2018-2019高中生物 第3章 生物群落的演替 第1節(jié) 生物群落的基本單位——種群 第1課時 種群的特征學案 蘇教版必修3.doc

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第1課時　種群的特征 學習目標 知識概覽(教師用書獨具) 1.說出種群的概念。 2.列舉種群的特征，并分析其內(nèi)在聯(lián)系。(重點) 3.學會用樣方法、標志重捕法調(diào)查種群密度。(重難點) [自 主 預 習探 新 知] 1．種群的概念和種群密度 (1)種群：生態(tài)學上把在一定時間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個體稱為種群。 (2)種群的特征：包括數(shù)量特征、空間特征等。種群的數(shù)量特征主要有種群密度、出生率和死亡率、年齡結(jié)構(gòu)、遷入率和遷出率和性別比例等。 (3)種群密度：是指單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個體的數(shù)量，是種群最基本的數(shù)量特征。 (4)樣方法：通過計算若干樣方中某種生物的全部個體數(shù)，再以其平均密度估算種群的總體平均密度的方法稱為樣方法。該法常常適用于對個體分布比較均勻的植物或移動能力較低的動物種群密度的取樣調(diào)查。 (5)標志重捕法 ①適用范圍：適用于哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲類等動物，其前提是標志個體與未標志個體在重捕時被捕獲的概率相等。 ②估算公式為： N(總數(shù))＝M(標志個體數(shù))。 2．種群的其他數(shù)量特征 (1)出生率和死亡率 ①概念 ⅰ出生率：指某種群在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的新個體數(shù)占總個體數(shù)的比率。 ⅱ死亡率：指某種群在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)占總個體數(shù)的比率。 ②與種群數(shù)量的關(guān)系：當出生率超過死亡率時，種群數(shù)量增加；當出生率低于死亡率時，種群數(shù)量減少；當出生率接近于死亡率時，種群數(shù)量保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。可見，出生率和死亡率直接決定種群密度的大小。 (2)遷入率和遷出率 ①概念 ⅰ遷入率：指單位時間遷入某種群的個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比率。 ⅱ遷出率：指單位時間遷出某種群的個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比率。 ②與種群數(shù)量的關(guān)系：因個體遷入或遷出導致種群數(shù)量增加或減少。因此個體的遷入或遷出也會直接影響種群數(shù)量的變化。 (3)年齡結(jié)構(gòu) ①概念：指一個種群中各年齡段的個體數(shù)量的比例。 ②類型 增長型：幼年個體數(shù)大于成年、老年個體數(shù) 穩(wěn)定型：各年齡期個體數(shù)比例相當 衰退型：幼年個體數(shù)小于成年、老年個體數(shù) (4)種群的性別比例是指種群中雌雄個體數(shù)量的比例。如果具有生殖能力的雌雄個體數(shù)量的比例失調(diào)，會在一定程度上影響著種群密度的變化。 3．研究種群的核心問題及意義 (1)種群數(shù)量的變化是種群研究的核心問題。 (2)影響種群數(shù)量變化的因素 ①出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數(shù)量變化的主要因素。 ②年齡結(jié)構(gòu)、性別比例是預測種群數(shù)量變化的主要依據(jù)。 (3)實踐意義 ①保育珍稀瀕危物種。 ②監(jiān)測、預報和有效控制有害生物。 ③人口數(shù)量的監(jiān)控。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對錯 (1)調(diào)查動物種群密度只能用標志重捕法。 () 提示：移動能力較低的動物不適用。 (2)出生率和死亡率及遷入率和遷出率都直接影響種群數(shù)量的變化。 (√) (3)年齡結(jié)構(gòu)有增長型、穩(wěn)定型和衰退型三種類型。 (√) (4)用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關(guān)系。 (√) (5)1 000個人的村莊一年出生10個小孩，則出生率為10/(1 000＋10) 100%＝0.9%。 () 提示：10/1 000100%＝1%。 2．下列有關(guān)種群和種群密度的敘述，錯誤的是(　　) A．某塊稻田中所有的三化螟是一個種群 B．一條河流中單位體積內(nèi)的鯉魚數(shù)量算是它的種群密度 C．同一物種的種群密度是不會發(fā)生變化的 D．同一塊草地中所有的環(huán)毛蚓也可以算是一個種群 C　[A項稻田里的三化螟是由同一種生物個體組成的，是一個種群。B項為水體生物的種群密度。不同物種的種群密度在同一環(huán)境下差異是很大的，同一物種的種群密度也不是固定不變的，C項錯誤。D項所有的環(huán)毛蚓是同種生物的所有個體，是一個種群。] 3．如圖表示種群的各個特征之間的關(guān)系，下列敘述正確的是(　　) 【導學號：85732123】 A．甲為出生率和死亡率，乙為遷入率和遷出率 B．丙為性別比例，主要通過影響出生率來間接影響種群密度 C．丁為年齡結(jié)構(gòu)，每種類型中包括老年、中年和幼年三個年齡期 D．種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，其總是隨著出生率的增大而增大 B　[據(jù)圖分析，直接決定種群密度變化的特征是出生率和死亡率、遷入率和遷出率，出生率和遷入率使種群密度增加，死亡率和遷出率使種群密度減小，而遷入率和遷出率不受其他因素影響，則甲為出生率，乙是死亡率，故A項錯誤；性別比例主要影響出生率，不影響死亡率，而年齡組成既影響出生率，又影響死亡率，故丙為性別比例，丁為年齡結(jié)構(gòu)，B正確；年齡結(jié)構(gòu)的每種類型中包括老年、成年和幼年三個年齡期，故C項錯誤；出生率、死亡率、遷入率和遷出率直接決定種群密度，故種群密度不一定隨出生率的增大而增大，故D項錯誤。] [合 作 探 究攻 重 難] 種群的概念及種群密度的調(diào)查 [思考交流] 1．依據(jù)種群概念，請你確認下列①～③是否是一個種群？為什么？ ①兩個池塘中的鯉魚。②某池塘中所有的魚。③一塊農(nóng)田中全部長出玉米粒的玉米。 提示：①～③均不屬于種群，理由如下：①不屬于“同一區(qū)域”；②不屬于“同一物種”(魚有很多種類)；③不屬于“全部個體”。 2．樣方的大小如何確定？取樣時為何強調(diào)隨機取樣呢？ 提示：視被調(diào)查的植物類型而定，溫帶地區(qū)樣方的大小，一般地說，喬木為100 m2，灌木為16 m2，草本植物為1 m2。隨機取樣是為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過樣方統(tǒng)計的結(jié)果能更接近真實情況。 3．統(tǒng)計若干樣方，進行計算種群密度時，需要去掉一個最高值和最低值后再計算平均值嗎？ 提示：不需要。 4．由于第一次捕獲后做上標志，重捕時此類個體被捕獲的可能性降低，導致統(tǒng)計的種群密度會發(fā)生怎樣的變化？為什么？ 提示：增大。由于標志的個體被捕獲的個體減少，所以在第二次中捕獲的被標志個體所占比例比實際情況小，故導致總體數(shù)值變大。 [歸納總結(jié)] 種群密度調(diào)查方法 1．原理 (1)樣方法：種群密度＝ (2)標志重捕法： ＝ 2．