20世纪后半叶，我国华北、西北等地野生豹数量急剧下降。近年来，随着人类活动的减少和森林植被的增加，野生豹种群在其传统栖息地逐渐恢复。在陕西子午岭的长期定位监测显示，该区域豹的种群密度达到每100平方公里2.4只，种群数量达到110只左右，这是迄今我国已知数量最大、密度最高的野生豹区域种群。
材料二: 东北虎豹国家公园是我国东北虎、东北豹种群数量最多、活动最频繁、最重要的定居和繁育区域，也是重要的野生动植物分布区和北半球温带区生物多样性最丰富的地区之一。其面积为 141 万公顷，其中吉林省占 68%，黑龙江省占 32%。目前大约有50只东北虎和60只东北豹，并有向周边地区扩散的迹象。2023年3月24日，在天桥岭林区拍摄到一只成年雌性东北虎及两只小虎，这是该林区首次拍摄到雌性野生东北虎影像。
问题探讨:
1.虎、豹作为食物链顶端捕食者，为什么会濒危呢？
提示 栖息地丧失和碎片化。
2.在东北虎豹国家公园中，东北虎、东北豹的种群密度分别是多少？
提示 0.35只/100平方公里。0.43只/100平方公里。
3.东北虎、东北豹的种群数量是逐个计数得出的还是估算得出的？如何统计农田中某种双子叶杂草和青蛙的种群密度？
提示 估算。样方法、标记重捕法。
任务1 认识种群的数量特征
活动1 认识种群的数量特征
1.如何理解种群的含义？以下属于种群的有哪几项？
①某池塘中的全部鱼 ②某菜市场的全部鲤鱼 ③某农田中的所有雌性青蛙 ④某湖泊中的全部鲤鱼
提示 要领:(1)两个要素:“同种”和“所有”。“同种”即同一物种，要求能相互交配和繁殖，产生可育后代，如某湖泊中的所有鲤鱼；“所有”包括各个年龄段的个体，有性别差异的生物包括雌雄个体。
(2)两个条件:“时间”和“空间”。种群具有一定的时间和空间限制，离开一定时间和空间的种群是不存在的。
(3)两个基本单位:种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物进化的基本单位。
这4项中属于种群的只有④。
2.2021年5月11日上午10时，国务院新闻办公室举行新闻发布会，介绍第七次全国人口普查主要数据结果并答记者问。下列摘录的会议内容中，不包含种群数量特征的是 。
A.全国人口共141 178万人，东部地区人口占39.93%。与2010年相比，东部地区人口所占比重上升2.15个百分点，其中人口迁入是一个重要因素
B.总人口性别比(以女性为100，男性对女性的比例)为105.07，略低于2010年；出生人口性别比为111.3，比2010年下降6.8
C.0~14岁人口占17.95%，15~59岁人口占63.35%，60岁及以上人口占18.70%，少儿人口比重回升，人口老龄化程度进一步加深
D.具有大学文化程度的人口为21 836万人，与2010年相比，每10万人中具有大学文化程度的由8930人上升为15 467人
提示 D
3.春节期间，深圳人口密度变化的主要因素是什么？
提示 迁入率和迁出率。
4.海洋孤岛上某动物种群密度变化的主要因素是什么？为什么？
提示 出生率和死亡率，因为对于海洋孤岛来说，可以忽略迁入和迁出带来的变化。
5.下图A、B和C分别代表哪种年龄结构？判断的依据是什么？还有其他哪些表示方法？
提示 (1)A幼年个体多，老年个体少，一般出生率>死亡率，种群数量逐渐增加，年龄结构属于增长型；B各年龄段个体数目比例适中，一般出生率和死亡率相当，种群数量相对稳定，年龄结构属于稳定型；C幼年个体少，老年个体多，一般出生率<死亡率，种群数量逐渐减小，年龄结构属于衰退型。
(2)①曲线图(如下图):图甲幼年个体多，老年个体少，一般出生率>死亡率，种群数量增加，年龄结构属于增长型；而图乙相反，年龄结构应为衰退型。
②柱形图(如下图):图A中幼年个体少，老年个体多，年龄结构为衰退型； 图B中幼年个体多，老年个体少，年龄结构为增长型；图C中各年龄段个体比例适中，年龄结构为稳定型。
③统计图(如下图):A国家各年龄段个体比例适中，年龄结构应为稳定型；B国家幼年个体多，老年个体少，年龄结构应为增长型。(注:图A、B为两个国家人口的年龄结构图，纵轴表示年龄，横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比)
6.性别比例与年龄结构在影响种群的数量变化方面有何异同？
提示 年龄结构可同时影响种群的出生率和死亡率，而性别比例只影响种群的出生率。
7.下图表示种群数量特征间的相互关系，图中A~F分别代表什么？
提示 A代表迁入率，B代表出生率，C代表性别比例，D代表年龄结构，E代表迁出率，F代表死亡率。
认知生成
1.种群数量不等于种群密度，种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数。
种群密度=
强调“单位面积或单位体积”，种群数量多，种群密度不一定大。
