第1節(jié) 種群的特征 目標(biāo)導(dǎo)航 學(xué)習(xí)要求 1．列舉種群的特征，并運(yùn)用樣方法調(diào)查種群密度。 2．解釋種群的數(shù)量變化，并嘗試建立數(shù)學(xué)模型。 3．描述群落的結(jié)構(gòu)特征。 4．闡明群落的演替。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 課前導(dǎo)讀 學(xué)習(xí)準(zhǔn)備 一、種群的概念 在一定自然區(qū)域內(nèi)的 生物的全部個(gè)體。 二、種群的特征 1．種群密度 ⑴概念：種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)，是種群最基本的 特征。 ⑵調(diào)查方法： 、 。 2．出生率和死亡率 ⑴概念： 新產(chǎn)生或死亡的個(gè)體數(shù)目占種群個(gè)體 比率。 ⑵意義：是決定種群大小和 的重要因素。 3．遷入率和遷出率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)遷入和遷出的個(gè)體占該種群個(gè)體 的比率。 4．年齡結(jié)構(gòu) ⑴概念：一個(gè)種群中 個(gè)體數(shù)目的比例。 ⑵類型： 、 、 。 ⑶意義：可預(yù)測(cè) 的變化趨勢(shì)。 5。性別比例：種群中 的比例。 三、用樣方法調(diào)查植物的種群密度 取樣的關(guān)鍵是做到 。常用的方法有： 和 。 破疑解難 一、 種群概念及其實(shí)質(zhì) 1．種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。一個(gè)種群中有不同年齡的個(gè)體；一個(gè)種群中可能有外表不同的個(gè)體；種群是宏觀、群體水平上研究生物的基本單位，種群不等于個(gè)體簡(jiǎn)單累加，種群內(nèi)個(gè)體之間通過特定關(guān)系構(gòu)成一個(gè)整體，表現(xiàn)出個(gè)體不具備的特征；個(gè)體生命有限，而種群一般不會(huì)因?yàn)閭€(gè)體的消失而消失；同一區(qū)域中往往生活著多個(gè)生物種群，不同的種群之間構(gòu)成一個(gè)相互依賴，相互制約的群體；種群是物種存在的具體形式；種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物繁殖的基本單位。 二、 種群密度的取樣調(diào)查方法 1．實(shí)習(xí)原理： 種群密度是指單位空間內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量。在一般情況下，逐一計(jì)數(shù)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)是困難的。常常用取樣調(diào)查法來估計(jì)整個(gè)種群的種群密度。也就是在被調(diào)查種群的生存環(huán)境內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)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 2．常用方法 植物多采用“樣方法”；動(dòng)物一般采用“標(biāo)志重捕法” 三、“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的有關(guān)問題 這種方法是在原形示范和具體指導(dǎo)下，讓學(xué)生完成嘗試、模仿性的操作。應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件，讓學(xué)生在真實(shí)的環(huán)境中，按照教材探究活動(dòng)指導(dǎo)的要求動(dòng)手操作。 1、提出問題 在著手調(diào)查之前，要明確調(diào)查的目的，確定探究的問題，帶著問題進(jìn)行調(diào)查。這就需要事先對(duì)調(diào)查區(qū)域有所了解。例如，調(diào)查區(qū)域的環(huán)境情況如何？有哪些生物種類？哪些因素影響區(qū)域內(nèi)植物的生長和分布？等等。不做到這一點(diǎn)，就難以理解調(diào)查結(jié)果，也難以與其他的觀察結(jié)果進(jìn)行比較。一般需要了解的因素有：地理位置、環(huán)境類型、生物種類和分布情況、氣候因素及其他與研究相關(guān)的細(xì)節(jié)，如人為因素、污染程度等。 只有通過認(rèn)真的觀察，才能真正發(fā)現(xiàn)有意義的問題，進(jìn)而提出有研究?jī)r(jià)值的問題。 2、制訂計(jì)劃 本課題的計(jì)劃主要是圍繞著如何確定“樣方”來制訂，也即為了獲取真正具有代表性樣本的信息。有代表性樣本的一般原則應(yīng)該是：隨機(jī)取樣、樣本數(shù)量足夠大、取樣過程沒有主觀偏見等。在自然環(huán)境下，生物的生長與分布往往是多種多樣的，這就決定了取樣的方式不能單一。 一般而言，取樣需要考慮的是：樣方的定位、樣方的大小、樣方的數(shù)量等問題。就均勻分布的情況而言，只要采取簡(jiǎn)單的隨機(jī)取樣方法即可，因?yàn)榉N群中每個(gè)個(gè)體都有相等的被選擇機(jī)會(huì)；而對(duì)于其他的分布情況（如系統(tǒng)分布、分層分布、梯度分布等），采取簡(jiǎn)單的隨機(jī)取樣方法未必能獲得有代表性的樣本。