版高中生物第3章生物群体的动态平衡第1节种群的相对稳定第1课时学案北师大版必修3.docx
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版高中生物第3章生物群体的动态平衡第1节种群的相对稳定第1课时学案北师大版必修3
第1课时 种群的特征
[目标导读] 1.结合教材P69模拟实验，归纳出利用标志重捕法调查种群数量的计算公式。
2.通过教材P70调查，尝试用样方法调查种群密度。
3.通过对教材P68～72种群特征的讨论比较，能够列举出种群的特征、并理解其内在联系。
[重难点击] 1.种群的基本特征及内在联系。
2.样方法和标志重捕法。
一 种群和种群数量
种群是研究生物群体稳态的基本层次，其最显著的特征就是种群数量。
请结合下列内容探究：
1．种群概念
（1）上面图1、图2中长江里的鲤鱼群体或长江豚群体都可以称为一个种群。
（2）试判断下列各项所述是否为种群，并说明理由。
①某池塘中所有的鱼。
判断：
否（是或否）。
理由：
鱼的种类很多，所有的鱼不是同一个物种。
②一块农田中全部长出种子的玉米。
判断：
否（是或否）。
理由：
全部长出种子的玉米不是全部的玉米个体。
③甲、乙两地同一物种的鸟。
判断：
否（是或否）。
理由：
不在同一个自然区域，不能随机交配。
（3）根据以上推断，种群是不是同种生物个体的简单集合？
请说明理由。
答案 不是。
种群是同种生物在特定环境空间内和特定时间内所有个体的集群。
其是由个体组成，但并非是个体数量的简单相加，二者间的关系是部分与整体的关系。
（4）判断下列各项中，个体具备的特征有①③⑦，种群具备的特征有：
②④⑤⑥。
①性别 ②种群数量 ③出生日期 ④年龄结构
⑤出生率和死亡率 ⑥性别比 ⑦体重
（5）下图表示个体、种群、物种之间的关系，请判断A、B、C的名称。
2．图1中的鲤鱼种群数量较多，图2中的长江豚种群数量较少，确定种群数量的方法有很多，不同的种群采取的方法不同。
讨论下列情景适用的方法：
（1）若要调查某动物园内圈养梅花鹿种群的数量，可采用的方法：
直接观察，逐个计数。
（2）要调查某树林中一种活动迅捷、难以捕捉的鸟类的数量，可采用的方法：
统计该种鸟的鸟巢数量，再根据每窝鸟的平均数量来间接推断这种鸟的数量。
（3）如果要调查某块蝗灾较严重的草地上蝗虫的数量，能否利用上述两种方法？
应该用什么方法？
答案 蝗虫数量大、分布广，没有明显的生活痕迹或标记，因此不能利用上面的方法。
应该采用近似的方法来估算其数量。
3．标志重捕法是经常使用的一种估算种群数量的方法，请结合教材P69模拟实验分析相关问题：
（1）模拟实验
方法步骤：
①将若干个白色粉笔头放入塑料盆中。
②从塑料盆中随机取30个粉笔头，放在盘中，并用红墨水染色。
③把染色后的粉笔头重新放入盆中，并与未染色的粉笔头混匀。
④再从盆中随机逐个取20个粉笔头，数一数染过色的有多少。
实验结果：
a.理论数值：
若设实验初始放入塑料盆中白色粉笔头的数量为N，混匀后再从盆中随机取得染色粉笔头数目为5。
b．由数学知识N∶30＝20∶5，得N＝120。
c．实际数值：
从盒中数出全部粉笔头数为121。
（2）由模拟实验归纳标志重捕法的基本步骤和计算公式。
①标志重捕法的基本步骤
捕获一部分个体→进行标志后放回原来环境→一段时间后重捕→根据重捕到的个体中标志个体数占总捕获数的比例估计种群密度。
小贴士 用于标志动物的标志物的要求：
a.标志物不能影响动物正常的生命活动。
b.不能过分醒目，过分醒目易被捕食。
c.保留时间不短于研究时间。
②计算公式
＝
归纳提炼
种群数量调查方法
生物类别
采用方法
种群数量少，分布范围小，个体较大，易观察
直接计数法
种群数量较少，但不易直接观察，有明显的生活痕迹或标记
间接推断法
种群数量极多，分布范围广，难以准确统计
估算法（标志重捕法）
活学活用
1．某研究机构对我国北方某块草原的一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。
随机布设100个鼠笼，放置1夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标志后放归；3日后进行重捕与调查。
所得到的调查数据如下表。
捕获数/只
标志数/只
初捕
32
32
重捕
36
4
（1）该草原布氏田鼠的种群数量约为__________只。
（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的两个条件是________。
A．有较多个体迁出调查区
B．调查区内没有较多个体死亡
C．调查区内没有较多个体出生
D．有较多个体迁入调查区
（3）事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的数量与实际种群数量相比可能会偏__________。
答案
（1）288
（2）B、C （3）高