2.决定种群密度变化的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。当出生率高于死亡率，迁入率高于迁出率时，种群密度增大；反之，种群密度减小。
3.影响种群密度变化的间接因素:年龄结构和性别比例。年龄结构可通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度，而性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的，与死亡率无关。
4.预测种群数量变化趋势的依据:年龄结构。但这种趋势不一定能实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等因素的变化。
例1 (2022·浙江卷)经调查统计，某物种群体的年龄结构如图所示。下列分析合理的是( )。
A.因年龄结构异常不能构成种群
B.可能是处于增长状态的某昆虫种群
C.可能是处于增长状态的某果树种群
D.可能是受到性引诱剂诱杀后的种群
【答案】B
【解析】种群是在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合，年龄结构是种群的数量特征之一，即使年龄结构异常也能构成种群，A不合理；据图可知，该群体幼年(生殖前期)个体数相对较多，老年(生殖后期)个体数相对较少，其年龄结构为增长型，故该群体可能是处于增长状态的某昆虫种群，B合理；纵坐标是周龄，而果树大多是多年生木本植物，且果树一般是两性花植物，无雌性和雄性之分，C不合理；性引诱剂会诱杀生殖期的雄性个体，而题图中处于生殖期的雄性个体较多，因此该群体不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群，D不合理。
对点练1 (改编)下图是种群数量特征的概念图，下列相关叙述正确的是( )。
A.种群都具有a、b、c以及出生率、死亡率等数量特征
B.用性引诱剂灭杀雄蝗虫会改变蝗虫种群的特征b
C.根据图中的特征c可以预测种群数量的变化趋势
D.春节期间某地人口密度变化主要与迁入率和迁出率有关
【答案】D
【解析】性别比例影响出生率，而年龄结构影响出生率和死亡率，故a是性别比例，b是年龄结构，c是种群密度。并非所有的生物种群都具有性别比例，只有雌雄异体的生物种群才具有性别比例，A错误；用性引诱剂灭杀雄蝗虫会改变蝗虫种群的性别比例(a)，进而影响出生率，B错误；根据年龄结构(b)可以预测种群数量的变化趋势，根据种群密度(c)并不能预测种群数量的变化趋势，C错误；春节期间人口流动大，某地人口密度变化主要与迁入率和迁出率有关，D正确。
素能提升 运用种群的数量特征对社会实际作出合理解释，培养社会责任素养(科学解释能力)
1.2003年，我国颁布法律，禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠，请简要说明这一规定的意义。
提示 受传统观念的影响，非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠可能导致新生儿中女婴数量减少。禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠，可防止我国人口性别比例被破坏。若性别比例被破坏，人口出生率将受到影响，进而影响人口年龄结构，最终甚至影响社会的稳定和发展。
2.第七次全国人口普查数据显示，我国60岁及以上人口已达2.64亿，占总人口的18.70%，我国人口老龄化程度进一步加深。请从种群数量特征等生物学角度分析，我国人口老龄化进程加快的原因是什么？请针对我国老龄化现象给社会带来沉重的负担这一情况，提出相应的对策。
提示 我国人口老龄化进程加快的原因主要有人口生育率降低导致出生率下降，平均寿命提高导致死亡率下降等。老龄化社会中，除了提倡生育之外，还应重视提高国民素质，提高生产力，完善社会服务和保障体系等。
3.由于人类采伐林木，建设铁路等，某地区东北豹几近消失，随后全面禁猎、建立自然保护区等措施的实施又使该地区东北豹的种群密度增加，请从种群数量特征的角度对此进行分析。
提示 人类活动破坏环境，使东北豹迁出率、死亡率增加，种群密度减小；环境改善使东北豹迁入率增加，死亡率减少，种群密度增加。
例2 (2023·安康开学考)2021年5月11日，国家统计局公布了第七次全国人口普查主要数据。数据显示，全国人口共141 178万人，2010—2020年年平均增长率为0.53%，比2000年到2010年(第六次人口普查)的年平均增长率下降0.04个百分点；总人口性别比(以女性为100，男性对女性的比例)为105.07，出生人口性别比为111.3，较2010年下降6.8；与2010年相比，0至14岁、15至59岁、60岁及以上人口的比重分别上升1.35个百分点、下降6.79个百分点、上升5.44个百分点。下列叙述正确的是( )。