為了避免簡(jiǎn)單隨機(jī)取樣方法的不足，可以采用分層隨機(jī)取樣法，即將區(qū)域分為若干亞區(qū)域，然后在亞區(qū)域上進(jìn)行隨機(jī)取樣。 樣方大小應(yīng)視調(diào)查對(duì)象的大小和分布情況而定。顯然，在森林中對(duì)某種樹的調(diào)查與在草地上對(duì)某種草的調(diào)查的樣方大小是不同的。一般而言，對(duì)于分布不規(guī)則的種群，多個(gè)小樣方取樣比少數(shù)大樣方取樣效果更好。 樣方的數(shù)量越多，整體取樣花費(fèi)的時(shí)間、精力就越大。為了提高取樣的效率，人們總結(jié)了一些系統(tǒng)取樣的經(jīng)驗(yàn)，如五點(diǎn)取樣法和等距取樣法，等等。 此外，制訂計(jì)劃還應(yīng)當(dāng)包括團(tuán)隊(duì)如何合作以提高工作效率。團(tuán)隊(duì)合作是開展本項(xiàng)活動(dòng)的重要目的之一，在活動(dòng)之前教師要強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的重要性；在活動(dòng)過程中教師要留意各組團(tuán)隊(duì)合作的情況，對(duì)其計(jì)劃性、協(xié)調(diào)性、有效性等作出評(píng)判。 3、實(shí)施計(jì)劃 在實(shí)施調(diào)查的過程中，根據(jù)植物的分布和地形情況，做到簡(jiǎn)便、合理地選擇樣方并統(tǒng)計(jì)樣方中的個(gè)體數(shù)量是本項(xiàng)活動(dòng)的重點(diǎn)。為了便于學(xué)生在實(shí)地選擇樣方，教師可以事先將研究的調(diào)查區(qū)域繪制成平面圖提供給學(xué)生，讓他們先在平面圖上定好樣方，再根據(jù)既定的方案在實(shí)地確定樣方。 在統(tǒng)計(jì)樣方中個(gè)體數(shù)量時(shí)，遇到的問題之一是邊緣效應(yīng)，即如何處理樣方邊緣上的個(gè)體。一般而言，樣方頂邊、左邊及左角處的個(gè)體統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，其他邊緣不作統(tǒng)計(jì)。 4、結(jié)論 統(tǒng)計(jì)好樣方中個(gè)體數(shù)量后，求得樣方種群密度的平均值，該平均值即為調(diào)查區(qū)域該種群密度的估計(jì)值。應(yīng)結(jié)合調(diào)查區(qū)域的相關(guān)情況，對(duì)該估算值作出生物學(xué)的解釋。 總結(jié) 四、種群四大特征及內(nèi)在聯(lián)系 1．概念：在一定空間和時(shí)間內(nèi)的同種生物個(gè)體的總和 2．舉例：一個(gè)池塘里的全部鯽魚；一塊棉田重的所有棉蚜；一片森林中的全部楊樹。 3．特征 ⑴ 種群密度 概念：?jiǎn)挝豢臻g內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量。例如養(yǎng)魚池中每立方米的水體內(nèi)非洲鯽魚的數(shù)量 特點(diǎn)：不同物種的種群密度往往差異很大。同一物種種群密度在不同環(huán)境下也有差異 ⑵ 年齡組成 概念：指一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目 類型 類型 種群構(gòu)成特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì) 增長型 幼年個(gè)體很多，老年個(gè)體很少 種群密度會(huì)越來越大 穩(wěn)定型 各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中 種群密度在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定 衰退型 老年個(gè)體很多，幼年個(gè)體很少 種群密度會(huì)越來越小 如圖 增長型 穩(wěn)定型 衰退型 ⑶ 性別比例 概念：指雌雄個(gè)體數(shù)目在種群中所占的比例 類型：雌雄相當(dāng)：多見于高等動(dòng)物，如黑猩猩 雌多于雄：多見于人工控制的種群，如雞 雄多于雌：多見于營社會(huì)性生活的昆蟲，如白蟻 ⑷ 出生率和死亡率 出生率：指種群中單位數(shù)量的個(gè)體在單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)目 死亡率：指種群中單位數(shù)量的個(gè)體在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目 綜上所述，影響種群數(shù)量變化的因素如下 經(jīng)典例題 例1．下列環(huán)境中的生物，屬于種群的是 A．一個(gè)公園中的花卉 B．一個(gè)牧場(chǎng)里的家畜 C．一條河里的魚 D．一個(gè)蜂巢里的蜂 解析：考查種群的概念和種群與群落的區(qū)別。解答此題，要求全面理解種群、群落的概念及區(qū)別。種群是一定區(qū)域內(nèi)同種生物中許多個(gè)體的總和，群落則是各個(gè)生物種群的集合體，范圍比前者大，屬較高的結(jié)構(gòu)層次。