資源簡介

第1章 種群及其動態
第1節 種群的數量特征
一、教學目標
（1）列舉種群的數量特征，說明出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結
構和性別比例與種群密度的關系。
（2）說出調查種群密度的主要方法，運用樣方法調查草地中某種雙子葉植物
的種群密度。
二、教學重點
（1）種群的數量特征。
（2）調查種群密度的方法。
三、教學難點
（1）調查草地中某種雙子葉植物的種群密度。
四、課時安排
2課時
五、教學過程
（一）新課導入
講述前門三本教材的內容，說明選擇性必修2的學習內容：本書不再是研究生物個體的生命活動，而是研究個體以群體形式存在時的特征及其數量變化，研究不同生物種群之間的關系，生物與環境相互作用形成的統一整體及其功能，最后是人在保護環境方面能做哪些貢獻。
生物與環境就是生態學的研究范疇。
教師引導學生閱讀章首頁的內容，給出物種和種群的概念。同時引導學生思考：作為一種強悍兇猛的動物，我國野生東北豹為什么會面臨瀕危呢？展示云南蝗災圖片作為對比，再次提問：為什么看似柔弱的動物，它反而能泛濫成災？
要想研究怎樣保護瀕危動物以及怎樣防治有害生物，就必須研究清楚這些生物種群的數量特征以及種群的變化規律。下面，我們一起來了解種群的數量特征有哪些？
教師引導學生閱讀問題探討，思考問題1和2。
（二）講授新課
1、種群
（1）概念：在一定的空間范圍內，同種生物的全部個體叫作種群，如一片草地上的所有蒲公英。
（2）兩個要素：“同種”和“全部”。“同種”即同一物種，“全部”即全部個體。
（3）兩個條件：“時間”和“空間”。種群具有一定的時間和空間限制，離開一定的時間和空間的種群是不存在的。
（4）兩個基本單位：種群既是生物繁殖的基本單位，又是生物進化的基本單位。
（5）辨別下列哪個是種群：
一片農田中所有的水稻、一個池塘中所有的鯽魚、一片草地上所有的蝗蟲（是）
一個農民種的全部水稻、一個池塘中所有的魚、一片森林中所有的蛇、一片草地上所有的雌兔、一片森林中所有的喬木。（不是）
（6）物種與種群的區別
①種群是物種的存在形式，是物種在自然界存在的基本單位
②同一物種可以形成許多個種群，物種無地域界限，種群有
2、種群密度
（1）概念：種群在單位面積或單位體積中的個體數。
（2）舉例：如每平米草地上有多少株蒲公英？每立方米池塘中有多少條鯉魚？
（3）計算公式：種群密度＝種群的個體數量／空間大小（面積或體積）
（4）意義：種群密度是種群最基本的數量特征。
3、種群密度的調查方法
（1）逐個計數法
應用：調查分布范圍較小，個體較大的種群
舉例：調查某山坡上珙桐的種群密度
（2）估算法
①黑光燈誘捕法
黑光燈：一種特制的氣體放電燈，能發出紫外光，人類對此光不敏感
應用：趨光性昆蟲
舉例：某溫室中蛾類昆蟲的種群密度（有些昆蟲趨光，有些避光）
②樣方法
應用：植物，昆蟲卵，活動范圍小、活動能力弱的動物
方法：在被調查種群的分布范圍內，隨機選取若干個樣方，通過計數每個
樣方內的個體數，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均
值作為該種群的種群密度估算值
舉例：蚜蟲、蚯蚓、跳蝻、瓢蟲、青蛙
實驗：調查草地中某種雙子葉植物的種群密度
1、確定調查對象
單子葉草本植物地上部分常是叢生或蔓生，難以確定是一株還是多株，而雙子葉草本植物為單株，容易辨別其數目。
單子葉植物葉形為條形或披針形，葉脈一般是平行脈，雙子葉植物的葉脈一般是網狀脈。
2、選取樣方
①樣方數目：根據調查地段的大小確定，地段面積越大，選取的樣方數目越多。
②樣方大小：根據被調查生物的種類和分布情況確定。喬木：100m2、灌木：16 m2、草本：1m2
③取樣方法：根據取樣地的形狀確定，分為五點取樣法（適用于正方形或不規則地塊）和等距取樣法（適用于長方形或長條形地塊），每個小樣方的形狀可以是正方形、圓形、長方形等。