A.上述数据是通过科学的抽样调查所得的，可有效判断我国人口种群特征
B.较第六次人口普查，我国性别比例进一步失衡，应严禁胎儿的性别鉴定
C.较第六次人口普查，我国0至14岁人口比重上升，老龄化程度将有所缓解
D.根据上述数据可知，我国人口增长率在降低，人口总数可能在未来出现峰值
【答案】D
【解析】题述数据是普查结果，不是抽查的结果，A错误；根据题意，我国出生人口性别比例较2010年下降，说明性别比例失调有所缓解，B错误；根据题干信息“与2010年相比，0至14岁、15至59岁、60岁及以上人口的比重分别上升1.35个百分点、下降6.79个百分点、上升5.44个百分点”可知，我国老龄化程度加剧，C错误。
对点练2 (2023·重庆月考)岛屿由于与大陆隔离而成为研究生态学问题的天然实验室。“麦克阿瑟平衡说”认为岛屿上的物种数取决于物种迁入和灭亡的动态平衡。图中曲线表示面积大小不同和距离大陆远近不同的岛屿上物种的迁入率或灭亡率，S1、S2、S3和S4表示迁入率和灭亡率曲线交叉点对应的平衡物种数，即该岛上预测的物种数。下列有关叙述错误的是( )。
A.物种数相同情况下，远而小的岛物种迁入率最低
B.物种数相同情况下，大岛上的物种灭亡率低于小岛
C.面积相同时，距离大陆越近，预测岛上的物种数越少
D.距离大陆远近相同的岛屿，面积越小，预测岛上的物种数越少
【答案】C
【解析】题图横坐标表示物种数，纵坐标表示迁入率或灭亡率，物种数相同的情况下，迁入率的大小关系为近大岛>近小岛>远大岛>远小岛，A正确；物种数相同的情况下，物种灭亡率的大小关系为小岛>大岛，B正确；面积相同时，距离大陆越近的岛上，迁入率和灭亡率曲线的交叉点对应的数值越大，预测岛上的物种数越多，C错误；距离大陆远近相同的岛屿，面积越小，迁入率和灭亡率曲线的交叉点对应的数值越小，预测岛上的物种数越少，D正确。
任务2 掌握调查种群密度的方法
活动2 掌握样方法和标记重捕法
1.哪些生物的种群密度调查适合用样方法？样方法的基本过程有哪些？
提示 样方法适合用于调查植物的种群密度，也可用于调查农田中某种昆虫卵的密度以及某些活动能力较弱、活动范围较小的动物(如蚜虫、跳蝻等)的种群密度。样方法的基本过程:随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
2.利用样方法调查种群密度时取样的关键是什么？人为选择密度较大或较小的地点取样，会给调查结果带来怎样的影响？
提示 关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。人为选择密度较大或较小的地点取样，会导致结果误差较大。
3.常用的取样方法有哪些？选择的依据是什么？
提示 常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。对于方形地块采取五点取样法，对于条形地块采取等距取样法。
4.下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果:
样方 N1 N2 N3 N4 N5
种群密度/(株·m-2) 8 7 8 X 9
每个样方的面积为1 m2，其中，第四个样方中该植物分布情况如下图所示:
该样方的种群密度是多少？该植物的种群密度是多少？
提示 依据计相邻两边及其夹角上的个体数时的原则“计上不计下，计左不计右”，该样方的种群密度为8株·m-2。该植物的种群密度=(8+7+8+8+9)/5=8株·m-2。
5.标记重捕法是以局部推测整体的一种经典方法，哪些生物的种群密度调查适合用标记重捕法？其方法步骤是怎样的？如何依据调查数据进行计算？
提示 标记重捕法适合用于调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度。方法步骤:捕获→标记、放回→重捕→计算。计算公式:种群个体总数(N)/初次捕获并标记数(M)=重捕的个体总数(n)/重捕的标记个体数(m)。
认知生成
1.比较样方法和标记重捕法
项目 样方法 标记重捕法
调查 对象 植物和活动能力弱、 活动范围小的动物 活动能力强、 活动范围大的动物
调查 程序 确定调查对象 计数 计算种群密度 (取平均值) 确定调查对象 (个体总数为N) 捕获并标记 (数量为M) 重捕、
计数 计算种群密度 (=)
注意 事项 ①随机取样；②样方大小和数量适宜；③宜选择双子叶植物 ①调查时没有迁入和迁出；②标记物应不易脱落且不能过于醒目
2.样方计数原则:同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，如图甲、乙。(注:图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)
