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2019-2020年高中生物 4.1《種群的特征》教案 新人教版必修3 一、教學目標 知識目標：列舉種群的特征。 能力目標：嘗試用樣方法調查種群密度 二、教學重點和難點 1.教學重點：種群的特征。 2.教學難點：樣方的選擇和確定。 三、課時安排：2課時 四、教學方法：講述與學生練習、討論相結合 五、教學用具： 六、教學過程 〖章引入〗學生閱讀P59，特別強調種群的概念 〖板書〗物種：是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產生出可育后代的一群生物個體。 種群：在一定的自然區(qū)域，同種生物的全部個體形成種群；同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。 〖節(jié)引入〗以“問題探討”引入，生思考回答師提示。 提示：可采用課本介紹的兩種取樣方法取樣，用樣方法進行估算。也可以將模擬草地平均分成若干等份，求得其中一份的數量后，再估算整體的數量。 〖問題〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學生的思考，讓學生帶問題學本節(jié)。 〖板書〗第一節(jié)種群的特征 一、調查種群密度（種群密度是種群最基本的數量特征）的方法 種群密度：是指種群在單位面積（或體積）中的個體數量。（種群密度是種群最基本的數量特征） 〖探究〗學生閱讀思考討論，師提示。 〖講述1〗樣方法（quadrat method） 樣方法的方法繁多，依生物種類、具體環(huán)境不同而有所不同。樣方的面積有大有小，樣方形狀也有方形、長方形、圓形、條帶狀等多種，但是各種方法的原理卻是相同的。首先，在要調查的生物群落中，確定一個或數個范圍相對較大區(qū)域作為樣地；再在樣地中隨機選取若干個樣方；然后計數各樣方中的全部個體數量；最后，計算全部樣方個體數量的平均數，通過數理統(tǒng)計，對種群總體數量進行估計。 例如，假設隨機抽取樣方n個，每個樣方的生物個體數為X1，X2，X3，…Xn，則樣方的平均數X=∑Xn/n。 〖探討的討論〗生思考回答師提示。 1.提示：“問題探討”中調查對象是完全隨機分布的，且調查區(qū)域是規(guī)則的，調查對象與其他物體的區(qū)分是顯而易見的，因此，采用樣方法得到的估算值與真實情況比較容易接近（誤差小）。而在實地調查中，調查對象的分布往往不是隨機的，調查區(qū)域也往往不是規(guī)則的，還有許多其他因素會干擾和影響調查的準確性，因此，采用同樣的方法其結果誤差會比較大一些。但是，只要掌握了科學的調查統(tǒng)計方法，其誤差會控制在允許的范圍之內。 2.提示：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)計的結果（估算值）能更接近真實的情況。 3.提示：樣方的數量太少，其統(tǒng)計結果的誤差可能就較大；一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計結果越接近真實情況。但是，樣方數量太多，整體取樣花費的時間、精力就越多。從統(tǒng)計學上看，一定數量的樣方即可以保證統(tǒng)計結果的真實性。 4.提示：種群密度的調查結果應當允許在一定范圍內波動（不同小組對同一種群的種群密度調查結果可能是不一樣的。），例如5%以內。如果超出了此范圍，在其他條件相同的情況下，造成不一樣的原因應當首先歸結為采取不同的樣方法所致。所以，要針對實際情況，討論取樣方法是否存在問題。 〖講述2〗標志重捕法（mark-recapture method） 標志重捕法：是在一個有比較明確界限的區(qū)域內，捕捉一定量生物個體進行標記，然后放回，經過一個適當時期（標記個體與未標記個體重新充分混和分布后），再進行重捕。根據重捕樣本中標記者的比例，估計該區(qū)域的種群總數。這種方法一般適用于哺乳類、鳥類、魚類、昆蟲和腹足類等動物種群數量的絕對估計。 假定在調查區(qū)域中，捕獲M個個體進行標記，然后放回原來的自然環(huán)境，經過一段時間后進行重捕，重捕的個體數為n，其中已標記的個體數為m，根據總數N中標記比例與重捕取樣中標記比例相等的原則，即N∶M=n∶m，可得調查區(qū)域種群數量N=Mn/m。 