全国通用版版高中生物 第4章 种群和群落 第1节 种群的特征学案 新人教版必修.docx
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第1节 种群的特征
[目标导读] 1.通过阅读教材P60～63的内容，记忆、理解种群的数量特征。
2.围绕种群密度的变化，理解种群四个数量特征的内在联系。
3.结合教材P61的探究实验和P62的标志重捕法简介，掌握调查种群密度的方法。
[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。
方式一 蜜蜂没有冬眠的习性，作为个体，也无法维持必要的体温。
但是只要外界气温下降，蜂巢里的蜜蜂就会以蜂王为中心抱成“团”，不停歇地爬来爬去，形成一个由蜜蜂的血肉之躯构筑的球体。
外层与里层的蜜蜂会循环往复地互换位置，在一定程度上调节了蜂团的温度。
蜜蜂正是依靠这种团队精神和消耗大量的蜂蜜来度过寒冷的冬天。
那么种群具有哪些个体没有的特征呢？
怎样预测种群的发展趋势呢？
方式二 分析以下各项是不是一个种群：
（1）一片草地上的全部蛇。
（2）某集市上卖的全部的同种白菜。
（3）某村子中全部青年男女。
（4）一个池塘里的全部鲤鱼。
从群体水平来看，种群是个体的简单累加吗？
个体的特征能代表种群的特征吗？
个体的生命是有限的，但对一个种群来说，会不会因为个体的消失而消失呢？
总结：
种群的不同个体组成一个整体，这个整体不是个体的简单累加，这时种群就表现出个体不具有的特征。
到底种群有哪些特征呢？
这节课我们就来学习。
一、种群密度的调查方法
1．种群的概念
（1）概念三要素
（2）数量特征：
种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。
其中最基本的数量特征是种群密度。
2．种群密度的调查
（1）种群密度
①含义：
是指种群在单位面积或单位体积中的个体数，是种群最基本的数量特征。
②表示方式：
种群密度＝
。
（2）调查种群密度的方法
调查方法
生物类别
逐个计数法
范围小、个体大
估算法
样方法
植物、活动范围小的动物；昆虫卵、蚜虫、跳蝻等
标志重捕法
活动能力强、活动范围大的动物
黑光灯诱捕法
趋光性的昆虫
3.样方法
（1）基本步骤
①确定调查对象：
根据当地实际情况确定。
②取样：
要做到随机取样，多用五点取样法或者等距取样法。
③计数：
计数每个样方内的该种群的数量，并记录。
在计数时四条边上的生物只取相邻两条边及其夹角计数（一般取上边和左边的）。
上图中，若“○”代表个体，则该样方中个体数目计数方法如下：
a．样方内的个体全部计数，有5个；
b．位于边线上的，只计相邻两边及其夹角上的个体数，即计上不计下，计左不计右，有3个。
该样方内总个体数量为5＋3＝8个。
④计算种群密度：
计算各样方内种群数量的平均值，即为该种群的种群密度的估计值（单位：
株/平方米）。
（2）注意事项：
要随机取样，不能有主观因素。
4．标志重捕法
（1）调查程序
捕获一部分个体→做上标记后放回原来的环境→一段时间后重捕→根据重捕到的个体中标记个体数占总个体数的比例估计种群密度。
（2）注意事项
①标志物和标志方法不能影响动物的正常生命活动。
②标志物不能过分醒目，过分醒目易被捕食。
③标志符号持续存留时间不短于研究时间。
④数量变动：
在研究期间，没有较多个体的出生和死亡，也没有较多个体的迁入和迁出。
（3）计算公式
＝
问题探究
1．个体是组成种群的基本单位，种群由同种生物的全部个体构成。
如图所示：
请分析：
下列属于个体具有的特征的是①③⑦，属于种群具有的特征的是②④⑤⑥⑧。
①性别 ②数量特征和遗传特征 ③出生日期 ④年龄组成 ⑤出生率和死亡率 ⑥性别比例 ⑦体重 ⑧空间特征
2．依据种群概念，请你确认下列①～③是否可看作一个种群？
为什么？
①两个池塘中的鲤鱼 ②某池塘中所有的鱼 ③一块农田中全部长出玉米粒的玉米
答案 ①～③均不属于种群，理由如下：
①不属于“同一区域”；②不属于“同一物种”（鱼有很多种类）；③不属于“全部个体”。
3．如图表示某小组的同学在进行某双子叶草本植物种群密度调查时确定的小样方之一，圆圈表示个体。
请将应该计数的圆圈涂黑。
答案 如图所示
4．在用标志重捕法调查某草原兔的种群密度过程中，兔子容易受惊吓，第二次被重捕的可能性降低，导致统计的种群密度会发生怎样的变化？
为什么？
答案 增大。
由于第二次捕获的被标记的个体数减少，所以在第二次中捕获的被标记个体所占比例比实际情况小，故导致总体数值偏大。
1．下列实例中，能够构成种群的是（ ）
A．长江和黄河里的鲢鱼
B．泰山上的灰喜鹊
C．太行山上的松树
D．一个蜂巢里的工蜂
答案 B
解析 种群是指生活在一定自然区域内同种生物的全部个体。
种群具有一定的时空限制，是某种生物个体的总和。
长江和黄河里的鲢鱼生活的自然区域不同；太行山上的松树包含多个松树物种，组成了多个种群；一个蜂巢里的工蜂只是该蜜蜂种群的部分个体而非全部个体，因此A、C、D都不能构成种群。
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。
3．在一片约33hm2的林地内，调查者第一次捕获了25只大山雀，各用一个标志环套在了大山雀的腿上作为标记，然后全部放掉。
第二次捕获了33只大山雀，其中有5只是有标记的。
据此推算，该林地中大山雀的种群密度（只/hm2）约为（ ）
A．165B．160C．5D．15
答案 C
解析 设种群数量为x，如果不考虑其他因素，则可知：
＝
，可以计算出x＝165，故该林地中大山雀的种群密度为165/33＝5只/hm2。
一题多变
（1）如果标志物是一个较重的铁环，大山雀被捕获的机率会______，因此算出的值比真实值可能_______。
（2）样方法调查蒲公英种群密度时在分布较稀疏的地区取样，计算所得数值与实际数值相比，可能________。