過程 (1)樣方法——適用于植物 準備：觀察地形，注意安全 ↓ 確定調(diào)查對象：如一塊農(nóng)田中的薺菜或蒲公英等的種群密度 ↓ ↓ ↓ 計算種群密度 (2)標志重捕法 確定調(diào)查對象 ↓ 捕獲并標志部分個體：在該種群生存環(huán)境中，均勻設(shè)置捕獲點，捕獲一部分個體，做上標志后再放回原來的環(huán)境并記錄個體數(shù)(M) ↓ 重捕，計數(shù)：一段時間后，在原來的捕獲點再次捕獲一部分個體，并計數(shù)數(shù)量(n)及其中被標志的個體數(shù)(m)，然后放回原來的環(huán)境 ↓ 計算種群密度 (3)注意事項 ①標志個體與未標志個體在重捕時被捕獲的概率應(yīng)相同。 ②調(diào)查期間沒有大規(guī)模遷入和遷出，沒有外界的強烈干擾。 ③標志物不能影響動物的正常生命活動，不能過分醒目，要牢固，不易脫落。 特別提醒：　標志重捕法的計算中兩個“偏大” (1)在實際情況下，動物在被捕獲一次后被重捕的機會會降低，因此通過標志重捕法估算的種群密度會偏大。 (2)由于動物具有很強的活動性，有時會引起標志物的脫落，這樣計算出來的種群密度會偏大。 上述情況都是由于重捕時標志個體的減少，從而導致調(diào)查結(jié)果偏大的。 [典例通關(guān)] 某陸生植物種群的個體數(shù)量較少，若用樣方法調(diào)查其密度，下列做法合理的是(　　) A．將樣方內(nèi)的個體進行標志后再計數(shù) B．進行隨機取樣，適當擴大樣方的面積 C．采用等距取樣法，適當減少樣方數(shù)量 D．采用五點取樣法，適當縮小樣方面積 【技巧點撥】　(1)明確樣方數(shù)量與樣方大小的確定原則；(2)明確樣方法與標志重捕法的不同點；(3)明確題干信息。 B　[A錯：采用樣方法調(diào)查種群密度時，樣方內(nèi)部的個體要全部統(tǒng)計，位于樣方邊緣的個體計數(shù)時遵循“計上不計下，計左不計右”的原則，不用進行標記。B對，C、D錯：要注意隨機取樣。取樣時可采用等距取樣法或五點取樣法，但由于該種群的個體數(shù)量較少，取樣時應(yīng)適當擴大樣方面積，增加樣方數(shù)量。] [活學活用] 某科技小組在調(diào)查一塊方圓2 hm2草場中灰蒼鼠的數(shù)量時，放置了100個捕鼠籠，一夜間捕獲了50只，將捕獲的灰蒼鼠做好標志后在原地放生。5天后，在同一地點再放置同樣數(shù)量的捕鼠籠，捕獲了42只，其中有上次標志的個體13只。則該草場中灰蒼鼠的種群數(shù)量最接近(　　) 【導學號：85732124】 A．50只　　　 B．42只 C．92只 D．161只 D　[＝，N≈161.5只，所以答案選擇D。] (備選習題) 標志重捕法和樣方法是調(diào)查種群密度的兩種常用方法。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．隨機取樣方n個，每個樣方的生物個體數(shù)量為X1、X2……Xn，則樣方內(nèi)生物個體數(shù)量的平均值為(X1＋X2＋……Xn)/n B．調(diào)查動物的種群密度時一般采用標志重捕法 C．計數(shù)時同種生物個體無論大小都要計數(shù) D．標志重捕法中種群數(shù)量的估算公式是：標志個體數(shù)重捕標志個體數(shù)/重捕個體數(shù) D　[樣方法調(diào)查植物種群密度時，求所有樣方的平均值作為最終的數(shù)值；在計數(shù)時與個體的大小和年齡無關(guān)，都應(yīng)計入總數(shù)；調(diào)查動物的種群密度時一般用標志重捕法；標志重捕法中種群數(shù)量的估算公式是：標志個體數(shù)重捕個體數(shù)/重捕標志個體數(shù)。] 種群的特征及其關(guān)系 [思考交流] 1．下圖是某地區(qū)某種植物的種群結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果。 分析該種群的發(fā)展趨勢，說出其中的原因。 提示：種群數(shù)量減少，種群密度降低；據(jù)圖可知，該種群中幼年個體少、老年個體多，屬于衰退型種群。 2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常將性引誘劑灑向田間，以達到防治害蟲的目的，其道理何在？ 