41种群的特征教案.docx
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41种群的特征教案
适用学科
高中生物
适用年级
高二
适用区域
人教版区域
课时时长（分钟）
2课时
知识点
1.种群的概念
2.种群的特征
2.种群密度的调查方法
教学目标
1.列举种群的特征
2.尝试用样方法调查群密度
教学重点
种群的特征
教学难点
样方的选择和确定
一、导入
使用建议：
本章在知识教学上的重点是种群数量的变化和群落的演替，种群的特征和群落的结构这两节内容，分别是为这两个重点打基础的。
因此，本章教学在处理不同的知识内容时，要根据教学重点合理分配教学时间。
建立数学模型的方法和种群密度的调查的方法是本章在科学方法教育上的侧重点，在教学中应当充分重视。
建立数学模型的方法对高中学生来说有一定的难度，教学中应当通过具体实例来让学生领悟。
从个体水平看，生物能通过自身的调节作用维持稳态，完成生长、发育和繁殖等生命活动。
而在自然界，任何生物都不是孤立存在的。
在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，构成生物群落。
从种群和群落的水平看，生命系统有什么特征？
它们又是怎样发展变化的呢？
二、知识讲解
考点1种群的概念
使用建议：
教材在章引言中就阐述了种群和群落的概念。
在本节的教学中，可以通过让学生列举具体的事例，展开讨论来说明种群的概念。
例如，一个村庄的居民可以看做一个种群，一个鱼塘中全部的鲤鱼属于一个种群，等等，种群这一概念，从名字上看并不难理解，但在让学生区别具体事例是否属于种群时，学生往往会出现混淆。
因此，要引导学生从不同角度来认识和理解种群概念。
1.概念：
在一定的自然区域中，同种生物的全部个体
两个“要素”
“同种”和“全部”，即种群是物种存在的形式
两个“条件”
“时间”和“空间”，即种群具有一定的时间和空间限制，离开一定的时间和空间的种群是不存在的
两个“方面”
种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位
种群和物种的关系
同一物种在不同区域可以有多个种群，但一个种群内的个体都为同一物种（如下图所示）。
①个体通过有机结合组成的整体为种群。
②物种因地理隔离形成不同种群。
③种群是物种存在的基本单位。
考点2种群的特征
使用建议：
教师应当将学生学习生物学的视角从微观、个体水平转到宏观、群体水平上来，阐明从宏观、群体水平上研究生物是生物学科发展史上的一个重要分支，这也充分反映了自然界生命系统的多层次性。
种群的特征主要表现为数量上的变化，认识和把握种群的数量特征很重要。
1.种群的数量特征
（1）种群各数量特征之间的逻辑关系图。
相关概念：
出生率是指单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。
死亡率是指单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
迁入率/迁出率：
对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率。
种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，大致分为三种类型：
增长型、稳定型、衰退型。
增长型：
种群中幼年个体很多，老年个体很少，种群正处于增长期，种群密度会增大
稳定型：
各年龄期的个体数目比例适中，种群正处于稳定时期
衰退型：
幼年个体较少，而老年个体较多，种群正处于衰退时期，种群密度会减少
种群年龄组成图解读
（1）模式图
①图解
②析图
种群
年龄组成情况
出生率和
死亡率情况
种群数量
变化趋势
所属类型
A
幼年多，老年少
>
增加
增长型
B
各年龄个体比例适中
＝
稳定
稳定型
C
幼年少，老年多
<
降低
衰退型
（2）曲线图
①图解
②析图
图甲幼年个体多，老年个体少，出生率>死亡率，种群数量增加，属增长型；而图乙相反，应为衰退型。
（3）统计图
①图解
下图A、B为两个国家人口的年龄组成图，纵轴表示年龄，横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比。
②析图
a．男女比例在各个年龄段接近1∶1。
b．A国家各个年龄段比例适中，应为稳定型。
c．B国家幼年个体特别多，老年个体少，应为增长型。
d．B国家若需要控制人口，则最有效的措施是计划生育，而且几十年后可能面临老龄化问题。
（4）柱形图
①图解
②析图
图A中幼年个体少，老年个体多，为衰退型。
图B中幼年个体多，老年个体少，为增长型。
图C中各年龄段比例适中，应为稳定型。
性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例
（2）图形解读。
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年龄组成
出生率和死亡率
种群密度
变化趋势
④性别比例
出生率