答案
（1）增大 偏小
（2）偏小
方法链接
种群密度调查数据的偏差分析
（1）偏高：
一般情况下，导致第二次捕获中标记个体数比实际数值小的因素，都会导致最终的调查数据偏高，如被标记的个体不容易再次捕获、标志物脱落等，都会导致调查数据偏高。
（2）偏低：
若被标记的个体标志明显，第二次更容易被捕获，或者捕捉时只捕捉某种个体（如用大网眼渔具捕获大鱼）会导致调查数据偏低。
二、种群的其他数量特征和空间特征
1．种群的其他特征
（1）出生率和死亡率
①概念：
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率。
②与种群密度的关系
出生率
死亡率
（2）迁入率和迁出率
①概念：
单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率。
②与种群密度的关系
迁入率
迁出率
（3）年龄组成
①概念：
一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
②类型
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
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
③意义：
可预测种群数量的变化趋势。
（4）性别比例
①概念：
种群中雌雄个体数目的比例。
②意义：
对种群密度有一定的影响。
③应用：
利用性引诱剂（信息素）诱杀某种害虫的雄性个体―→破坏性别比例―→降低害虫种群密度。
2．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布局叫做种群的空间特征。
主要类型有均匀分布型、随机分布型和集群分布型。
问题探究
1．年龄组成有多种呈现形式，下图为某地7个生物种群的年龄组成，则属于增长型的是A、D、F，属于稳定型的是C、G，属于衰退型的是B、E。
2．2013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。
由资料分析：
（1）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。
（2）由资料还可以看出，能够影响上海人口数量的因素还有迁入率和迁出率。
（3）由此看出，出生率和死亡率、迁入率和迁出率对种群密度的影响是直接的（填“直接的”或“间接的”）。
3．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例，使很多雌性个体不能完成交配，降低种群出生率，从而降低种群数量。
由资料分析：
种群的性别比例也是影响种群密度的重要因素，其通过影响出生率来间接影响种群密度。
4．下图中表示了种群的各个数量特征之间的关系。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率
B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
C．丁为年龄组成，每种类型中包括幼年、青年和老年三个年龄期
D．种群密度是种群最基本的数量特征，其他特征都会决定种群密度的变化
答案 B
解析 种群的数量特征中有种群密度、迁入率和迁出率、出生率和死亡率、年龄组成和性别比例，能够决定种群密度并同时与其他特征相关的为出生率和死亡率，则甲为出生率，乙为死亡率；丙为通过影响出生率而间接影响种群密度的性别比例；丁为同时影响出生率和死亡率的年龄组成，它包括幼年、成年和老年个体三部分；种群密度是由迁入率和迁出率以及出生率和死亡率决定的。
一题多变
（1）图中丁是如何影响种群密度变化的？
答案 年龄组成（丁）是通过影响出生率（甲）和死亡率（乙）来影响种群密度的。
（2）能够直接决定种群密度的除了甲、乙以外还有哪些因素？
答案 迁入率和迁出率。
题后总结
种群特征间的相互关系图解
5．种群的年龄组成大致可分为图示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，说明我国人口年龄组成一定为图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组成可能为图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组成为图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组成可能为图②所示类型
答案 A
解析 年龄组成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，年龄组成可能为图①所示的增长型，B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组成为图③所示衰退型，C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组成可能为图②所示的稳定型，D正确。
知识拓展
种群特征在生产中的应用
（1）城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。
（2）中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯地说是出生率高造成的。
（3）中国实行计划生育政策——降低出生率。
（4）利用性引诱剂诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
1．下列不属于种群特征的是（ ）
A．种群密度B．性别比例