例3 (不定选)下列关于种群密度调查的叙述，正确的是( )。
A.样方法只能用来调查植物的种群密度
B.可以采用逐个计数法调查长白山东北豹的种群密度
C.带有标记的个体被再次捕获的概率降低会导致最终的统计结果偏大
D.用样方法调查植物的种群密度时，样方面积取1 m2大小最合适
【答案】BC
【解析】对于蚜虫等活动能力弱的动物，可以采用样方法调查其种群密度，A错误；调查分布范围小、个体较大且种群数量较少的种群的密度时，可以采用逐个计数法，B正确；采用标记重捕法调查种群密度时，根据公式N=nM/m可知，若带有标记的个体被再次捕获的概率降低，最终的统计结果会偏大，C正确；用样方法调查植物种群密度时，样方的面积与被调查植物的种类有关，不一定取1 m2，如调查灌木和乔木的种群密度时，应该扩大样方的面积，D错误。
技巧归纳 统计“误差”成因分析
1.标记重捕法误差成因——主要取决于重捕中标记个体数偏大或偏小
据公式N总=初次捕获并标记数(M)×重捕个体数(n)÷重捕中标记个体数(m)可推知误差类型为:
(1)m偏大导致N总偏小，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获。
(2)m偏小导致N总偏大
①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
②标记物影响被标记个体的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
③标记物易脱落，从而导致可计数的m变小。
④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
2.样方法误差成因
(1)未做到随机取样，在种群密度过大或过小处取样。
(2)调查时掺入了主观因素。
(3)未求平均值。
(4)计数时未计算相邻两边及其夹角个体，或将四边及四角个体均计入。
对点练3 (2022·山东卷)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为( )。
A.2×104条 B.4×104条
C.6×104条 D.8×104条
【答案】A
【解析】假设该种群总数为x，则有1000/x=950/(x-1000)，求出x=2×104，即该鱼塘中鱼的初始数量约为2×104条，A符合题意。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。 (√) 2.种群密度能反映种群在一定时期内的数量及其变化趋势。 (×) 3.调查分布范围小、个体较大的种群的密度时，可以逐个计数。 (√) 4.繁殖能力强的种群一般出生率高，种群增长快。 (√) 5.所有生物的种群都具有性别比例，且存在个体迁入和迁出的现象。 (×) 6.可以通过改变害虫种群正常的性别比例来降低其种群密度。 (√) 7.单子叶植物比双子叶植物更易于辨别个体数目。 (×) 8.如果调查的样方中种群个体数较少，可以适当扩大样方面积。 (√)
2
【学习目标】
1.基于对种群的数量特征的分析，理解各数量特征之间的关系，明确研究种群数量特征的意义，建立普遍联系的观念。(生命观念、科学思维)
2.进行“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”实验，培养对实验方案的设计与实施能力及对实验结果的分析与评价能力。(生命观念、科学思维、科学探究)
【自主预习】
一、种群和种群的数量特征
1.种群:在一定的空间范围内， 同种生物所有个体 形成的集合。
2.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、年龄结构和性别比例 。
二、种群密度及其调查方法
1.种群密度:指种群在 单位面积或单位体积 中的个体数。种群密度是种群 最基本 的数量特征。
2.种群密度的应用: 濒危 动物保护、农田杂草状况调查、 农林害虫 的监测和预报、 渔业 上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。
3.种群密度的调查方法
(1)逐个计数法:适用于 分布范围较小、个体较大 的种群。
(2)估算法
①样方法
a.适用范围:植物和活动范围 小 、活动能力 弱 的生物，如 昆虫卵、蚜虫、跳蝻 等。
b.操作步骤:随机选取若干个样方→计数每个样方内的 个体数 →求每个样方的 种群密度 →求所有样方种群密度的 平均值 。
c.取样原则: 随机取样 、样方数量和面积适当。
②标记重捕法
a.适用范围:活动能力 强 、活动范围 大 的生物，如鸟、狼等动物。