解析
（1）根据公式N＝
，计算出个体总数为288只。
（3）由于第一次捕捉到的个体被标志后，第二次很难捕捉到，导致第二次捕捉的个体中被标志的个体减少，在公式N＝
中由于分母m的值减小，使得N值比实际情况偏高。
二 种群密度及其调查方法
种群数量只能表示种群的大小，而种群内个体分布的疏密要用种群密度来表示。
1．种群密度
（1）观察探究点一中的图1和图2可以得知，单位面积（或单位体积）内鲤鱼和长江豚的个体数目差异很大，我们把这个衡量种群数量的最基本的参数称作种群密度。
（2）下列说法是对种群密度的描述的是B。
A．长江中所有的鲤鱼
B．长江中单位体积内鲢鱼的数量
C．长江中单位体积内鱼的数量
2．种群密度的取样调查——样方法
（1）调查对象：
植物或活动范围小的动物。
（2）调查步骤
（3）注意事项
①随机取样；②样方大小适中；③样方数量不宜太少；④宜选用双子叶植物。
归纳提炼
1．种群大小与种群密度之间的关系
种群大小＝种群密度×种群所处的面积或体积。
2．样方法的计数原则
若有正好长在边界线上的个体，只计数样方相邻两条边上及顶角处的个体。
同种植物无论大小都应计数。
3．种群密度的特点
（1）不同物种，种群密度不同。
（2）同一物种，种群密度可变。
活学活用
2．下列关于样方法调查结论的处理措施，正确的是（ ）
A．多次取样，取其平均值
B．随机选一个样方，其密度就是整个种群的密度
C．取样方计算时，选生物密度大的区域更科学
D．得出的结论与其他同学不一致则舍弃
答案 A
解析 用样方法调查种群密度时，需要多次取样，取其平均值，A项正确、B项错误；样方法的关键是随机取样，C项错误；不同的人所选取的样方不同，数据可能有所不同，D项错误。
三 种群的其他特征
种群密度是种群的一个重要特征，种群还具有其他特征。
请阅读教材P71～72，并结合下面的信息，回答相关问题。
1．2011年上海市常住人口为23019148人，与第五次全国人口普查时的人数相比，共增加6281414人，增长37.53%。
平均每年增加628141人，年平均增长率为3.24%。
全市常住人口中，外省市来沪常住人口为8977000人。
下图是该市人口的出生率和死亡率的变化曲线。
（1）出生率是指在单位时间内种群新生个体数占种群数量的百分比；死亡率是指单位时间内种群死亡个体数占种群数量的百分比。
（2）列表比较出生率和死亡率
类型
项目
出生率
死亡率
分类
理想条件
最大出生率
最低死亡率
特定条件
生态出生率
生态死亡率
影响因素
性成熟速度、每次产仔（卵）数、每年生殖次数、繁殖年龄的长短等
生理条件、捕食者、疾病、气候条件等
关系
出生率高、死亡率低的种群，必然种群数量增高，种群密度增加
应用举例
长期以来，我国人口的出生率一直高于死亡率，因此将“控制人口增长，实行计划生育”定为基本国策
（3）请在图中绘出该地人口增长率曲线。
答案 如图
（4）从曲线看，上海人口数量的变化趋势是迅速增长，原因是出生率上升，死亡率下降，人口增长率＝出生率－死亡率。
（5）由此看出，出生率和死亡率与种群大小和种群密度的关系是前者决定后者。
（6）由此看出，出生率和死亡率对种群密度的影响是直接的还是间接的？
直接的。
2．种群的年龄结构是指一个种群中各年龄组的个体数在种群中所占的比例，大致可以分为下列三种类型。
（1）请阅读教材信息完善表格内容。
种群特征
出生率与死亡率
种群密度变化趋势
类型
繁殖前期个体数大于繁殖期、繁殖后期个体数
出生率>死亡率
增大
增长型
各时期的个体数比例适中
出生率＝死亡率
稳定
稳定型
繁殖前期个体数小于繁殖期、繁殖后期个体数
出生率<死亡率
减小
衰退型
（2）由上表分析可以看出，分析种群的年龄结构可以预测该种群数量的变化趋势。
（3）年龄结构有多种呈现形式，下图为某地7个生物种群的年龄结构，则属于增长型的是ADF、属于稳定型的是CG、属于衰退型的是BE。
3．性别比
（1）无公害蔬菜的培育过程中，当预测到昆虫种群密度增加时，可以利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性个体，破坏害虫正常的性别比，使很多雌性个体不能完成交配，降低其出生率，从而降低种群数量。
由此可见种群的性别比也是影响种群密度的重要因素。
（2）性别比的含义为种群中雌雄性个体数目的比例。
（3）由此看出，年龄结构和性别比对种群密度的影响是直接的还是间接的？
答案 间接的。
前者通过影响出生率和死亡率来影响种群密度，而后者是通过影响出生率来影响种群密度。
归纳提炼
种群的特征
活学活用
3．判断下列对种群特征概念图所作分析的正误。
（1）种群密度是种群的一个重要特征（ ）
（2）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（ ）
（3）利用性引诱剂诱杀害虫会影响③（ ）
（4）增长型种群的数量增长是由于①＞②（ ）
（5）预测种群数量变化的主要依据是④（ ）