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、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率、迁入率与迁出率及空间特征等特征。
2．下图表示的是四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例，其中种群密度可能会越来越小的是（ ）
答案 A
解析 种群年龄组成有三种类型，其中衰退型年龄组成的种群密度将越来越小。
3．预测一个国家或地区人口数量未来的动态信息主要来自（ ）
A．现有居住人口的年龄组成
B．现有人口的数量和密度
C．现有出生率、死亡率和迁入率、迁出率
D．现有人口男女的性别比例
答案 A
解析 年龄组成、性别比例以及出生率、死亡率和迁入率、迁出率等特征都能影响种群密度，但只有年龄组成可用来预测种群未来的动态信息，根据种群的年龄组成可分为三种类型：
增长型、稳定型和衰退型。
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，小样方应划分为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．回答下列有关种群的问题：
（1）组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或分布如图所示。
三种分布方式是对种群________特征的描述。
（2）据下图分析，种群密度与种群数量呈________（填“正”或“负”）相关，种群最基本的数量特征是________；决定种群数量和种群密度的直接因素是___________________________。
答案
（1）空间
（2）正 种群密度 出生率和死亡率、迁入率和迁出率
解析
（1）研究种群主要是研究种群的数量特征和空间特征，而种群的分布属于空间特征。
（2）种群密度与种群数量呈正相关，种群密度是种群数量最基本的特征，所以种群密度越大，种群数量越多；通过图中可以看出直接决定种群数量和密度的因素是迁入率和迁出率、出生率和死亡率。
40分钟课时作业
[学考达标]
1．a具有出生、性别、年龄、死亡等特征，b具有出生率、性别比例、年龄组成等特征，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．下列关于种群的叙述中，正确的是（ ）
A．不同种群的年龄组成大致相同
B．估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小
C．一个种群由一定自然区域内的全部成年个体组成
D．在自然开放的生态系统中，种群密度会受环境因素影响而波动
答案 D
解析 不同种群的年龄组成是不同的；种群密度的大小除受出生率和死亡率的影响之外，还直接受迁入率和迁出率的影响；一个种群是由一定区域内所有同种生物的全部个体组成的，而不是只包括成年个体；种群密度受多种因素影响，环境因素会直接影响出生率和死亡率等，所以环境因素会影响种群密度。
3．假如要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度，通常采用的调查方法分别是（ ）
A．标志重捕法、样方法
B．标志重捕法、标志重捕法
C．样方法、样方法
D．样方法、标志重捕法
答案 A
解析 鼠的活动能力强、活动范围广，可用标志重捕法调查；蚯蚓的活动能力较弱，可用样方法调查。
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的样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1m2的样方若干，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的样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
答案 C
解析 双子叶植物种群密度的调查方法一般采用样方法，即在被调查种群的生存环境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，然后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。
5．关于下面概念图中序号所表达的含义，下列说法错误的是（ ）
A．序号1代表种群密度
B．迁入率由序号4或序号5代表
C．序号2代表出生率或死亡率
D．序号6、7依次代表年龄组成、性别比例
答案 C
解析 种群最基本的数量特征是种群密度，种群密度直接受出生率、死亡率、迁入率和迁出率等的影响。
另外，年龄组成能通过影响出生率与死亡率来间接影响种群密度，性别比例通过影响出生率来间接影响种群密度。
2代表出生率，3代表死亡率。
6．某生物科技小组对一地段中的蒲公英进行调查，得到下表所示数据：
样方
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
种群密度
（株/m2）
3
7
15
2
4
9
8
4
则下列说法正确的是（ ）
A．该地蒲公英的种群密度为6.5株/m2
B．用此方法求得的种群密度与实际种群密度应完全相同
C．再重新选一次样方，所得的结果与这次应相同
D．利用此方法可用于调查池塘中某种鱼的种群密度
答案 A
解析 对植物种群密度的调查采用的是样方法，由于是通过调查求取的平均值，所以它是相对接近真实值的，但并不是真实值。
[高考提能]
7．利用人工合成的性引诱剂，能使害虫的种群密度明显降低，其原理是它能（ ）
A．破坏害虫种群正常的性别比例
B．抑制害虫生殖器官的发育和配子的形成
C．杀死幼小害虫个体
D．诱杀害虫的雌性个体，减少排卵
答案 A
解析 考查性别比例对种群密度的影响，一般利用性引诱剂诱杀雄性昆虫，破坏其种群正常的性别比例，导致出生率下降，从而影响种群密度。