种群密度
（3）影响因素：
除图中影响因素外，气候、天敌、传染病等都影响种群密度的改变。
（4）应用。
①利用性外激素诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
②将性外激素释放到田地里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
（1）种群由一定自然区域内相同物种的全部个体组成，但不是个体的机械叠加，个体之间能进行相互交配、基因的交流，形成了一些个体没有而种群特有的特征。
（2）性别比例不是1∶1的种群并不一定是一个衰退型的种群，雌性>雄性，养鸡场、养牛场；雌性<雄性，蜜蜂，蚂蚁；雌性=雄性，高等动物。
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。
常见类型有：
考点2种群密度的调查方法
使用建议：
教材在呈现种群的特征这一内容时，是从问题出发，落脚于对科学方法的学习：
调查种群密度的方法。
因此，让学生尝试、模仿调查种群密度，是本次教学的重要教学目标。
1．样方法
（1）适用范围：
植物和活动能力弱、活动范围小的动物。
（2）方法：
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，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度。
（3）取样原则：
随机取样，确保样方具有代表性，不受主观因素影响。
（4）常用的取样方法
方法
应用前提
过程
图示
五点取
样法
调查的总体为非长条形
在总体中按梅花形取5个样方，每个样方的长和宽要求一致
等距取
样法
调查的总体为长条形
先将调查的总体分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方
（5）样方的计数原则
①计数样方内所有个体。
②遇到边界时，一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，下图所示黑点为计数的个体。
③顶角上的个体，一般只计上边和左边形成的夹角上的个体。
2．标志重捕法
（1）适用范围：
活动能力强和活动范围大的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫类等。
（2）方法：
在被调查动物种群的活动范围内捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间（标记个体与未标记个体充分混合）后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。
（3）前提条件：
标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等；在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。
（4）注意事项：
标记不能过分醒目；标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生寿命和行为上的伤害；标记符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。
（5）计算公式
＝
（1）标志重捕法的计算中两个“偏大”
在实际情况下，动物在被捕获一次后被重捕的机会降低，因此通过标志重捕法估算的种群密度会偏大。
由于动物具有很强的活动性，有时会引起标志物的脱落，这样计算出来的种群密度会偏大。
上述情况都是由于重捕时标记个体的减少，从而导致调查结果偏大的。
（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，如昆虫卵、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
趋光性昆虫
考点3种群数量变化曲线
三、例题精析
使用建议：
此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，覆盖基础、巩固和拔高三个例题。
例题1
下列生物属于种群的是（ ）
A．一块玉米田里的全部玉米、杂草、昆虫及其他生物
B．一个池塘中的全部鱼
C．一块朽木上的全部真菌
D．一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成熟蚜
【答案】D
【解析】解答此题时，要求全面理解种群的概念。
种群强调的是一个区域、一个物种、一个群体，是指“同种”生物的总和，是同种生物中许多个体的集合体。
A项明显不符，它包括了多种生物；B项中一个池塘里的全部鱼，一般不会由一种鱼组成；C项中一块朽木上的全部真菌也不会是单一的真菌。
D项中指的是全部的棉蚜。
故答案选D。
例题2
下列结合种群特征的概念图所作的分析，错误的是（ ）
A．利用性引诱剂诱杀害虫会影响③
B．种群密度是种群最基本的数量特征
C．预测种群数量变化的主要依据是④