④取樣關鍵：隨機取樣，不能摻入主觀因素。
3、計數
原則：統計樣方內和相鄰兩邊及其夾角上的個體數。“計上不計下,計左不計右”
4、計算種群密度
先求各樣方內的種群密度，然后再求所有樣方種群密度的平均值。
提問：對于草原上的老鼠、兔子、蛇等，你能用樣方法進行調查嗎？
③標記重捕法
應用：活動范圍大、活動能力強的動物
方法：在被調查種群的活動范圍內，抽獲一部分個體，做上標記后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕到的動物中標記個體數占總體數的比例，來估算種群密度。
計算公式（種群數量）：初次捕獲并標記的個體數（M）／個體總數（N）＝重捕到的標記個體數（m）／重捕到的個體總數（n），即N=（M×n）／m
種群密度＝種群數量／樣方面積
注意事項：①調查期間沒有大量個體的遷入和遷出、出生和死亡
②標記物和標記方法對動物壽命、行為不產生傷害
③標記物不能過于醒目，必須能維持一定的時間，不能脫落
④標記個體在整個調查種群中均勻分布，標記個體與未標記個體在重
捕時被捕概率相同。
誤差分析：
① m值變大導致N偏小：
I.標記物影響了動物的活動能力，或標記物過于明使其第二次捕捉時更易被捕到。
② m值變小導致N偏大：
I.標記物使動物受驚嚇，從而不易被捕到。
Ⅱ.標記物影響動物的活動能力，使其更易被天敵捕食而減少。
Ⅱ.標記物易脫落，從而導致m值變小。
IV.調查期間被標記的動物放回后部分死亡。
過渡：種群密度只能反映種群在一定時期的數量，不能反映種群數量的變化趨勢，要想知道種群數量的消長，還要研究其他數量特征。
第2課時
1、出生率和死亡率
出生率：在單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比值
死亡率：在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比值
計算：某年內出生（死亡）個體數／年初本種群個體總數
關系：出生率＞死亡率，種群數量增加，
出生率＜死亡率，種群數量減少，
出生率＝死亡率，種群數量相對穩定。
意義：出生率和死亡率直接決定種群密度
2、遷入率和遷出率
單位時間內遷入或遷出的個體占該種群個體總數的比值。對于城市人口變化來
說，遷入率和遷出率更是不可忽視的因素。
關系：遷入率＞遷出率，種群數量增加，
遷入率＜遷出率，種群數量減少，
遷入率＝遷出率，種群數量相對穩定。
意義：遷入率和遷出率直接決定種群密度
3、年齡結構
概念：一個種群中各年齡期的個體數目的比例
增長型：幼年個體＞老年個體，一段時間后，幼年個體進入繁殖期，老年個體死亡，出生率＞死亡率，種群數量增加。
穩定型：幼年個體＝老年個體，出生率＝死亡率，種群數量基本不變。
衰退型：幼年個體＜老年個體，一段時間后，出生率＜死亡率，種群數量下降。
年齡結構影響種群的出生率和死亡率，通過年齡結構，我們可以預測種群數量的變化趨勢。
提問：年齡結構為穩定型的種群，種群數量在近期一定能保持穩定嗎？（不一定，因為出生率和死亡率不完全取決于年齡結構，還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響，此外，還受遷入率和遷出率的影響。）
4、性別比例
概念：指種群中雌雄個體數目的比例
意義：性別比例通過影響出生率間接影響種群密度
應用：利用人工合成性引誘劑殺死某害蟲的雄性個體。
說明：性別比例一般是1:1，也有例外，如營社會生活的昆蟲，雄性多于雌性，人工飼養的雞鴨，雌性多于雄性。
總結：
5、調查種群密度的其他方法
（1）紅外觸發相機
用于調查身體帶有天然印記的恒溫動物，如虎、豹
（2）動物糞便中的微衛星DNA分子標記
（3）動物聲音監測儀

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