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49张PPT)

(共49张PPT)
普通高中教科书
生物学
选择性必修2
生物与环境
03 生态系统及其稳定性
01 种群及其动态
02 群落及其演替
04 人与环境
目 录/CONTENTS
生物圈
生态系统
群落
种群
个 体
系统
器官
组织
细胞
微观 宏观
复习回顾 填写生命系统的层次名称
种群的概念
在一定的空间范围内 ，同种生物所有个体形成的的集合就 是种群。
●要点：① 两个要素：“ 同 种”和“全部”
② 两个单位：生物的“进化单位”和“繁殖单位”
练1、下列叙述中属于种群的是：
A 一个池塘中的全部蝌蚪
B.一片草地上的全部蒲公英
×世界上的全部鸟
D.一个岛上的全部绵羊
1.1种群的数量特征
1.生命观念：阐释种群的数量特征及其
联系，建立普遍联系的观点。
2.科学探究：通过实验“调查草地中蒲 公英的种群密度”,培养对实验方案的 设计与实施及对实验结果的分析与评价 能力。
1.列举种群的数量特征，阐
述种群密度与种群数量特征的 关系。
2.尝试用样方法调查植物的 种群密度。
目标引领
学习目标
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。
【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。
红外触发相机拍摄到的东北豹
种群特征
年龄结构 出生率
死亡率
性别比例
个体特征
年龄
出生
死亡
性别
种群的数量特征
出生率 死亡率
迁入率 迁出率
年龄 结构
种群 密度
性别 比例
一、种群密度及其调查方法
( 一 ) 概 念 陆生生物 水生生物
(1)含义：指种群在_单位面积或单位体积 中的个体数。
(2)种群最基本的数量特征是_ 种群密度。
个体数
(3)表示方式：种群密度=
如何计数种群数量，调查种群密度
适用 分布范围较小、
范围 个体较大的种群
黑光灯诱捕法 有趋光性的昆虫
范围
适用
逐个计数法
估算法
植物或昆虫卵及一些 活动范围较小的动物 ( 如蚜虫、跳蜻)
(一)种群密度的调查方法
活动能力强、活 动范围大的动物
种群密度的调查方法
标记重捕法
适用 范围
适用 范围
样方法
1.逐个计数法
在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数，如调 查某山坡上的珙桐(湖北神农架的国家一级保护植物)密度；
在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估算 _的方法。
因其花形酷似展翅飞翔的白鸽而被西方植物学家命名为“中国鸽子树”
2.黑光灯诱捕法
①原理：黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 n m 左右的紫外 线的电光源。黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。
②适用范围：对于有趋光性的昆虫，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
支架
灯座 灯管 挡虫板 集虫漏斗 毒瓶 紫外线黑光灯
3.样方法
(1)概念：
在被调查种群的分布范围内，随机选取 若王个样 方，通过 计数每个样方的个体数，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；
【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下(样方 大小为1m ), 则该地蒲公英的种群密度约为4 株/m 。
样方编号 1 2 3 4
5
株数 3 4 5 4
4
(2)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 等。
注意：丛生或蔓生的 单子叶植物不适用。
昆虫卵
跳
植物
蚜虫
探究实践——调查草地中某种双子叶植物的种群密度 P5
单子叶植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多 株。而双子叶植物则容易辨别个体数目。单子叶植物的叶片一般呈条 形或披针形，叶脉一般是平行脉；双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
单子叶植物 双子叶植物
探究实践——调查草地中某种双子叶植物的种群密度
【实施计划】
(1 )准 备：来到调查地点后，先观察地 形，分析有无安全隐患， 提出安全注意事项。
( 2) 确定调查对象：观察地段中有哪些双子叶植物，记录下名称。 确定要调查的种群。
(3) 取 样：观察调查对象的分布状况和地段的形状，根据观察结 果，讨论确定样方的多少、大小、取样方法。
(4) 计 数：计数每个样方内所调查植物的数量，做好记录。
(5) 计 算：计算种群密度。
【结论】析调查结果，得出结论。将结论写在记录本上。
(3)样方的数量 P5
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 的样方越少， ;选取的样方越多，求得的种群密度
(4)样方的大小
样方大小视调查对象的大小及分布情况而定：
例如，草本植物样方大小一般以 为宜；乔 木100m 、灌木16m 。如果该种群个体数较少，样方面 积可适当扩大；
(5)样方的取样关键：随机取样，不能掺入主观因素
【思考】为什么强调随机取样
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。
;
(6)取样方法
① 调查总体为非长条形时，选择 五点取样法
② 调查总体为长条形时，选择 等距取样法