b.实施步骤:捕获一部分个体(记作M)，做上标记→放回原来的环境→一段时间后进行重捕(重捕个体总数记作n，其中带有标记的个体记作m)→估算种群个体总数(记作N)。计算公式为M/N= m/n 。
③黑光灯诱捕法:主要适用于有 趋光性 的昆虫的种群。
三、出生率和死亡率
1.出生率:在单位时间内 新产生 的个体数目占该种群个体总数的比值。
2.死亡率:在单位时间内 死亡 的个体数目占该种群个体总数的比值。
四、迁入率和迁出率
迁入率或迁出率:在单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的 比值 。
五、年龄结构和性别比例
1.年龄结构
(1)概念:一个种群中 各年龄期 的个体数目的比例。
(2)类型
提示 A—c—Ⅱ B—a—Ⅰ C—b—Ⅲ
2.性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例对种群密度也有一定的 影响 。
六、调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1.探究步骤:提出问题→制订计划→实施计划→结论→讨论。
2.样方的多少:依据被调查地段的 总面积 确定样方的多少。
3.样方的大小:一般以 1 m2 的正方形为宜。如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。
4.常用的取样方法: 五点取样法、等距取样法 。
【合作探究】
情境导入
材料一:豹是国家一级保护动物，20世纪后半叶，我国华北、西北等地野生豹数量急剧下降。近年来，随着人类活动的减少和森林植被的增加，野生豹种群在其传统栖息地逐渐恢复。在陕西子午岭的长期定位监测显示，该区域豹的种群密度达到每100平方公里2.4只，种群数量达到110只左右，这是迄今我国已知数量最大、密度最高的野生豹区域种群。
材料二: 东北虎豹国家公园是我国东北虎、东北豹种群数量最多、活动最频繁、最重要的定居和繁育区域，也是重要的野生动植物分布区和北半球温带区生物多样性最丰富的地区之一。其面积为 141 万公顷，其中吉林省占 68%，黑龙江省占 32%。目前大约有50只东北虎和60只东北豹，并有向周边地区扩散的迹象。2023年3月24日，在天桥岭林区拍摄到一只成年雌性东北虎及两只小虎，这是该林区首次拍摄到雌性野生东北虎影像。
问题探讨:
1.虎、豹作为食物链顶端捕食者，为什么会濒危呢？
提示 栖息地丧失和碎片化。
2.在东北虎豹国家公园中，东北虎、东北豹的种群密度分别是多少？
提示 0.35只/100平方公里。0.43只/100平方公里。
3.东北虎、东北豹的种群数量是逐个计数得出的还是估算得出的？如何统计农田中某种双子叶杂草和青蛙的种群密度？
提示 估算。样方法、标记重捕法。
任务1 认识种群的数量特征
活动1 认识种群的数量特征
1.如何理解种群的含义？以下属于种群的有哪几项？
①某池塘中的全部鱼 ②某菜市场的全部鲤鱼 ③某农田中的所有雌性青蛙 ④某湖泊中的全部鲤鱼
提示 要领:(1)两个要素:“同种”和“所有”。“同种”即同一物种，要求能相互交配和繁殖，产生可育后代，如某湖泊中的所有鲤鱼；“所有”包括各个年龄段的个体，有性别差异的生物包括雌雄个体。
(2)两个条件:“时间”和“空间”。种群具有一定的时间和空间限制，离开一定时间和空间的种群是不存在的。
(3)两个基本单位:种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物进化的基本单位。
这4项中属于种群的只有④。
2.2021年5月11日上午10时，国务院新闻办公室举行新闻发布会，介绍第七次全国人口普查主要数据结果并答记者问。下列摘录的会议内容中，不包含种群数量特征的是 。
A.全国人口共141 178万人，东部地区人口占39.93%。与2010年相比，东部地区人口所占比重上升2.15个百分点，其中人口迁入是一个重要因素
B.总人口性别比(以女性为100，男性对女性的比例)为105.07，略低于2010年；出生人口性别比为111.3，比2010年下降6.8
C.0~14岁人口占17.95%，15~59岁人口占63.35%，60岁及以上人口占18.70%，少儿人口比重回升，人口老龄化程度进一步加深
D.具有大学文化程度的人口为21 836万人，与2010年相比，每10万人中具有大学文化程度的由8930人上升为15 467人
提示 D
3.春节期间，深圳人口密度变化的主要因素是什么？
提示 迁入率和迁出率。
4.海洋孤岛上某动物种群密度变化的主要因素是什么？为什么？
提示 出生率和死亡率，因为对于海洋孤岛来说，可以忽略迁入和迁出带来的变化。
5.下图A、B和C分别代表哪种年龄结构？判断的依据是什么？还有其他哪些表示方法？