D．韩国仁川人口在亚运期间数量变化主要取决于图中①②
【答案】D
【解析】本题考查种群的特征及相互之间的内在联系。
因种群密度取决于①②，故①②应是出生率和死亡率，但结合图解中③影响的只是②，故③为性别比例，②为出生率；则①为死亡率，④是年龄组成。
D项中韩国仁川人口在亚运期间数量变化主要取决于图中的迁入率和迁出率。
例题3
科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定1公顷的区域，第一次放置了100只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地放回，一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只，下列有关说法中错误的是（ ）
A．该区域中鼠的种群密度较大，约为306只/公顷，必须积极防治
B．这种调查方法称为样方法
C．草原上鼠与牛、羊等是竞争关系，鼠害会严重影响畜牧业发展
D．如果在两次捕鼠期间发生草原大火，统计结果是不准确的
【答案】B
【解析】活动能力强的动物应用标志重捕法。
例题4
分析下面两个问题：
Ⅰ.某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。
调查样方的总面积为2hm2（1hm2=10000m2），随机布设100个鼠笼，放置1夜后，统计所捕获的鼠数量，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。
所得到的调查数据（如下表）。
初次捕获并标记只数（M
重捕只数（n）
重捕个体中被标记只数（m）
32
36
4
该草地布氏田鼠的平均种群密度为________只/hm2。
事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏________。
Ⅱ.
（1）如图表示某小组的同学在进行双子叶草本植物苦荬菜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。
（2）下表是该班级10个小组的调查结果。
则该块地中苦荬菜种群密度为________。
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
株数/m2
0
2
3
3
4
12
4
2
3
3
【答案】Ⅰ.144高
Ⅱ.
（1）计数样方内部和任意相邻两边及顶点的所有个体（提示：
统计边角的原则一般是记上不记下，计左不计右），如图所示：
（2）3株/m2
【解析】Ⅰ.设该草地中布氏田鼠总数为N，第一次捕获数为32，第二次捕获数为36，其中标志数为4，则根据公式：
N（种群总数）=M重捕个体数/m重捕中标志数×n（标志数，即第一次捕获数），即可得出N=288只。
该样方总面积为2hm2，所以平均种群密度=288/2=144（只/hm2）。
例题5
甲、乙、丙是同一物种的三个种群，其年龄组成见表。
三个种群年龄组成的类型为（）（）
年龄期
个体数
甲
乙
丙
幼年期
600
400
200
成年期
400
400
400
老年期
200
400
600
A.甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型
B.甲是稳定型，乙是增长型，丙是衰退型
C.甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型
D.甲、乙、丙三个种群都是稳定型
【答案】A
【解析】
（1）甲中处于幼年期的个体数较多，为增长型。
（2）乙中各年龄期的个体数相同，为稳定型。
（3）丙中处于老年期的个体数较多，为衰退型。
四、课堂运用
使用建议：
在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习马上进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：
易，中，难。
基础
1.（2019·全国卷Ⅲ，5）某陆生植物种群的个体数量减少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是（ ）
A．将样方内的个体进行标记后再计数
B．进行随机取样，适当扩大样方的面积
C．采用等距取样法，适当减少样方数量
D．采用五点取样法，适当缩小样方的面积
【答案】B
【解析】根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”，在用样方法调查时，选取的样方过小，可能导致收集到的数据较少，偶然性较大，因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量，C、D错误。
用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记，A错误。
2.（2019·全国卷Ⅱ，5）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是（ ）