(7)计数原则
-蒲公英
其他植物
样方内 +相邻两边上( 计上不计下，计左不计右) 因此，该样方中有9 株蒲公英；
如何调查一个草原上绵羊的种群密度
4.标记重捕法
(1)概念
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标 记(M 个 )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
(n 个 )中 标记个体数(m 个 )占总个体数的比例，来估算种群密度。
一段时间
充分混匀
【例】在对某地区田鼠的调查中，调查范围为1hm , 第一次捕获并标
记40只，第二次捕获30只鼠，其中有标记的鼠10只，这样可估算该地 区田鼠种群个体总数为 1 2 0 只；
首捕标记数(M) 重 捕中标记数(m)
种群数量(N) 重捕总数(n)
4 .标记重捕法
(1)概念
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标 记(M 个 )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 (n 个 )中标记个体数(m 个 )占总个体数的比 例，来估算种群密度。
一段时间
充分混匀
m
局部 n
共n只
m 只带标记
首捕标记数(M) 重捕中标记数(m) N= n
种群数量(N) 重捕总数(n)
种群数量-第一次捕获数第一次城获数/第一次捕标记数
m
M
M只
放回原来的环 境 ，充分混合
(2)原理
N=
重 捕
首 捕
【例】在对某地区田鼠的调查中，调查范围为1hm , 第一次捕获并标
记45只，第二次捕获30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 9 0 只 ;种群密度为 90只/hm (注意：单位)
首捕标记数(M) 重捕中标记数(m)
种群数量(N) 重捕总数(n)
【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 约386条
(3)适用范围
活动能力强，活动范围大的动物
(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；
(5)误差分析
①若被标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏 大 ;
②若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏_大；
③若被标记个体的标志脱落，则估算值偏 大；
④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 小 ；
⑤如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估 算值偏 小；
重捕获的标志个体数(m) 再次捕获的个体数(n)
初次捕获并标志数(M)
个体总数(N)
调查动物种群密度的常用方法，如样方
法、标记重捕法，往往需要直接观察或捕捉个 体。在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物， 特别是猛禽和猛兽时，这些方法就不适用了。 为此，科学家开发出一些不 需要直接观察或捕 捉，就能调查种群密度或种群数量的新方法。
在 动 物的栖息地布设若干台 红外触发相 机 ，恒 温动物一靠近，就会触发相机自动拍摄 照片或视频。经过一段时间，科学家利用计算 机分析处理这些照片或视频，就能确定所调查 动物的种群数量。运用这种方法，我国科学家 于2015年查明，我国东北长白山脉北部地区 至少有27只东北虎和 4 2只东北豹。
不 同 动 物的(粪便具有不同的特征。先 区分粪便来自哪种动物，再分析这种动物的 粪便来自多少个个体， 就可以获得种群的数
声音特征往往可以长期保持稳定。 因此，
动 物 的声音可以作为一种非损
伤、低干扰的标记，
不同个体进行识别，进而
进行种群数量的监测。利
用这种基于声音的个体识
别技术，科学家成功地对
鲸、长臂猿等哺乳动物以
及鸮、秧鸡等鸟类开展了
野外种群数量的监测。
量信息。例如，在四川王朗国家级自然保护 区，科学家采集了大量大熊猫的粪便，通过 分析其中的微 卫 星 D N A 分 子 标 记， 查明在 2003—2004年，这一地区大熊猫的种群数 量为66只，其中雄性35只，雌性31只。
动 物的声音也存在个体差异，成熟个体的
生物科技进展
调查种群数量的其他方法
5.调查种群密度的其他方法
《教材》P6
逐个计数法
估算法
其他方法
植物或昆虫卵及一些活动范
适用范围围较小的动物( 如蚜虫、跳
熵)
适用范围 活动能力强、活动范围 大的动物
适用范 分布范围较小、个体较 围 大的种群
【总结】种群密度的调查方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
种群密度的调查方法
有趋光性的昆虫
适用范 围
黑光灯诱捕法
标记重捕法
样方法
【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；
种群出生率高是种群出现快速增长的重要内因。
1.概念：在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比值
即出生率( 死亡率)。
2.举例：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12%o。
3.意义：是决定种群数量和种群密度的直接因素。
出生率>死亡率，种群密度增大；
出生率≈死亡率，种群密度相对稳定；
出生率<死亡率，种群密度减小。
计 划 生 育 好 处 多