提示 (1)A幼年个体多，老年个体少，一般出生率>死亡率，种群数量逐渐增加，年龄结构属于增长型；B各年龄段个体数目比例适中，一般出生率和死亡率相当，种群数量相对稳定，年龄结构属于稳定型；C幼年个体少，老年个体多，一般出生率<死亡率，种群数量逐渐减小，年龄结构属于衰退型。
(2)①曲线图(如下图):图甲幼年个体多，老年个体少，一般出生率>死亡率，种群数量增加，年龄结构属于增长型；而图乙相反，年龄结构应为衰退型。
②柱形图(如下图):图A中幼年个体少，老年个体多，年龄结构为衰退型； 图B中幼年个体多，老年个体少，年龄结构为增长型；图C中各年龄段个体比例适中，年龄结构为稳定型。
③统计图(如下图):A国家各年龄段个体比例适中，年龄结构应为稳定型；B国家幼年个体多，老年个体少，年龄结构应为增长型。(注:图A、B为两个国家人口的年龄结构图，纵轴表示年龄，横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比)
6.性别比例与年龄结构在影响种群的数量变化方面有何异同？
提示 年龄结构可同时影响种群的出生率和死亡率，而性别比例只影响种群的出生率。
7.下图表示种群数量特征间的相互关系，图中A~F分别代表什么？
提示 A代表迁入率，B代表出生率，C代表性别比例，D代表年龄结构，E代表迁出率，F代表死亡率。
认知生成
1.种群数量不等于种群密度，种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数。
种群密度=
强调“单位面积或单位体积”，种群数量多，种群密度不一定大。
2.决定种群密度变化的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。当出生率高于死亡率，迁入率高于迁出率时，种群密度增大；反之，种群密度减小。
3.影响种群密度变化的间接因素:年龄结构和性别比例。年龄结构可通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度，而性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的，与死亡率无关。
4.预测种群数量变化趋势的依据:年龄结构。但这种趋势不一定能实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等因素的变化。
例1 (2022·浙江卷)经调查统计，某物种群体的年龄结构如图所示。下列分析合理的是( )。
A.因年龄结构异常不能构成种群
B.可能是处于增长状态的某昆虫种群
C.可能是处于增长状态的某果树种群
D.可能是受到性引诱剂诱杀后的种群
【答案】B
【解析】种群是在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合，年龄结构是种群的数量特征之一，即使年龄结构异常也能构成种群，A不合理；据图可知，该群体幼年(生殖前期)个体数相对较多，老年(生殖后期)个体数相对较少，其年龄结构为增长型，故该群体可能是处于增长状态的某昆虫种群，B合理；纵坐标是周龄，而果树大多是多年生木本植物，且果树一般是两性花植物，无雌性和雄性之分，C不合理；性引诱剂会诱杀生殖期的雄性个体，而题图中处于生殖期的雄性个体较多，因此该群体不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群，D不合理。
对点练1 (改编)下图是种群数量特征的概念图，下列相关叙述正确的是( )。
A.种群都具有a、b、c以及出生率、死亡率等数量特征
B.用性引诱剂灭杀雄蝗虫会改变蝗虫种群的特征b
C.根据图中的特征c可以预测种群数量的变化趋势
D.春节期间某地人口密度变化主要与迁入率和迁出率有关
【答案】D
【解析】性别比例影响出生率，而年龄结构影响出生率和死亡率，故a是性别比例，b是年龄结构，c是种群密度。并非所有的生物种群都具有性别比例，只有雌雄异体的生物种群才具有性别比例，A错误；用性引诱剂灭杀雄蝗虫会改变蝗虫种群的性别比例(a)，进而影响出生率，B错误；根据年龄结构(b)可以预测种群数量的变化趋势，根据种群密度(c)并不能预测种群数量的变化趋势，C错误；春节期间人口流动大，某地人口密度变化主要与迁入率和迁出率有关，D正确。
素能提升 运用种群的数量特征对社会实际作出合理解释，培养社会责任素养(科学解释能力)
1.2003年，我国颁布法律，禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠，请简要说明这一规定的意义。
提示 受传统观念的影响，非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠可能导致新生儿中女婴数量减少。禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别的人工终止妊娠，可防止我国人口性别比例被破坏。若性别比例被破坏，人口出生率将受到影响，进而影响人口年龄结构，最终甚至影响社会的稳定和发展。