（6）春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的①②（ ）
问题导析
（1）种群密度直接受出生率、死亡率、迁入率和迁出率的影响。
（2）年龄结构能通过影响出生率与死亡率来间接影响种群的数量，④代表年龄结构。
（3）性别比通过影响出生率来间接影响种群的数量。
③代表性别比，②代表出生率、①代表死亡率。
答案
（1）√
（2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）×
当堂检测
1．下列有关种群的叙述，不正确的是（ ）
A．种群是在一定空间和时间内的同种生物全部个体的总和
B．种群是许多同种个体的代数和
C．种群具有单独的生物个体所不具备的特征
D．种群是一个有机单元，不是个体的简单相加
答案 B
解析 种群是一个重要的生态学概念。
A项是种群概念的完整叙述，是正确的，它反映了种群概念的三个要点：
即一定空间和时间内、同种生物、个体总和；B项将种群理解为个体的简单相加，这是不准确的；C项是正确的，因为种群具有种群密度、年龄结构、性别比、出生率和死亡率等特征，而这些特征是单独的生物个体所不具备的；D项是对B项（错误项）的否定，因此，它也是正确的。
2．决定种群数量变化的因素主要是（ ）
①出生率和死亡率 ②年龄结构 ③性别比 ④无机环境的简单和复杂
A．①B．②
C．③D．④
答案 A
解析 直接决定种群数量变化的因素是出生率和死亡率，年龄结构可以预测种群密度，性别比在一定程度上影响种群密度。
3．下列不属于种群特征的是（ ）
A．种群密度
B．性别比
C．种群的空间特征
D．形态特征
答案 D
解析 种群并不是许多同种个体的简单相加，而是一个有机单元，它具有种群密度、年龄结构、性别比、出生率与死亡率、迁入率与迁出率及空间特征等特征。
4．下列有关生物种群数量调查的方法中，正确的是（ ）
A．调查蝗虫幼虫跳蝻，用标志重捕法
B．调查马尾松，小样方划分为1m2左右
C．调查蒲公英，只计数小样方内的个体数
D．调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法
答案 D
解析 调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度，用样方法，A项错误。
一般而言，北温带地区每个样方的大小，乔木为100m2，灌木为16m2，草本为1m2，所以调查马尾松，小样方划分为100m2左右，B项错误。
调查蒲公英，除计数小样方内的个体数外，还要把样方两个相邻的边及顶角处的个体统计在内，其他边缘不作统计，C项错误。
5．下图是种群年龄结构的三种类型，请据图回答下列问题。
（1）A属于____________型，这样的种群正处于________时期。
（2）B属于__________型，这类种群的种群密度会________________。
（3）C属于________型，这类种群中各年龄组的个体数目__________。
（4）假设用人工合成的性引诱剂大量诱杀稻田内某种害虫的雄性个体，就会破坏害虫种群正常的____________，从而导致该种群____________率降低，达到明显降低害虫种群__________的目的。
（5）在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小，以保护幼鱼，这样有利于鱼的年龄结构成为图中__________所示的类型。
答案
（1）增长 发展
（2）衰退 越来越小 （3）稳定 比例适中 （4）性别比 出生 密度 （5）A
40分钟课时作业
[学考达标]
知识点一 种群和种群数量
1．a具有出生、性别、年龄、死亡等特征，b具有出生率、性别比、年龄结构等特征，那么a和b的特征分别属于（ ）
A．物种的个体，一个鲤鱼种群
B．物种的个体，一条鲤鱼
C．种群，一个鲤鱼种群
D．种群，一条鲤鱼
答案 A
解析 a表示的特征属于个体具有的，b表示的特征是种群具有的。
2．在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标志后放回，第二次捕获鲫鱼91条，其中有标志的25条。
由此可以估算出该池塘中鲫鱼的密度。
后来发现这次估算的结果与实际结果误差较大，分析其原因不正确的是（ ）
A．捕鱼用的渔网网眼太大
B．被标志的鱼放回后有一小部分死亡
C．两次捕获的鲫鱼数量较小
D．重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡
答案 D
解析 估算的结果与实际结果误差较大，可能的原因有：
捕鱼用的渔网网眼太大，致使体形较小的鲫鱼捕获不到；被标志的鱼放回后有一部分死亡，使估算值比实际值大；两次捕获的鲫鱼数量较少，造成误差偏大；重捕时方法不当使捕获的鱼部分死亡，对估算结果无影响。
知识点二 种群密度及其调查方法
3．下列可以称为种群密度的是（ ）