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
【答案】C
【解析】样方法是调查种群密度最常用的方法之一，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，将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，所以B项错误、C项正确、D项错误。
A项所用方法为逐个计数法，适用于分布范围小、个体较大的种群，不合题意。
3.右图是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，这将使该种群的年龄组成发生变化，则这种变化为（ ）
【答案】A
【解析】从该生物种群的年龄组成曲线图中可以看出：
该种群年幼的个体数非常多，年老的个体数相对比较少，属于增长型。
而外来物种入侵后以该种群的幼体为食，即年幼的个体被天敌捕食的几率大于其他的个体，导致该年龄段的个体数大量减少，从而改变了该种群的年龄组成，由增长型向衰退型转变。
故选A。
巩固
1.下列关于种群的叙述正确的是（ ）
①内蒙古草原上全部的马是一个种群 ②种群内的雌雄个体间可以相互交配完成生殖过程 ③迁出率和迁入率是决定种群密度的重要因素 ④年龄组成是预测种群密度变化的重要因素 ⑤性别比例也可影响种群密度 ⑥出生率和死亡率是决定种群密度的重要因素
A．①③④⑤⑥B．①②③⑤⑥
C．①②④⑤⑥D．②③④⑤⑥
【答案】D
【解析】种群是指生活在一定区域内的同种生物的全部个体，内蒙古草原上的马可能有多个物种。
种群内的雌雄个体之间可以相互交配完成生殖过程。
出生率、死亡率和迁入率、迁出率直接决定种群密度；年龄组成是预测种群密度变化的重要因素；性别比例通过影响出生率、间接影响种群密度。
2.某同学拟调查一个面积为100hm2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目
【答案】C
【解析】该草地的面积为100hm2，为测定如此大面积草地上某种双子叶草本植物的种群密度，可以采取样方法，随机选取若干1m2样方，计数每个样方中该种植物的个体数目，然后取其平均值即可。
3.某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。
调查样方总面积为2hm2（1hm2＝10000m2）。
在调查区内，放置100个捕鼠笼，在一夜间对布氏田鼠进行初捕，将捕获的鼠经标记后在原地释放。
3日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼进行重捕，结果如下。
请回答下列问题：
项目
捕获数（只）
标记数（只）
雌性个体数（只）
雄性个体数（只）
被捕
32
32
14
18
重捕
36
4
18
18
（1）该草地布氏田鼠的平均种群密度为__________只/hm2。
事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏________。
（2）综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例（♀/♂）为________。
（3）调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄，它们的月龄构成如图所示。
据图分析：
甲草原的田鼠种群属于________型；乙草原的田鼠种群属于________型。
【答案】
（1）144高
（2）8/9（或32/36）（3）增长稳定
【解析】
（1）依据标志重捕法中种群数量的计算公式，可得出N＝（32×36）/4＝288（只），由于测定的是2hm2的数量，所以该草地布氏田鼠的平均种群密度为288/2＝144（只/hm2）；田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，因此捕获有标记的田鼠数量偏小，故求得的田鼠总数可能比实际值高。
（2）两次捕捉的雄性个体数为18＋18＝36（只），捕捉的雌性个体数为14＋18＝32（只），因此该田鼠种群的性别比例：
♀/♂＝（14＋18）/（18＋18）＝32/36＝8/9。
（3）根据“年龄结构”图可知，甲种群有众多幼鼠属于增长型，乙种群各段趋于平衡属于稳定型。
拔高
1.下列各项中，不属于对种群数量特征描述的是（）
A.2019年，某地区的人口死亡率为8.65‰
B.我国的人口将逐渐步入老龄化阶段
C.白蜡树种子散布能力差，常在母株周围形成集群
D.由于干旱原因，导致某地区蒲公英的种群密度下降
【答案】C
【解析】A选项描述的是出生率和死亡率，B选项描述了种群的年龄特征，C选项描述的是种群的空间特征，D选项描述的是种群密度。
2.下列关于出生率的叙述，正确的是（）
A.若某种群年初时的个体数为100，年末时为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，则该种群的年出生率为10%