〖板書〗二、出生率和死亡率 出生率：是指在單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比率。 死亡率：是指在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比例。 三、遷入率和遷出率 對一個種群來說，單位時間內遷入和遷出的個體，占該種群個體總數的比率，分別稱為immigration rate or emigration rate. 四、年齡組成和性別比例 種群的年齡結構是指一個種群中各年齡期的個體數目的比例。 幾種年齡型種群的特點 類型 種群構成特點 發(fā)展趨勢 圖示 增長型 幼年個體很多,老年個體很少 種群密度會越來越大 穩(wěn)定型 各年齡期的個體數目比例適中 種群密度在一段時間內保持穩(wěn)定 衰退型 老年個體很多,幼年個體很少 種群密度會越來越小 〖思考與討論〗生思考回答師提示。 〖提示〗1.提示：圖中A種群屬于增長型，C種群屬于衰退型，B種群屬于穩(wěn)定型。這是由于種群中年輕個體越多，一般來說出生率會越高，死亡率會越低。 2.提示：年齡組成為穩(wěn)定型的種群，種群數量也不一定總是保持穩(wěn)定。這是因為出生率和死亡率不完全決定于年齡組成，還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數量還受遷入率和遷出率的影響。年齡組成為衰退型的種群，種群數量一般來說會越來越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敵、遷入率提高等原因而使種群數量增長的情況。 〖板書〗sex ratio是指種群眾雌雄個體數目的比例。 〖板書〗五、種群的空間特征 〖小結〗種群特征之間的關系 種群的數量特征之間的關系 年齡組成 種群數量 種群密度 性別比例 出生率和死亡率 預測變化方向 直接影響 影響數量變動 決定大小和密度 種群具有個體所不具備的總體特征，這些指標多為統(tǒng)計指標，大體分為三類：（1）種群密度，它是種群的最基本的數量特征；（2）初級種群參數，包括出生率、死亡率、遷入率和遷出率。出生和遷入是使種群增加的因素，死亡和遷出是使種群減少的因素；（3）次級種群參數，包括性比、年齡結構和種群增長率等。 種群的數量是不斷變化的，造成其變化的因素是多方面的，但從個體數量上的變動來看，則表現為由出生、死亡、遷入和遷出四個基本參數所決定。這樣，種群在某個特定時間內數量變化可以用下式表示： Nt+1=Nt+（B－D）+（I－E） （Nt是時間t時的種群數量，B、D、I、E分別是出生、死亡、遷入、遷出的個體數，Nt+1是一個時期后、時間t+1時的種群數量，則有出生率=B/Nt；死亡率=D/Nt；遷入率=I/Nt；遷出率=E/Nt。） 〖作業(yè)〗練習一二 七、板書設計 物種：是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產生出可育后代的一群生物個體。 種群：在一定的自然區(qū)域，同種生物的全部個體形成種群；同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。 第一節(jié) 種群的特征 一、調查種群密度（種群密度是種群最基本的數量特征）的方法 種群密度：是指種群在單位面積（或體積）中的個體數量。（種群密度是種群最基本的數量特征） 1、樣方法 2、標志重捕法：是在一個有比較明確界限的區(qū)域內，捕捉一定量生物個體進行標記，然后放回，經過一個適當時期（標記個體與未標記個體重新充分混和分布后），再進行重捕。根據重捕樣本中標記者的比例，估計該區(qū)域的種群總數。這種方法一般適用于哺乳類、鳥類、魚類、昆蟲和腹足類等動物種群數量的絕對估計。 二、出生率和死亡率 出生率：是指在單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比率。 死亡率：是指在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比例。 三、遷入率和遷出率 對一個種群來說，單位時間內遷入和遷出的個體，占該種群個體總數的比率。 