8．为了研究杀虫灯诱杀斜纹夜蛾的影响因素，科学家释放了一定量的标记过的斜纹夜蛾，适当时间后用杀虫灯诱杀，统计标记个体的个数占释放总数的比例（回收率），结果如下图。
下列叙述正确的是（ ）
A．若标记总量为N，回收率为a，则斜纹夜蛾的种群密度为N/a
B．诱捕距离加大，被标记个体占被诱捕总数的比例上升
C．该研究说明，杀虫灯的杀虫效果与灯的密度无关
D．用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫可改变种群年龄结构
答案 D
解析 根据公式：
种群密度（数量）/释放总数＝重新捕获数/标记数，可知种群密度＝重新捕获数×释放总数/标记数，即重新捕获数/a，A错误；从图形上看，随诱捕距离的加大，被标记个体占被诱捕总数的比例是下降的，B错误；从诱捕距离的效果推测，与灯的密度很可能有关系，C错误；诱杀成虫能降低其出生率，使幼虫减少，从而改变种群年龄结构，D正确。
9．如图为某地一个生物种群的年龄组成曲线图。
如果有一外来物种入侵，并以该种群的幼体为食，则该种群的个体数与年龄组成的关系将变化为（ ）
答案 A
解析 由于入侵的物种以该种群的幼体为食，所以该种群中幼体所占的比例减小。
10．下列对于种群性别比例的叙述，正确的是（ ）
A．任何种群中雄性和雌性的数量比例均为1∶1
B．种群性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例
C．性别比例对种群的数量变化有决定性作用
D．根据性别比例可以将种群划分为增长型、稳定型和衰退型
答案 B
解析 根据性别比例可以将种群分为：
雌多于雄，雌、雄相当和雄多于雌三种类型，所以并不是任何种群的雌、雄数量比均为1∶1；性别比例会影响种群数量的变化，而出生率和死亡率、迁入率和迁出率会决定种群数量的变化，根据年龄组成可以将种群划分为增长型、稳定型和衰退型。
11．如图表示种群的年龄组成的三种类型，请据图回答：
（1）图中A表示____________型，B表示稳定型，C表示__________型。
（2）B的年龄组成特征是________________________________________________________。
（3）A种群密度的发展趋势是____________。
（4）C种群密度的发展趋势是____________。
答案
（1）增长 衰退
（2）种群中各年龄期的个体数目比例适中 （3）越来越大 （4）越来越小
解析 分析题图可知，A中幼年个体数大于成年和老年个体数，应为增长型；B中各年龄期个体数目比例适中，应为稳定型；C中幼年个体数小于成年、老年个体数，应为衰退型。
增长型的种群中种群密度增大，稳定型的种群中种群密度稳定，衰退型的种群中种群密度减小。
12．豚草是原产自北美的植物，其花粉是北京地区主要的过敏原。
课外小组的同学对北安河地区路旁的一片闲散地中的豚草及部分植物的种群密度连续进行了五年的调查，结果如表所示（单位：
株/m2）。
年份
种名
2007
2008
2009
2010
2011
豚草
0.3
0.6
1.1
1.5
2.3
狗尾草
10.0
9.2
8
6.8
5.5
曼陀罗
3.0
2.1
1.1
0.3
0.1
龙葵
3.0
2.0
0.4
0
0
灰绿藜
3.2
2.8
1.7
1.3
0.6
（1）调查植物的种群密度常采用的方法是_______________________________________。
（2）取样的关键除应考虑样方的大小和数量外，还应注意____________。
（3）计算种群密度时要取多个样方的________，以减少误差。
（4）请在下图中绘出豚草和灰绿藜种群密度的变化曲线。
（5）研究种群数量变化的规律有着重要意义。
试举一例：
__________________________。
答案
（1）样方法
（2）随机取样 （3）平均值
（4）变化曲线如图
（5）害虫的防治（或野生动植物资源的保护等）
解析 植物种群密度的调查方法一般为样方法；为了保证客观性，取样时要做到随机取样；计算种群密度时要取多个样方的平均值，以减少误差；种群数量的变化趋势对于合理利用资源和病虫害的防治都有借鉴意义。
13．现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表：
年龄
0＋
1＋
2＋
3＋
4＋
5＋
6＋
个体数
92
187
121
70
69
62
63
年龄
7＋
8＋
9＋
10＋
11＋
≥12
个体数
72
64
55
42
39
264
注 表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1，小于2，其他以此类推。
回答下列问题：
（1）通常种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是____________________________。
研究表明：
该鱼在3＋时达到性成熟（进入成年），9＋时丧失繁殖能力（进入老年）。
根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为____________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是____________。
（2）如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。
标志重捕法常用于调查________________强、活动范围广的动物的种群密度。
答案
（1）增长型、稳定型、衰退型 1∶1∶1 保持稳定
（2）活动能力
解析
（1）根据种群中
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