二、出生率和死亡率
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值即
迁入率(迁出率)。
2.举例：春运前后珠三角和长三角各大城市的人口变化。
3.意义：是决定种群数量和种群密度的直接因素。
迁入率>迁出率，种群密度增大；
迁入率≈迁出率，种群密度相对稳定；
迁入率<迁出率，种群密度减小。
三、迁入率和迁出率
(4)与实践的联系
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；
(1)概念：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
(2)类型： 增长型 稳定型 衰退型
A B C
( 3 ) 意 义 ：可预 测种群密度和数量的变化趋势。
○ 老年个体数
● 成年个体数
● 幼年个体数
四、年龄结构和性别比例
1.年龄结构
类型 增长型 稳定型
衰退型
年龄特征 幼年个体多 ， 老年个体少 各年龄期个体数 比例相当
幼年个体_少 ，
老年个体多
发展趋势 出生率_死亡率， 种群密度增大 出生率≈死亡率， 种群密度相对稳定
出生率_<死亡率， 种群密度减小
图示 ○老年个体数 ○成年个体数 ●幼年个体数
讨论1.三种类型的年龄结构比较
【思考 ·讨论】
1.图1-3中A、B、C 三种年龄结构的种群，哪种类型的种群数量会越来越大，
属于增长型 哪种类型的种群数量会越来越小，属于衰退型 哪种类型的种群 数量会在一段时间内保持相对稳定，属于稳定型 为什么
A属于增长型，C属于衰退型，B属于稳定型。因为一般来说，幼年和成
年个体数越多，老年个体数越少，出生率就越高，死亡率就越低，种群数量 增长就越快；反之，种群数量增长就越慢，或者种群数量下降。
思 考 -讨论分析种群的年龄结构
3.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
2.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。
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。
思考讨论分析种群的年龄结构
A B
比例
年龄0 年 龄 0
D E F
A 增长型 B 稳定型 C 衰 退 型 D 衰退型 E _增长型 F 稳定型
C
2 幼 年 网成年 老年
年龄
【现学现用】说出以下图示对应的年龄结构类型
雌雄相当型 雌多雄少型
雌少雄多型
多见于高等动物 多见于人工控制多见于营社会生活 的种群 的昆虫
2.性别比例
(1)概念：种群中雌雄个体数目的比例。
( 2 ) 类 型 ：
4.性别比例
(1)概念：种群中雌雄个体数目的比例。
(3)应用：利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体—→破坏 种群正常的性别比例 → 降低害虫种群密度。
5.相互关系
(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。
(2)年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响 种群密度。
【总结】种群各种数量特征之间的关系：
出生率死亡率迁入率迁出率
(-) (+)
直接决定
种群最基本的数量 特 征 ：种群密度
(+)
性别比例…
(-)
预测
………年龄结构
影响
/△与社会的联系 自20世纪80年代以来，我国出生人口的男女性别比例持续升高，1982
年第三次人口普查显示全国的出生人口性别比例为108.5(以100名女婴所对应的男婴数目为 结果),2010年第六次人口普查的这一数据为121.2,严重偏离了世界人口性别比例的正常值 102~107。对此，我国政府采取了多种措施进行综合治理。例如，通过法律禁止“ 非医学需要的 胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,启动了“关爱女孩行动”,等等。
在自然情况下，新生儿的男女性别比例大致为1:1。
禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流 产”,有利于维系性别比例均衡，进而有利于维持社会的和谐稳定。
-决定种群消长的速率
十
种群密度(数量)
十
影响 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。
6.下图为种群数量特征间的相互关系，请据图判断各字母代表的含义。
A
B
E
F
增长
衰退
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)调查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。
随堂练习《教材》P6
一 、概念检测
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1m 。
调查结果为对照组411.75株/m , 实验组35.00株/m 。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
二、拓展应用
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
增长型
稳定型
衰退型
预测
年龄结构 方向
决定大小
性别比例 影响数量
变化
样方法
标记重捕法
黑光灯诱捕法
最基本
种群数量特征
逐个计数法
估算法
迁入率和 迁出率
出生率和死亡率
网络构建
调查方法
种群密度
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