提示：將性引誘劑灑向田間，可干擾害蟲雌雄個體間的正常交尾，從而降低害蟲出生率，達到防治害蟲的目的。 [歸納總結(jié)] 1．種群的數(shù)量特征的關(guān)系 (1)圖解 (2)分析 ①種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，可反映種群在一定時期的數(shù)量，種群密度與種群數(shù)量呈正相關(guān)。 ②決定種群大小和種群密度的直接因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。 ③年齡結(jié)構(gòu)出生率和死亡率種群密度變化趨勢。 ④性別比例出生率種群密度。 (3)應(yīng)用 ①利用性外激素誘捕雄蛾——通過改變性別比例來降低出生率。 ②將性外激素釋放到田地里，干擾雌雄蛾正常交尾——降低出生率。 2．種群與物種的關(guān)系 同一物種在不同區(qū)域內(nèi)可以有多個種群，但一個種群內(nèi)的個體都是同一物種(如下圖所示)。 (1)個體通過有機結(jié)合組成的整體為種群。 (2)物種因地理隔離形成不同種群。 (3)種群是物種存在的基本單位。 特別提醒：(1)年齡結(jié)構(gòu)能預測但不能決定種群密度的變化。 (2)出生率和死亡率不完全取決于年齡結(jié)構(gòu)，還與氣候、食物、天敵等因素有關(guān)，例如遇到劇烈的氣候變化，可使種群數(shù)量急劇減少。 [典例通關(guān)] 下列關(guān)于概念圖中序號所表達的含義，說法錯誤的是(　　) A．1代表種群密度 B．遷入率由4或5代表 C．2代表出生率或死亡率 D．6、7依次代表年齡結(jié)構(gòu)、性別比例 【技巧點撥】　(1)明確種群密度是種群基本的特征；(2)遷出率和遷入率不受其他因素的影響；性別比例主要影響出生率；年齡結(jié)構(gòu)既影響出生率，又影響死亡率。 C　[種群最基本的數(shù)量特征是種群密度，圖中1代表種群密度。種群密度直接受出生率和死亡率、遷入率和遷出率等的影響。6能影響直接決定因素中的兩個，因此6應(yīng)代表年齡結(jié)構(gòu)，7代表性別比例，2代表出生率，3代表死亡率，4或5代表遷入率。] 　(1)若該種群為蚜蟲，應(yīng)用什么方法調(diào)查？ 提示：樣方法。 (2)若2＜3則種群密度發(fā)生怎樣的變化？ 提示：種群密度下降。 [活學活用] 下列關(guān)于種群特征的敘述中，不正確的是(　　) A．種群的性別比例在一定程度上影響種群的出生率 B．種群密度預示著種群數(shù)量的未來變化趨勢 C．出生率和死亡率是決定種群數(shù)量的直接因素 D．進行種群密度的調(diào)查有利于合理利用生物資源 B　[種群的性別比例在一定程度上影響種群的出生率，A正確；種群密度反映了種群在一定時期的數(shù)量，不能反映種群數(shù)量的變化趨勢，B錯誤；出生率和死亡率及遷入率和遷出率是決定種群數(shù)量和種群密度的直接因素，C正確；進行種群密度的調(diào)查可以對農(nóng)林災害進行監(jiān)測和預報、對漁業(yè)捕撈強度進行確定等，有利于合理利用生物資源，D正確。] (備選習題) 下列關(guān)于出生率的敘述，正確的是(　　) A．若某一種群年初時的個體數(shù)為100，年末時為110，其中新生個體數(shù)為20，死亡個體數(shù)為10，則該種群的年出生率為10% B．若某動物的婚配制為一雌一雄，生殖期個體的雌雄比例越接近1∶1，則出生率越高 C．若通過調(diào)控環(huán)境條件，使某動物的性成熟推遲，則出生率會更高 D．若比較三種年齡結(jié)構(gòu)類型的種群，則穩(wěn)定型的出生率最高 B　[A項中，種群年初個體數(shù)為100，一年中新生個體數(shù)為20，出生率為20%，死亡個體數(shù)為10，死亡率為10%，種群年增長率為10%，故錯誤；B項中，婚配制為一雌一雄的動物，當雌雄比為1∶1時，每個個體都能產(chǎn)生后代，此時的出生率最高，所以雌雄比越接近該比例，出生率越高，故正確；C項中，調(diào)控環(huán)境條件，使動物性成熟推遲，動物的繁殖時期推遲，會導致出生率降低，故錯誤；D項中，三種年齡結(jié)構(gòu)類型的種群，增長型的出生率最高，故錯誤。] 