1.1种群的数量特征（教学课件) --高中生物人教版（2019）选择性必修2(共44张PPT)

(共44张PPT)
第1节
种群的数量特征
第1章种群及其动态
人教版高中生物 选择性必修2
迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例与种群
密度的关系(重点)。
(2) 说出调查种群密度的主要方法，运用样方法 调查草地中某种双子叶植物的种群密度(重、 难点)。
列举种群的数量特征，说明出生率和死亡率、
(1)
东方白鹳被誉为“鸟中国宝”,
目前黄河三角洲国家级自然保护区 通过湿地恢复、生态补水成为全球 最大的东方白鹳繁殖地。
情境导入
1.请尝试解释：什么是功能性灭绝
指某个或某类生物在自然条件下，种群数量减少到无法维持繁衍的状态。
功能性灭绝是物种灭绝的前兆，当一个物种停止繁殖后，最终灭绝只是时间问题。
2.结合上述资料，回顾种群的概念并思考种群存在的意义是什么
在一定的空间范围内， 同 种 生物 所 有个体形成的集合就是种群。 种群是生物 进化 的基本单位、种群是生物 繁殖 的基本单位，只有保持 足够的数量和性别比例，才能保持种群功能的正常。
★事实1 ★★★
据统计，在1959年以后东方白鹳在日本便没有成功繁殖的记录，到1970年仅剩下1只；随 着1971年朝鲜最后一对东方白鹳中的雄鸟被猎杀，朝鲜的繁殖种群也出现了功能性灭绝。
任务1 种群及其功能
< 目标一 >
种群密度及其调查方法
你能判断哪个地区加拿大一枝黄花生物入侵现象更严重吗
不能判断
在A、B、C 三地面积未知的情况下，种群数量
多少不足以作为判断依据，只有通过调查种群
密度才能对入侵程度进行判断。
★★★ 事实2 ★★★
为了满足东方白鹳冬、春季节的食物需求，保护区曾考虑引入植物新物种，但是受到加
拿大一枝黄花在我国南方多地生物入侵的教训，科学家在这件事上保持非常谨慎的态度。
1. 假设已知A、B、C三地一枝黄花的数量分别是8000株、20000株、30000株，
任 务 2 种群密度
0 ○
O
口O
O
○ 口
2.下列草地(5m ), 其中○代表加拿大一枝黄花，则种群密度为 6.4 株/m ,
如果是5000m 还能这样调查吗 不 能
任 务 2 种群密度
★ 事实2 ★★
逐个计数法
种 群 密 度
概念
表达式
地位
种群的个体数量
空间大小(面积或体积)
种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
种群密度是种群最基本的数量特征。
陆生生物
水生生物
种群密度
1. 为了更好地保证调查结果的准确性，在确 定样方时需要考虑以下问题：
(1)取样的关键是什么 为什么
随机取样；
强调随机取样是为了使调查结果
不受主观因素的影响。
随机取样
求每个样方 种群密度
步骤
计算所有样方种 群密度的平均值
种群密度
任务3 利 用样 方 法调查植物的种群密度
为了研究某地加拿大一枝黄花的种群密度，下图是研究人员随机选取了研究样地。
样方大小 样 方 1 样 方 2 样 方 3 样 方 4 样 方 5
种群密度(株/m )
0.3 m×0.3 m 0 0 0 0 0
0
0.6m×0.6m 0 0 0 1 0
0.56
1 m×1 m 0 0 1 1 0
0.40
1.5m×1.5 m 0 1 2 1 0
0.36
2 m×2 m 1 2 4 2 2
0.55
(2)请根据表格中的数据确定合适的样方大小
不同样方大小的种群密度调查
任务3 利用样方法调查植物的种群密度
个体在该样方内的分布相对稳定，又可避免人力物力的浪费。
(3)如果所调查物种个体较大，样方大小应该怎样设置
如果所调查物种个体较大，样方面积应该适当扩大；
如果调查物种数目比较稀疏呢
如果调查物种数目比较稀疏，样方面积也应该适当扩大。
任务3 利用样方法调查植物的种群密度
样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方6 样方7 样方8 样方9
样方10
26株 22株 27株 13株 14株 17株 23株 17株 23株
18株
统计的样方 前 5 个 前 6 个 前7个 前8个 前9个
前 1 0 个
平均值(株/m ) 20.4 19.8 20.3 19.9 20.2
20
样方数太多—工作量加大 ↓统计不同样方数 样方数太少一偶然误差大 不同样方数的种群密度
选取5个样方是合适的，因样方数量从5个增加到10个，种群密度 的调查结果并没有明显差异。