A．某湖泊一年中鲫鱼新增加的个体数
B．一个池塘单位体积内的鲢鱼数量
C．一片森林中单位面积内的乔木数量
D．池塘中的鲫鱼和水库里的鲫鱼
答案 B
解析 A项单位时间内新出生的个体数占种群的百分比为出生率；B项为水体生物的种群密度；C项乔木的种类不唯一；D项不在同一区域。
4．某同学拟调查一个面积为100hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是（ ）
A．计数该草地上该种植物的全部个体数目
B．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数
答案 C
解析 调查草地中某种双子叶植物的种群密度，样方的大小一般以1m2的正方形为宜。
在被调查种群的分布范围内，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计值。
知识点三 种群的其他特征
5．现在我国全面实施一对夫妇可生育两个孩子的政策，该措施调节的是（ ）
A．种群密度B．年龄结构
C．性别比D．出生率
答案 D
解析 我国全面放开二孩政策调节的是出生率。
6．下列关于种群特征的叙述中，错误的是（ ）
A．种群的性别比在一定程度上影响种群的出生率
B．进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源
C．出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素
D．种群密度预示着种群数量的未来变化趋势
答案 D
解析 种群的性别比在一定程度上影响种群的出生率，A正确；进行种群密度的调查可以对农林灾害进行监测和预报、对渔业捕捞强度进行确定等，有利于合理利用生物资源，B正确；出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素，C正确；种群密度反映了种群在一定时期的数量，不能反映种群数量的变化趋势，D错误。
[高考提能]
7．下图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述正确的是（ ）
A．甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率
B．丙为性别比，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
C．丁为年龄结构，每种类型中包括幼年、青年和老年三个年龄组
D．种群密度是种群最基本的数量特征，调查方法有标志重捕法和取样器取样法
答案 B
解析 甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率，故A错误；年龄结构的每种类型中包括繁殖前期、繁殖期和繁殖后期三个年龄组，故C错误；取样器取样法是调查群落中物种多样性的一种方法，故D错误。
8．如图为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。
该人群的年龄结构可能是（ ）
A．由稳定型变为增长型B．由衰退型变为稳定型
C．由增长型变为稳定型D．由稳定型变为衰退型
答案 A
解析 开始时，出生率和死亡率相等，年龄结构为稳定型；最后出生率远大于死亡率，故年龄结构变为增长型。
9．种群的年龄结构大致可分为图示①②③三种类型，下列相关说法错误的是（ ）
A．在我国近年的人口调查中，获知人口出生率每年在下降，说明我国人口年龄结构一定为图③表述类型
B．在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群的年龄结构可能为图①表述类型
C．农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构为图③表述类型
D．在某一处于稳定状态的生态系统中，各种生物种群的年龄结构可能为图②所示类型
答案 A
解析 年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，只知道出生率不能判断种群的年龄结构，A项错误；在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群剩余的鱼主要为幼年个体，年龄结构可能为图①所示的增长型，B项正确；农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，会使种群的出生率下降，有可能使该种害虫的年龄结构为图③所示的衰退型，C项正确；在某一处于稳定状态的生态系统中，各生物种群的出生率等于死亡率，各种生物种群的年龄结构可能为图②所示的稳定型，D项正确。
10．某同学为了调查某区域内麻雀和黄鹂的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。