四、年齡組成和性別比例 1、種群的年齡結構是指一個種群中各年齡期的個體數目的比例。 幾種年齡型種群的特點 類型 種群構成特點 發(fā)展趨勢 圖示 增長型 幼年個體很多,老年個體很少 種群密度會越來越大 穩(wěn)定型 各年齡期的個體數目比例適中 種群密度在一段時間內保持穩(wěn)定 衰退型 老年個體很多,幼年個體很少 種群密度會越來越小 2、性別比例：是指種群眾雌雄個體數目的比例。 五、種群的空間特征 六、種群特征之間的關系 年齡組成 種群數量 種群密度 性別比例 出生率和死亡率 預測變化方向 直接影響 影響數量變動 決定大小和密度 [課堂反饋] 例1.下列可以稱為—個種群的是（ ）①黃山上所有的松樹 ②長江中下游所有的白鰭豚 ③某個村莊現有的人口以及 過去10年內去世的人口 ④南京某個池塘和徐州某個池塘中所有的滿江紅 ⑤一個蜂巢里的蜂 A.①②③⑤ B.②③④ C.②④⑤ D.②⑤ 例2.某一養(yǎng)魚池中，發(fā)現的浮游植物、浮游動物、各種魚類、還有多種微生物，其中鰱魚特別多，有鰱魚苗、小鰱魚和大鰱魚，那么你認為右稱為種群的是 A.浮游植物 B.浮游動物 C.魚類 D.鰱魚群 例3.有人對草原2公頃范圍內進行某種鼠的種群密度的調查，第一次捕獲并標志為78只，第二次標志68只，其中有標志的為30只，那么這種鼠的種群密度是 A.176只 B.88只 C.88只/公頃 D.176只/公頃 例4.下列生物屬于一個種群的是 A.一塊稻中的全部水稻、水草及其它生物 B.一個池塘中的全部魚類 C.一塊朽木上的全部真菌 D.一塊棉花田中的幼蚜蟲、有翅和無翅的成熟蚜蟲 例5.加拿大一枝黃花屬雙子葉多年生草本植物，原產北美，作為觀賞植物引人我國，現已在一些地區(qū)蔓延成災，有“植物殺手”之稱．嚴重威脅這些地區(qū)的生物多樣性。 為了研究加拿大一枝黃花在某地區(qū)的分布與危害性，有人做如下調查：將調查的地塊劃分成10等份，每份內取1個樣方，分別統(tǒng)計各樣方內的植物種類和數量，計算各種植物的種群密度。近五年植物種群變化的調查結果匯總如下： （單位/株m－2） 年份 種名 xx年 xx年 xx年 xx年 xx年 加拿大一枝黃花 1.9 5.1 9.4 15.1 16.5 狗牙根 8.0 6.2 5.6 3.9 1.6 巢菜 3.0 2.1 1.1 0.2 0 車前草 3.0 2.0 0.4 0 0 婆婆納 3.2 2.8 1.7 1.3 0 澤漆 2.1 1.8 1.5 1.0 0 小蘗 2.2 1.9 1.5 1.2 1.0 狗尾草 3.2 2.5 1.5 1.1 0.6 繁縷 8.0 3.2 1.1 0.5 0 卷耳 5.4 1.4 1.0 0 0 (1) 從上表可以看出，加拿大一枝黃花與其他植物間存在著明顯的競爭關系，加拿大一枝黃花在被調查的區(qū)域內具有 趨勢，不少植物在該區(qū)域內滅絕了，因此它嚴重破壞了該區(qū)域的生物 。 老年數 成年數 幼年數 (2) 本調查采用的方法是 ；取樣的關鍵除應考慮樣方的大小和數量外，還應 ；種群密度的計算方法是 。 左圖表示甲、乙兩種群的年齡結構，根據圖示分析這兩個種群數量發(fā)展的趨勢是 A.甲、乙都顯著增長 B.甲、乙都相對增長 C.甲顯著增長，乙穩(wěn)定發(fā)展 D.甲穩(wěn)定增長，乙顯著發(fā)展 例6.我國實行人口計劃生育，提倡少生優(yōu)生，從生態(tài)學種群的角度看，目的主要是 A.控制死亡率，降低人口種群密度 B.控制男女性別比例，降低人口密度 C.控制人口出生率，降低人口密度 D.控制人口雄性不育，降低人口密度 例7.下列關于種群的出生率和死亡率的敘述，不正確的是 A.影響生物種群出生率和死亡率的因素彼此有很大區(qū)別 B.人口出生率也屬生物種群出生率的大范疇之內 C.影響一般生物種群出生率和死亡率的因素和人口的出生率、死亡率彼此沒有區(qū)別 D.我國人口的出生率大于死亡率 例8.人口學家統(tǒng)計預測，世界上發(fā)展中國家，人口增長快，美國、瑞典等發(fā)達國家人口增長相對穩(wěn)定，西歐發(fā)達國家人口為負增長，這種預測增減動態(tài)的主要因素是 A.種群數量和密度 B.種群的年齡結構 C.種群的性別比例 D.種群的出生率和死亡率 [鞏固練習] 一、選擇題 1．下列實例中，屬于種群范圍的是 A.