任务3 利用样方法调查植物的种群密度
(4)请据表中的数据，确定合适的样方数量
样方法调查种群
调查对象总体分布为近方形地块时，适宜用 五点取样 法。
调查对象的总体分布为长条形地块时，适宜用等距取样 法。
任务3 利 用样方法调查植物的种群密度
(5)请据图选择合适的样方
其中第四个样方(1 m ) 中该植物的分布情况如图所示：
O
O
样方 N N N N
N
种群密度(株/m ) 8 7 8 X
9
任务3 利用样方法调查植物的种群密度
2.计数和确定种群密度：某兴趣小组调查某种双子叶草本植物的种群密度，
结果如下表所示：
(1)如何计数第四个样方的植株数量 该样方的种群密度是多少
需要计数样方以内的个体数量，以及任意两个相邻边及其夹角上的个体数量。
该样方的种群密度为(5+2+1)÷1=8(株/m )。
(2)该植物的种群密度是多少 8株/m 。
样方 N N N N
N
种群密度(株/m ) 8 7 8 X
9
任务3 利用样方法调查植物的种群密度
8
★★★ 事实3 ★★★
东方白鹳的“安心食堂”
为了更好的留住这群美丽的大
鸟，湿地工作人员一方面要为它们 准备充足的食物，通过投喂鱼苗， 为东方白鹳建立“安心食堂”,另 一方面要避免某种鱼种群的过度繁 殖破坏湿地生态系统。
工作人员投放鲫鱼
1.以黄河鲫鱼为例，如果图A中空白原点表示某区域中所有鲫鱼，图B和图C表示将
捕获的鲫鱼做上标记并放回，则标记重捕法的原理是：在个体随机分布 的前提下， 整体与局部相关比例相等，即：MIN=m/n。
任务4 标记重捕法的原理、应用和误差分析
★★★ 事实3 ★★★
C
B
△ H
2 . 图B中小圆范围内实心圆点以及图C小圆范围内圆点可分别用标记重捕法计算
公式中的哪一个字母表示
字母M 表示图B中小圆范围内实心圆点；字母m 代表图C 小圆范围内实心圆点； 字母n代表图C小圆内的所有圆点。
任务4 标记重捕法的原理、应用和误差分析
★★★ 事实3 ★★★
A B C
A B
此结果与逐个计数法计数的结果有差异吗 有 差 异 !
任务4 标记重捕法的原理、应用和误差分析
3.运用公式对A图中的空心圆点的数量进行估算
★★★ 事实3 ★★★
N≈94
C
4.请分析在利用标记重捕法调查过程中，下列各情况可能会带来的误差：
①标记物意外脱落
②被标记个体被再次捕获的机会降低
③标记物导致被标记个体易于被捕食
④被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获
⑤被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获
⑥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
以上 ① ② ③ ④ 估算值将偏大，⑤⑥ 估算值将偏小。
任务4 标记重捕法的原理、应用和误差分析
★ 事实3 ★★
支架
◆对于趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕 的方法来估算它们的种群密度；
灯座
灯管
挡虫板
◆ 红外触发相机调查技术，如东北虎和东北豹等； ◆ 通过粪便具有不同的特征调查，如大熊猫等； ◆通过不同的声音调查，如鲸、长臂猿等。
集虫漏斗
毒瓶
▲图1-1 黑光灯的示意图
1.4 种群数量的其他调查方法
核心归纳
1.采用样方法的注意事项
(1)样方大小的确定：一般来说，样方大小与植株大小呈正相关，如乔木— — 100 m ,灌木——9 m , 草本——1 m , 若样方中被调查个体数较少，应适 当扩大样方面积；样方形状以正方形为宜。
(2)样方数目的确定：样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说， 选取样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。
(3)常用的取样方法：五点取样法和等距取样法。
(4)取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。
(5)在用样方法估算种群密度时要注意：同种生物个体无论大小都要计数；对
于压在边线上的个体，原则上计一半边线上的个体；如果是方形样方，需要 统计相邻两边及其夹角上的个体，常见的是“计上不计下，计左不计右”(如 图所示，图中实心圆就是要计数的个体)。
核心归纳
O
2.采用“标记重捕法”应满足的条件
(1)标记不易消失、脱落。