誤區(qū)警示：種群特征在生產(chǎn)中的應(yīng)用 (1)城市人口的劇增——遷入率＞遷出率造成的。 (2)中國人口的增長——出生率＞死亡率造成的，不能單純地說是出生率高造成的。 (3)中國實行計劃生育政策——降低出生率。 (4)利用性引誘劑誘捕雄蛾——通過改變性別比例來降低出生率。 [當 堂 達 標固 雙 基] 1．下列生物屬于種群的是(　　) A．一塊玉米田里的全部玉米、雜草、昆蟲及其他生物 B．池塘和水庫里的全部鯉魚 C．一塊朽木上的全部真菌 D．一塊棉田中的全部幼蚜、有翅和無翅的成熟蚜 D　[種群強調(diào)的是一個區(qū)域、一個物種、一個群體，是指“同種”生物的總和，是同種生物中許多個體的集合體。A項明顯不符，它包括了多種生物；B項不是一個區(qū)域，而是兩個區(qū)域。C項中一塊朽木上的全部真菌，也不會是單一的真菌。D項中指的是全部的棉蚜。] 2．某課外活動小組在調(diào)查一片山坡上的蒲公英的種群密度時，做法錯誤的是(　　) 【導學號：85732125】 A．在山坡上選取40個樣方 B．每個樣方長和寬都是1米 C．樣方盡量選在蒲公英較多的地方 D．計算各個樣方內(nèi)蒲公英數(shù)目的平均值 C　[樣方的選取必須是隨機取樣，如果選在蒲公英較多的地方，獲得的數(shù)據(jù)肯定比實際種群密度大。] 3．調(diào)查某草原上蒼鷹種群密度的大小可采用的方法是(　　) A．總數(shù)量調(diào)查法　　　 B．標志重捕法 C．樣方法 D．無法估測 B　[對活動能力強的、活動范圍大的動物一般不采用樣方法而用標志重捕法。] 4．下列關(guān)于種群特征的說法中，正確的是(　　) A．出生率越高，種群數(shù)量增長越快 B．調(diào)查跳蝻的種群密度可用標志重捕法 C．年齡結(jié)構(gòu)能夠用來預測種群密度的變化趨勢 D．利用性引誘劑來誘殺害蟲的雄性個體，對種群的密度影響不大 C　[種群密度由出生率和死亡率決定，因此出生率越高，種群數(shù)量增長不一定越快，A錯誤；跳蝻的活動范圍小、活動能力弱，因此調(diào)查跳蝻的種群密度可用樣方法，B錯誤；年齡結(jié)構(gòu)能夠用來預測種群密度的變化趨勢，C正確；利用性引誘劑來誘殺害蟲的雄性個體，會破壞種群的性別比例，導致出生率降低，進而導致種群密度下降，D錯誤。] 5．右圖表示種群年齡結(jié)構(gòu)的一種類型。 (1)此圖表示________型的種群。 (2)此種群中________個體數(shù)少，________個體數(shù)多。 (3)據(jù)統(tǒng)計，這與我國某階段的年齡結(jié)構(gòu)大體相似，預測將來的一段時間內(nèi)人口數(shù)量的發(fā)展趨勢是________，因此，________應(yīng)該是我國該階段的一項基本國策。 [解析]　從圖示來看，種群中幼年個體數(shù)很多，老年個體數(shù)很少。這樣的種群正處于發(fā)展時期，種群密度會越來越大，是一個典型的增長型的年齡結(jié)構(gòu)類型。種群研究的理論應(yīng)用于人口研究是具有重要意義的，根據(jù)年齡結(jié)構(gòu)可以預測人口發(fā)展趨勢，由于我國人口在這一段時期內(nèi)將會大量增加，因此，計劃生育將仍然是我國該階段的一項基本國策。 [答案]　(1)增長　(2)老年　幼年　(3)大量增加　計劃生育 [核心語句歸納] 1．種群的特征包括數(shù)量特征、空間特征。 2．種群密度是指單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個體的數(shù)量，是種群結(jié)構(gòu)最基本的參數(shù)。 3．種群的年齡結(jié)構(gòu)是指一個種群中各年齡段的個體數(shù)量的比例。 4．測定種群密度常用的方法是樣方法和標志重捕法。 5．出生率和死亡率是決定種群密度的最直接因素，年齡結(jié)構(gòu)、性別比例是預測種群數(shù)量變化的主要依據(jù)。