B.若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高
C.若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高
D.若比较三种年龄组成类型的种群，则稳定型的出生率最高
【答案】B
【解析】出生率是指单位时间内出生的个体数占原种群总个体数的百分数，A选项中种群的出生率为20%；若调控环境条件，使动物的性成熟推迟，种群的出生率有可能减小；不能仅根据年龄组成推断出生率的高低，出生率受多种因素的影响。
3.某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。
该动物个体从出生到性成熟需要6个月。
下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构（每月最后一天统计种群各年龄组的个体数）。
关于该种群的叙述，错误的是（）
A.该种群10月份的出生率可能为零
B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
【答案】D
【解析】12月份未成熟个体为0，说明该种群10月份的出生率可能为0；天敌迁入后，未成熟个体和衰老个体容易被捕食，从而导致该种群年龄结构发生改变；由图可知，在不同的季节年龄结构不同；大量诱杀雄性个体，影响性别比例，导致出生率下降，最终使种群密度降低。
4.对某动物种群数量是否增长起到主要决定作用及预测该动物种群数量发展趋势的因素分别是（）
A.出生率和死亡率、年龄组成B.迁入率和迁出率、年龄组成
C.迁入率和迁出率、性别比例D.出生率和死亡率、性别比例
【答案】A
【解析】决定种群数量是否增长的原因有出生率和死亡率及迁入率和迁出率，但主要的是出生率和死亡率；预测动物种群数量发展趋势的因素是年龄组成。
五、课堂小结
使用建议：
教师对本节课应掌握的知识作一个小结
种群数量特征
种群
六、课后作业
使用建议：
讲解完本章的知识点，布置课后作业，让学生巩固知识，建议也分三个层次，每个层次3-5题
基础
1.（2019·荆州中学）下列关于样方法调查结论的处理措施，正确的是（ ）
A．得出的结论与其他同学的不一致则舍弃
B．即使样方数据大小不同，只要取其平均值就可接近真实密度
C．取样方计算时，选生物密度大的区域更科学
D．多次取样，舍弃数据悬殊的个别样方，再取其平均值
【答案】D
【解析】样方法调查种群密度时应随机取样，C错误；多次取样，应舍弃数据悬殊的个别样方，取其平均值，这样就更加接近真实值，A、B错误，D正确。
2.要研究一个种群的密度通常需要根据该种群生物的不同特点，选择不同的方法。
下列调查种群密度时所用的方法正确的是（）
A.调查草地上的瓢虫种群→标志重捕法
B.调查草原上的斑马种群→样方法
C.调查某片森林灰松鼠种群→标志重捕法
D.调查池塘中的鲢鱼种群→样方法
【答案】C
【解析】植物和活动范围比较小的动物采用样方法；体积相对较大，活动范围大的动物采用标志重捕法。
3.在对某种兔的种群密度的调查中，第一次捕获并标记46只，第二次捕获25只，其中有标记兔12只，则该种群的数量为（）
A.46B.25
C.12D.96
【答案】D
【解析】本题考查种群密度的调查方法——标志重捕法。
标志重捕法是指在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一定期限后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量的一种方法。
设该地段全部个体数为N，其中标志数为M，再捕个体数为n，再捕个体中标记数为m，则N∶M=n∶m，即N=M×n/m。
在本题中，根据公式，得N=M×n/m=46×25/12≈96。
巩固
1.下列关于出生率和死亡率的相关叙述，正确的是（）
A.如某年平均每10万人中出生1862个孩子，则该年的出生率为1.862‰
B.某种群某时间段内死亡率增大，则种群密度必定减小
C.影响人口出生率和其他生物种群出生率的因素差别较大
D.农忙时期，导致某大城市人口数量直线下降的主要原因是出生率小于死亡率
【答案】C
【解析】根据出生率的定义可知，该年出生率=1862/100000=1.862%；某种群某时间段内死亡率增大，出生率可能也会增大，则种群密度未必减小；影响种群出生率和人口出生率的因素有很大的区别，影响种群出生率的因素主要是外界环境条件的制约，而影响人口出生率的因素除一定的自然条件外，人口政策、人们的生育观念在很大程度上也影响着人口的出生率；农忙时期，导致某大城市人口数量直线下降的主要原因是迁出率急剧增大。
2.农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放置了100个鼠笼，捕获68只鼠，标志后原地放回，一段时间后在相同位点放置了100个鼠笼，捕获54只鼠，其中标志的鼠有12只，下列有关说法中错
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