(2)标记不会对动物造成行为和寿命上的伤害。
(3)标记后充分混合。
(4)标记不能过分醒目。
(5)所有个体在重捕时的捕获概率相等。
(6)没有新的个体出生和死亡，没有迁入和迁出。
核心归纳
核心归纳
3.利用标记重捕法估算种群密度的误差分析
第一次捕获了M 只并标记 第二次捕获了n 只
第二次捕获中被标记的m 偏 小 ：第二次捕获中被标记的
①标记物脱落； im偏大：
②被标记个体的被捕机会降低； ① 被标记个体放回后还
③标记物导致被标记个体易于 被天敌发现；
④在被标记个体稀少处捕获会 导致估算值偏大
未充分融入该种群中就
再次被捕获；
②在被标记个体密集处 捕获会导致估算值偏小
调查期间，若调查区域 有较多个体出生、死亡 迁入或迁出，则会导致 估算出现较大误差
N=
ni
Mn
种群数量
1.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，在每块麦
田中做对照实验，施药60天后调查猪殃殃密度。取样方法为每个处理随机取5个样方， 每个样方为1 m 。调查结果为对照组411.75株/m ,实验组为35.00株/m 。下列分析正 确的是
A.该实验每个处理随机取了5个样方，样方的数量太少，误差较大
B. 若调查的某植物种群的个体数量较少时，应适当扩大样方面积
C.对照组数据有误，杂草株数应为整数
D.与双子叶草本植物相比，样方法更适用于调查单子叶草本植物的种群密度
导练
解析该实验每个处理随机取5个样方，每个样方为1 m , 样方的数量和面积都是合
适 的 ，A 错误；
由于取5个样方的平均值，所以杂草株数可以是整数，也可以是非整数，C 错误； 样方法更适用于调查双子叶草本植物的种群密度，D 错误。
导 练
2.农业科技人员在对草原鼠害进行调查，随机选定某区域，调查样方面积为2 hm ,
第一次放置了100个鼠笼，捕获了60只鼠，标记后放回原地，一段时间后在相同位置 放置了100个鼠笼，捕获了72只鼠，其中带标记的鼠有18只。下列有关叙述正确的是 A.此调查方法也适用于调查跳的种群密度
B.该区域中鼠的种群密度约为240只/hm
C. 若在两次捕鼠期间发生草原大火，则统计结果很可能不准确
D.若鼠被捕一次后更难被捕捉，则该区域鼠的实际种群数量大于调查结果
导练
若在两次捕鼠期间发生草原大火，可能导致鼠非正常死亡或者迁出，造成统计结果
不准确，C 正确；
若鼠被捕一次后更难被捕捉，会导致重捕个体中被标记的个体数偏小，根据计算公 式可知，调查结果会大于实际值，D 错误。
解析调查跳熵的种群密度应选择样方法，A 错误；
根据标记重捕法的计算公式
,解得N=240(只),得到的是种群数量不是种群密度，B 错误；
导 练
即
< 目标二 >
种群的其他数量特征及其关系
★★★ 事实4 ★★★
根据资料显示，2006～2013年期间，东方白鹳在繁殖期间分布区的数量调查，东方白鹳 数量维持在150～160只。2010年以前有约20%～25%的个体参与了繁殖，2010年后该比 例不断增长，至2013年约40%参与繁殖。
任务5 种群的其他数量特征及其关系
1. 根据东方白鹳的种群密度，你能确定2014年其数量是增加还是减少吗 不确定 哪些因素可能会影响种群的数量呢
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄结构、性别比例
定 义 出生率：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。
死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。
与种群密度的关系：
2.1 出生率和死亡率
种群密度
死亡率
出生率
十
定义 年龄结构：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
性别比例：种群中雄性个体和雌性个体数量的比例。
与种群密度的关系：
2.2 年龄结构、性别比例
出生率和死亡率
出生率
年龄结构
性别比例失调
种群密度
种群密度
预测
决定
影响
影响
图例日老年个体数 □成年个体数 冈幼年个体数 种群特征 出生率与死亡率 种群密度 变化趋势
类型
幼年个体数大于成 年、老年个体数 出生率>死亡率 增大
增长型
2.研究表明一个种群中不同年龄期的个体繁殖能力不同，一般雏鸟占10%以上， 种群即会摆脱灭绝的危险，请同学们分析年龄结构对种群数量的影响并完成下表。
任务5 种群的其他数量特征及其关系