2.第七次全国人口普查数据显示，我国60岁及以上人口已达2.64亿，占总人口的18.70%，我国人口老龄化程度进一步加深。请从种群数量特征等生物学角度分析，我国人口老龄化进程加快的原因是什么？请针对我国老龄化现象给社会带来沉重的负担这一情况，提出相应的对策。
提示 我国人口老龄化进程加快的原因主要有人口生育率降低导致出生率下降，平均寿命提高导致死亡率下降等。老龄化社会中，除了提倡生育之外，还应重视提高国民素质，提高生产力，完善社会服务和保障体系等。
3.由于人类采伐林木，建设铁路等，某地区东北豹几近消失，随后全面禁猎、建立自然保护区等措施的实施又使该地区东北豹的种群密度增加，请从种群数量特征的角度对此进行分析。
提示 人类活动破坏环境，使东北豹迁出率、死亡率增加，种群密度减小；环境改善使东北豹迁入率增加，死亡率减少，种群密度增加。
例2 (2023·安康开学考)2021年5月11日，国家统计局公布了第七次全国人口普查主要数据。数据显示，全国人口共141 178万人，2010—2020年年平均增长率为0.53%，比2000年到2010年(第六次人口普查)的年平均增长率下降0.04个百分点；总人口性别比(以女性为100，男性对女性的比例)为105.07，出生人口性别比为111.3，较2010年下降6.8；与2010年相比，0至14岁、15至59岁、60岁及以上人口的比重分别上升1.35个百分点、下降6.79个百分点、上升5.44个百分点。下列叙述正确的是( )。
A.上述数据是通过科学的抽样调查所得的，可有效判断我国人口种群特征
B.较第六次人口普查，我国性别比例进一步失衡，应严禁胎儿的性别鉴定
C.较第六次人口普查，我国0至14岁人口比重上升，老龄化程度将有所缓解
D.根据上述数据可知，我国人口增长率在降低，人口总数可能在未来出现峰值
【答案】D
【解析】题述数据是普查结果，不是抽查的结果，A错误；根据题意，我国出生人口性别比例较2010年下降，说明性别比例失调有所缓解，B错误；根据题干信息“与2010年相比，0至14岁、15至59岁、60岁及以上人口的比重分别上升1.35个百分点、下降6.79个百分点、上升5.44个百分点”可知，我国老龄化程度加剧，C错误。
对点练2 (2023·重庆月考)岛屿由于与大陆隔离而成为研究生态学问题的天然实验室。“麦克阿瑟平衡说”认为岛屿上的物种数取决于物种迁入和灭亡的动态平衡。图中曲线表示面积大小不同和距离大陆远近不同的岛屿上物种的迁入率或灭亡率，S1、S2、S3和S4表示迁入率和灭亡率曲线交叉点对应的平衡物种数，即该岛上预测的物种数。下列有关叙述错误的是( )。
A.物种数相同情况下，远而小的岛物种迁入率最低
B.物种数相同情况下，大岛上的物种灭亡率低于小岛
C.面积相同时，距离大陆越近，预测岛上的物种数越少
D.距离大陆远近相同的岛屿，面积越小，预测岛上的物种数越少
【答案】C
【解析】题图横坐标表示物种数，纵坐标表示迁入率或灭亡率，物种数相同的情况下，迁入率的大小关系为近大岛>近小岛>远大岛>远小岛，A正确；物种数相同的情况下，物种灭亡率的大小关系为小岛>大岛，B正确；面积相同时，距离大陆越近的岛上，迁入率和灭亡率曲线的交叉点对应的数值越大，预测岛上的物种数越多，C错误；距离大陆远近相同的岛屿，面积越小，迁入率和灭亡率曲线的交叉点对应的数值越小，预测岛上的物种数越少，D正确。
任务2 掌握调查种群密度的方法
活动2 掌握样方法和标记重捕法
1.哪些生物的种群密度调查适合用样方法？样方法的基本过程有哪些？
提示 样方法适合用于调查植物的种群密度，也可用于调查农田中某种昆虫卵的密度以及某些活动能力较弱、活动范围较小的动物(如蚜虫、跳蝻等)的种群密度。样方法的基本过程:随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
2.利用样方法调查种群密度时取样的关键是什么？人为选择密度较大或较小的地点取样，会给调查结果带来怎样的影响？
提示 关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。人为选择密度较大或较小的地点取样，会导致结果误差较大。
3.常用的取样方法有哪些？选择的依据是什么？
提示 常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。对于方形地块采取五点取样法，对于条形地块采取等距取样法。
4.下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果:
样方 N1 N2 N3 N4 N5