捕获结果统计如下表（单位：
只），下列叙述错误的是（ ）
项目
捕获总鸟数
麻雀
黄鹂
第一次捕捉
100
46（标志后放生）
43（标志后放生）
第二次捕捉
102
42（其中6只标志）
36（其中9只标志）
A.为了结果的可靠性，标志物对标志对象的生理习性不能有影响
B．该区域麻雀大约有322只，黄鹂大约有172只
C．该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群
D．由于标志的个体被再次捕获的概率下降，所以计算的结果偏小
答案 D
解析 标志重捕法中的相关计算：
进行调查的某区域内的种群数量＝第一次捕获的某种生物的数量×第二次捕获的该种生物的数量÷第二次捕获的该种生物的标志个体数量。
由于标志的个体被再次捕获的概率下降，分母减小，所以计算的结果应偏大，D错误。
11．请据图回答下列问题。
（1）样方法常适用于对植物种群密度的取样调查。
某同学采用样方法对一种植物进行计数，如图甲是其中的一个样方中该植物的分布情况（注：
图中黑点表示该种植物）。
对该样方中该种植物进行计数时，应记录的数目是______________株。
（2）乙图表示物种数与样方面积的关系，该图显示：
在一定的范围内，随样方面积的增大，________________________。
调查该植物的样方面积最好是__________m2。
（3）若选取3个合适的样方对乙图中某种植物进行计数，结果分别是n1、n2、n3，则该种植物的种群密度为__________株/m2。
答案
（1）8
（2）物种数迅速增多，并逐渐达到最多后保持稳定 S0 （3）（n1＋n2＋n3）/（3S0）
解析 种群密度的取样调查对于不同种类的生物采用的方法不同。
样方法常适用于对植物种群密度的取样调查，常用的样方法有五点取样法和等距取样法。
对样方中的植物进行计数时，应记录样方内和相邻两边及其顶角的数目。
12．在调查植物种群密度的探究活动中，有以下实践活动，请据此回答相关问题。
（1）若一块农田长100m，宽30m，在对该地块的蒲公英进行种群密度调查时，取10个大小为1m2的样方，那么，从长的一边计起，第二个样方的中心应在地长的________m，地宽的__________m处。
（2）假设我们所调查的一块地里的蒲公英的分布比较均匀，10个小组各自统计的一个样方的结果如下表：
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
株数
0
3
3
2
2
3
3
9
4
3
以上各组所报的数据中，经实际询问有两个组是不真实的。
这两个组最可能是第__________组。
如果这两个组的实际数据之和应为5株，则该地块的蒲公英的种群密度为__________株/m2。
（3）用干燥的豆子装满一只塑料广口瓶。
你的目的是测定这只瓶子里豆子的数量。
但你没有时间一颗颗数，你可以用下面的工具帮助测定豆子的数量。
工具：
一把尺、一张50cm×50cm的白纸、一枝铅笔、一只烧杯和另一只大的广口瓶。
请写出你的探究思路。
答案
（1）15 15
（2）1和8 2.8 （3）探究思路：
用样方法测。
①在白纸上制作一方格表，如图。
②将瓶内的豆子随机（闭眼）撒在方格纸上，在方格纸上选5～6个具有代表性的格子作为样方，求平均值，计算出豆子的数量。
③为尽量减小误差，应增加上述工作的次数，然后求其平均值。
解析
（1）最好画示意图求解，便于分析。
长100m的地块，选10个样方，即将地分成10等份，也就是每长10m设一个样方。
按要求样方应设在每份的中央，所以第一个样方的中心应在长5m、宽15m的交叉点上。
第二个样方的中心在长15m、宽15m的交叉点上。
（2）因为题目已经说明该地块的蒲公英分布比较均匀，总体分析所有各组，除了第1和8组之外，其他各组的数据都在2～4之间，所以第1和8组最有可能是不真实的。
若这两组统计的实际数据之和是5株，则该种群的密度为（3＋3＋2＋2＋3＋3＋4＋3＋5）÷10＝2.8，即为2.8株/m2。
（3）用样方法（只要合理即可）。
[个性拓展]
13．请回答下列与种群特征有关的问题。
（1）某生物课外小组对一个草原生态系统进行了相关的生态学调查。
采用样方法调查草原中某种植物的种群密度，取样的关键是要注意________。
若选取5个样方，种群密度分别是每平方米N1、N2、N3、N4、N5（株），则该植物的种群密度约为________________株/m2。
（2）下图表示的是四个不同种群中不同年龄组的个体所占的比例，其中种群密度会越来越小的是________________________________________________________________________。
（3）某同学对一云杉林的种群密度进行调查统计，将统计到的植株按高度（h）分为5级，每一级的植株数量如下表所示。
等级
高度（cm）
数量（株）
a级
h≤10
120
b级
10
升级会员 