★★★ 事实4 ★★★
各年龄期个体数比 例适中 出生率_～_死亡率 稳定
稳定型
幼年个体数 小于 成年、老年个体数 出生率 <死亡率 减小
衰退型
任务5 种群的其他数量特征及其关系
★★★ 事实4 ★★★
3.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年龄结构，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。
任务5 种群的其他数量特征及其关系
★★ 事实4 ★★★
-决定种群消长的速率-
种群密度
(数量)
十
C 预测
D
A.迁入率，B.出生率，c. 性别比例，D.年龄结构，E. 迁出率 ,F.死亡率。
任务5 种群的其他数量特征及其关系
4.模型构建：下图表示种群各种数量特征之间的关系。写出各字母代表的含义。
★ ★ 事 实 4 ★★★
增长
A
B
衰退
影响
E
十
核心归纳
种群的数量特征之间的关系
(1)图解 增 长 型 稳定型 衰 退 型
注 ：“+”“_ ”分别表示增加、减少；
“— → ”“-- →”分别表示直接因素、间接因素。
年龄结构
影响 预测
种群数量 (种群密度)
影响
性别比例
影响
决定_ 死亡率
出生率 迁入率
十
十决定
迁出率
影响
核心归纳
(2)分析
①种群密度是种群最基本的数量特征，可反映种群在一定时期的数量，种群 密度与种群数量呈正相关。
②决定种群大小和种群密度的直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
③年龄结构- 影响 出生率和死亡率- 决定种群密度预测变化趋势。
④ 性别比例- 影响出生率-决定种群密度。
比重(%) 项 目 年龄结构 性别比例 城乡结构 0～14岁 15～59岁 ≥60岁 女性 男性 城镇
乡村
第六次(2010年) 16.60 70.14 13.26 48.73 51.27 49.68
50.32
第七次(2020年) 17.95 63.35 18.70 48.76 51.24 63.89
36.11
A. 种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群的数量变化趋势
B.年龄结构为稳定型时，人口数量在近期一定能保持稳定
C.从年龄结构可知，我国人口老龄化程度在减缓
D.乡村人口密度由性别比例和年龄结构直接决定
3.下表为我国两次人口普查的部分数据，下列关于种群数量特征的叙述，正确的是
导练
解析年龄结构是对人口进行预测，所以当其为稳定型时，近期种群数量不一定能
保持稳定，B 错误；
分析表格数据，第七次普查老年人口比例增多，所以我国人口老龄化程度加深， C 错 误 ；
出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量变化的直接因素，D 错误。
导 练
A.甲为出生率，乙为死亡率，种群密度随着出生率的增大而增大
B.丁为年龄结构，每种类型中都包括老年、中年和幼年三个年龄期
C.性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体会影响丙，主要通过影响甲来直接影响种群 密度
D. 春运期间大城市人口数量变化主要取决于戊和己
丙
十
甲
种群密度
戊
4.下图为种群的各个特征之间的关系图，下列叙述正确的是
导 练
乙 己
丁
十
解析 由题图可知，甲为出生率，可直接促进种群
密度增加，同时受丙(性别比例)、丁(年龄结构)的影 响，乙为死亡率，可直接抑制种群密度增加，同时 受年龄结构的影响；直接决定种群密度大小的因素 是出生率和死亡率、迁入率和迁出率，因此种群密 度不一定总是随着出生率的增大而增大，A 错误；
丁为年龄结构，一般每种类型中包括老年、成年和幼年三个年龄期，B 错误；
丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度，C 错误；
春运期间大城市人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率，D 正确。
丙
甲 戊
导练
种群密度
7
己
十
十
丁
样方法
标记重捕法
黑光灯诱捕法
直接
决定
迁入率和 迁出率
性别比例
影响数
量变化
逐个计数法
估算法
增长型
稳定型 衰退型
种群数量特征
出生率和死亡率
课堂小结
种群密度
调查方法
年龄结构
直 接 决 定
预 测 变
化
业