种群密度/(株·m-2) 8 7 8 X 9
每个样方的面积为1 m2，其中，第四个样方中该植物分布情况如下图所示:
该样方的种群密度是多少？该植物的种群密度是多少？
提示 依据计相邻两边及其夹角上的个体数时的原则“计上不计下，计左不计右”，该样方的种群密度为8株·m-2。该植物的种群密度=(8+7+8+8+9)/5=8株·m-2。
5.标记重捕法是以局部推测整体的一种经典方法，哪些生物的种群密度调查适合用标记重捕法？其方法步骤是怎样的？如何依据调查数据进行计算？
提示 标记重捕法适合用于调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度。方法步骤:捕获→标记、放回→重捕→计算。计算公式:种群个体总数(N)/初次捕获并标记数(M)=重捕的个体总数(n)/重捕的标记个体数(m)。
认知生成
1.比较样方法和标记重捕法
项目 样方法 标记重捕法
调查 对象 植物和活动能力弱、 活动范围小的动物 活动能力强、 活动范围大的动物
调查 程序 确定调查对象 计数 计算种群密度 (取平均值) 确定调查对象 (个体总数为N) 捕获并标记 (数量为M) 重捕、
计数 计算种群密度 (=)
注意 事项 ①随机取样；②样方大小和数量适宜；③宜选择双子叶植物 ①调查时没有迁入和迁出；②标记物应不易脱落且不能过于醒目
2.样方计数原则:同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，如图甲、乙。(注:图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)
例3 (不定选)下列关于种群密度调查的叙述，正确的是( )。
A.样方法只能用来调查植物的种群密度
B.可以采用逐个计数法调查长白山东北豹的种群密度
C.带有标记的个体被再次捕获的概率降低会导致最终的统计结果偏大
D.用样方法调查植物的种群密度时，样方面积取1 m2大小最合适
【答案】BC
【解析】对于蚜虫等活动能力弱的动物，可以采用样方法调查其种群密度，A错误；调查分布范围小、个体较大且种群数量较少的种群的密度时，可以采用逐个计数法，B正确；采用标记重捕法调查种群密度时，根据公式N=nM/m可知，若带有标记的个体被再次捕获的概率降低，最终的统计结果会偏大，C正确；用样方法调查植物种群密度时，样方的面积与被调查植物的种类有关，不一定取1 m2，如调查灌木和乔木的种群密度时，应该扩大样方的面积，D错误。
技巧归纳 统计“误差”成因分析
1.标记重捕法误差成因——主要取决于重捕中标记个体数偏大或偏小
据公式N总=初次捕获并标记数(M)×重捕个体数(n)÷重捕中标记个体数(m)可推知误差类型为:
(1)m偏大导致N总偏小，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获。
(2)m偏小导致N总偏大
①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
②标记物影响被标记个体的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
③标记物易脱落，从而导致可计数的m变小。
④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
2.样方法误差成因
(1)未做到随机取样，在种群密度过大或过小处取样。
(2)调查时掺入了主观因素。
(3)未求平均值。
(4)计数时未计算相邻两边及其夹角个体，或将四边及四角个体均计入。
对点练3 (2022·山东卷)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为( )。
A.2×104条 B.4×104条
C.6×104条 D.8×104条
【答案】A
【解析】假设该种群总数为x，则有1000/x=950/(x-1000)，求出x=2×104，即该鱼塘中鱼的初始数量约为2×104条，A符合题意。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。 (√) 2.种群密度能反映种群在一定时期内的数量及其变化趋势。 (×) 3.调查分布范围小、个体较大的种群的密度时，可以逐个计数。 (√) 4.繁殖能力强的种群一般出生率高，种群增长快。 (√) 5.所有生物的种群都具有性别比例，且存在个体迁入和迁出的现象。 (×) 6.可以通过改变害虫种群正常的性别比例来降低其种群密度。 (√) 7.单子叶植物比双子叶植物更易于辨别个体数目。 (×) 8.如果调查的样方中种群个体数较少，可以适当扩大样方面积。 (√)
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