一個水池中的所有生物 B.某溫室中栽培的所有花卉 C.一個水池中的所有蝌蚪 D.某城市中的所有人口 2．下列各項中屬于種群的是 A.西雙版納森林中的全部生物 B.太湖中的全部鯉魚 C.大興安嶺中的全部林木 D.東海海洋中的全部水藻 3．下列生物同時生活在一座大山中，屬于一個種群的是 A.大大小小的山羊 B.各種毒蛇 C.所有雜草 D.整個昆蟲動物 4．下列動物調查研究中，不可用樣方法獲得種群密度的是 A.某種昆蟲卵的密度 B.作物植株上的蚜蟲密度 C.某地區(qū)蚯蚓的密度 D.某地田鼠的密度 5．下列敘述中符合種群密度概念的是 A.某地區(qū)每年新增人口的個體數 B.一畝水稻的年產量 C.某地區(qū)每平方米草地中某種雜草的數量 D.某河流中每平方米魚類的數量 6．種群是指一個生態(tài)系統(tǒng)中某一地區(qū)一定時期內 A.同種生物所有成熟個體的總和 B.同種生物所有個體的總和 C.所有生物成熟個體的總和 D.所有生物所有個體的總和 7．在下列生物種群中，不能用樣方法進行種群密度調查的是 A.蒲公英 B.馬尾松 C.蚯蚓 D.野兔 8．在下列生物種群中，不需用重捕標志法進行種群密度調查的是 A.田鼠 B.野兔 C.狼 D.蚜蟲 9．種群最基本的特征是 A.種群密度 B.年齡組成 C.性別比例 D.出生率和死亡率 10．一位生物學家正在研究某一鳥類的季節(jié)性遷徙行為，他研究的對象是 A.一個生態(tài)系統(tǒng) B.一個群落 C.一個個體 D.一個種群 11.預測一個國家或地區(qū)人口數量未來的動態(tài)信息主要來自 A.有居住人口不同年齡組成的比例 B.現有人口數量和密度 C.現有出生率、死亡率和遷移率 D.現有人口男女性別比 12.松林防治松毛蟲 害的常用方法有招引灰喜鵲和施放松毛蟲白僵病菌,灰喜鵲及白僵病菌與松毛蟲的關系分別是 ( ) A.競爭和共生 B.捕食和共生 C.捕食和寄生 D.寄生和捕食 13．如果一個種群的密度越來越小，最可能的原因是 A.種群處于衰退期 B.種群內雄性多于雌性 C.種群死亡率是10% D.群落結構太復雜 14．當大量的N、P流入河流后，引起了水體的富營養(yǎng)化，下列曲線中能代表沿河的藻類和浮游動物種群的可能變化的是 A B C D 注：橫坐標代表沿河距離 縱坐標代表生物數目 “ ”代表浮游動物 “ ”代表藻類 15．利用性引誘劑，誘殺某種昆蟲的雄性昆蟲，該昆蟲的種群密度在短時期內倒出現 A.先減少后增多 B.大量減少 C.大量增多 D.無顯著變化 16．下圖為某一鼠群遷入一個新的生態(tài)系統(tǒng)后的生長曲線，試分析該生長曲線中哪一段表示食物生存空間最可能成為該鼠群增長的限制因素 A. CD段 B. DF段 C. BD段 D. EF段 17．人口增長的三種類型（增長型、穩(wěn)定型和衰退型）主要取決于人群的 A．出生率和死亡率 B.遷入率和遷出率 C．年齡結構 D.性別比例 18．下列哪些情況不會導致種群密度愈來愈少 A．種群中的年齡結構合理適中 B.種群中的幼體數少，中老年個體數多 C.群中死亡率超過出生率 D.種群內雄性個體趨于不育 二、非選擇題 1.如果調查一塊100m2 的狹長地區(qū)草地中蒲公英分布比較均勻的地塊，以10個樣方10個小組分別統(tǒng)計一樣方的結果，如下表 組別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 株數（株/m2） 0 3 3 2 2 3 3 9 4 3 ⑴那么此調查用樣方法調查時，樣方的大小一般以 為宜 ⑵隨機取樣時,取樣方法以 為好. ⑶如果有兩組是經過詢問所報有數據,不真實,那么這兩個組可能是 組。 ⑷該地區(qū)蒲公英種群密度應為 . 2.用樣方法進行探究調查生物種群密度時,一般探究的過程是 、 、 、 、 。 3.試根據我國人口年齡性別構成圖回答： （1）圖形的左右兩邊大致對稱，表明男女人數基本平衡，出現這一現象的自然生理原因是_________。 （2）圖中Ⅰ階段表明當時我國人口發(fā)展的主要特點是_________。 （3）圖中Ⅱ階段表明我國人口發(fā)展的主要特點是_________，產生這一結果主要原因是_________。 老年 中年 幼年 4.下圖為某生物種群的年齡結構的一種類型，問⑴ 此圖所示為 型的種群⑵ 此圖中的某種群中的 個體多， 個體少。 ⑶ 20世紀70年代，我國人口（種群）組成相似，所以在以后一段時期內，我國人中發(fā)展趨勢為 。 ⑷ 我國實行 人口政策后，提倡一對夫婦只生一個子女，目前人口增長已進入6‰的低生育水平，但是由于人口基數大，我國人口將在較長時期內仍保持 增長。 5.下圖為種群的年齡結構示意圖，據圖分析回答 ♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀ 成年期 老年期 幼年期 A. B.. C.. ⑴ 圖中A表示種群的 型，A圖的年齡結構特征是 此時 大于 ，種群密度的發(fā)展趨勢是 。 ⑵ 圖中B表示種群的 型，B圖的年齡結構特征是 其中 和 相近。 ⑶ 圖中C表示種群的 型，其年齡結構特征是 ，種群密度的發(fā)展趨勢是 。 ⑷ 三圖中的雌雄性別比例約為 。 6．下圖為牛群和雞群兩個種群存活曲線，據圖分析說明： ⑴ 若曲線Ⅰ為某養(yǎng)牛場的牛群，表示該牛群屬于 型，因為該牛群中 個體很多，而 很少。則該牛群的種群密度會 ，表示該養(yǎng)牛場經營正常興旺。 ⑵ 曲線Ⅱ是某養(yǎng)雞場的雞群，屬于種群的 型，該雞場進入經營危機狀態(tài)。因為 太少 死亡太多，經營必須采取的措施是留下 雞，處理掉 雞，保持 雞多 雞少的性別比例；或購入或孵化大量 雞，加以良好的飼養(yǎng)管理，使之有很高的 ，讓雞群轉化為 型。 7.調查某草原田鼠數量時,在設置1公頃的調查區(qū)內，放置100個捕鼠籠，一夜間捕獲鼠X頭，將捕獲的鼠經標記后在原地釋放。數日后，在同一地方再放置同樣數量的捕鼠籠，這次共捕獲30頭，其中有上次標記過的個體10頭。請回答下列問題： (1) 若該地區(qū)田鼠種群個體總數為N，則N=_____頭(計算公式是N：[a]=[b]：[c])。 A．30 B．32 C．64 D．96 (2) 要使上面所計算的種群個體總數和實際相符，理論上在調查期必須滿足的2個條件是______。 A.有較多個體遷出調查區(qū) B．調查區(qū)內沒有較多個體死亡 C．調查區(qū)內沒有較多個體出生 D．有較多個體遷入調查區(qū) (3) 調查甲、乙兩草原所捕獲鼠的月齡， 它們的月齡構成如上圖。據圖分析： ________草原的田鼠種群屬于__________型；_________草原的田鼠種群屬于________ 型，可以預測，該草原鼠害將會嚴重，必須做好防治準備工作。 (4) 若某種群有成鼠。頭(計算時作為親代)，每頭雌鼠一生產仔16頭，各代雌雄性別比例均為1：1，子代幼鼠均發(fā)育為成鼠，所有個體的繁殖力均相等，則從理論上計算，第n代產生的子代數為_____頭。 A． a8n-1 B． a8n+1 C． a8n D． a8n-2 (5) 若將雌雄成鼠各若干頭，放在大小一定的籠內飼養(yǎng)，讓它們交配繁殖，且供給足夠的餌料和水，則籠內鼠數變化和飼養(yǎng)時間之間的關系，應為下圖中的曲線__________。 [課堂反饋] 例1．B. 例2．D. 例3．C. 例4．D. 例5⑴蔓延成災的 多樣性 ⑵樣方法 機取樣 所有樣方種群密度的平均值 例6．C. 例7．C. 例8．C. 例9．D. [鞏固練習] 一、選擇：1．B. 2．B. 3．A. 4．D. 5．C. 6．B. 7．D. 8．D. 9．A. 10．D. 11．A. 12. C. 13．A. 14．B. 15．B. 16．D. 17．C. 18．A. 二、非選擇： 1．①1m2的正方形 ②等到距取樣法 ③1及8 ④3株/m2 2．提出問題 制訂計劃 實施計劃 得出結論 交流表達 再討論 3．（1）男性產生兩種精子數目相等，且與卵細胞結合機率相等（新生兒男女比例接近1∶l） （2）出生率迅速增高，屬增長型 （3）衰減型 計劃生育政策取得效果 4．⑴增長 ⑵幼體 老年 急劇增長 計劃生育 持續(xù) 5． ⑴增長 幼體個體數目多 老年個體數目少 出生率 死亡率 越來越大 ⑵穩(wěn)定 幼體個數和成體個數目相當 出生率 死亡率 ⑶衰退型 老年個體數多 幼年個體數相對地少 越來越小 ⑷1∶1 6．⑴增長 幼體和成年體 老年體 越灰越大 ⑵成年雞 幼年雞 育齡 老齡 母 雄 幼雞 存活率 增長 7.　 (1)D (2)B、C (3)乙 穩(wěn)定 甲 增長 (4)C (5)C