選項(xiàng)A、B、C所指均是群落的一部分，而不是全部。 答案：D 評(píng)注：種群概念把握兩個(gè)要點(diǎn)：一是同種個(gè)體，二是同一區(qū)域。例，一菜地中的全部白蘿卜，就是一個(gè)種群；而一菜地中的全部蔬菜，既不是種群，又不是群落。解答此類題目，一定要緊扣兩個(gè)知識(shí)要點(diǎn)。 例2．按一對(duì)夫婦兩個(gè)孩子計(jì)算，人口學(xué)家統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，墨西哥等發(fā)展中國家的人口翻一番大約需20～40年、美國需40～80年、瑞典人口將會(huì)相對(duì)穩(wěn)定、德國人口將減少。預(yù)測(cè)人口的這種增減動(dòng)態(tài)主要決定于 A．種群數(shù)量和密度 B．種群年齡結(jié)構(gòu) C．種群性別比例 D．出生率和死亡率 解析：人口出生率和死亡率是影響人口增減的主要因素。如果出生率大于死亡率，人口呈現(xiàn)增長趨勢(shì)，因此出生率和死亡率是影響人口動(dòng)態(tài)的直接因素，但不是決定因素。對(duì)一個(gè)種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)，決定于該種群的年齡結(jié)構(gòu)構(gòu)，一個(gè)年輕個(gè)體占優(yōu)勢(shì)的種群，它預(yù)示著種群將有很大發(fā)展，因?yàn)檫@樣的種群，進(jìn)入生殖年齡的個(gè)體會(huì)越來越多，是一個(gè)急劇增長的年齡結(jié)構(gòu)。如果各年齡組成比例個(gè)體相等，老年組個(gè)體略小，則屬穩(wěn)定型。目前大多數(shù)發(fā)展中國家，人口的年齡結(jié)構(gòu)屬于急劇增長型；美國反緩慢增長型；德國屬衰退型。因此本題涉及的人口增長動(dòng)態(tài)是由年齡結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)所決定的。 答案：B 實(shí)踐探究 一、選擇題 1．下列不屬于種群的是 　　A．一個(gè)池塘中的全部鯉魚 B．一片森林中的全部山毛櫸 　　C．一塊棉田中的全部蚜蟲　 D．一片草原上的全部生物 2．下面關(guān)于種群的敘述不正確的是 　　A．種群中的個(gè)體之間可相互交配繁殖 B．一個(gè)種群由許多同種個(gè)體組成 　　C．種群的個(gè)體數(shù)量是經(jīng)常變動(dòng)的 D．種群內(nèi)的個(gè)體間常因空間和食物發(fā)生競(jìng)爭(zhēng) 3．決定種群個(gè)體數(shù)量變動(dòng)的因素，主要是 　　①種群密度和出生數(shù)量、死亡數(shù)量 ②年齡組成和性別比例 ③出生率和死亡率④遷出和遷入數(shù)量 　　A．①② B．②③ C．③④ D．④① 4．某種群中年輕的個(gè)體非常多，年老的個(gè)體很少，這樣的種群密度會(huì) 　　A．越來越大 B．相對(duì)穩(wěn)定 C．越來越小 D．絕對(duì)不變 5．我國的計(jì)劃生育政策為“提倡一個(gè)夫婦只生一個(gè)孩子”，從種群特征看，這種措施直接調(diào)節(jié) A．種群密度 B．年齡組成 C．性別比例 D．出生率 二、簡(jiǎn)答題 1．下圖為種群的年齡結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： ?。?）圖中B表示穩(wěn)定型，A表示_________型，C表示________型。 ?。?）B型的年齡結(jié)構(gòu)特征是______________。 ?。?）A型的種群密度的發(fā)展趨勢(shì)是_________________. 　（4）C型種群密度的發(fā)展趨勢(shì)是________________. 2．在對(duì)某地麻雀的種群密度的調(diào)查中，第一次捕獲了50只麻雀，將這些麻雀腿上套上標(biāo)志環(huán)并放掉，數(shù)日后，又捕獲麻雀40只，其中有標(biāo)志環(huán)的為10只。該地區(qū)約有多少只麻雀__________。 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 一、選擇題 1．有一位學(xué)者正在研究某種鳥的季節(jié)性遷徙行為，他研究的對(duì)象從生態(tài)學(xué)水平看屬于 A．生態(tài)系統(tǒng) B．群落 C．個(gè)體 D．種群 2．下圖是一個(gè)種群的年齡分布圖。哪個(gè)種群絕滅的機(jī)會(huì)最大 A　　　　　 B　　　　　 C　　　　　 D 3．有一塊草原上，有8戶牧民，每戶牧民各養(yǎng)了一群羊，其中，有6戶養(yǎng)的綿羊，有兩戶養(yǎng)的山羊，這8群羊是 　　A．一個(gè)群落 B．一個(gè)種群 　　C．兩個(gè)種群 D．八個(gè)種群 4．有一個(gè)自然村落南北各有一口池塘，這兩口池塘中生活著 　　A．一個(gè)鯽魚種群 B．兩個(gè)鯽魚種群 　　C．一個(gè)家魚群落 D．兩個(gè)家魚群落 5．利用人工合成的性引誘劑誘殺棉鈴蟲中的雄性個(gè)體，則該種群的密度會(huì) 　　A．明顯增大 B．明顯減小 　　C．相對(duì)穩(wěn)定 D．先增后減 二、簡(jiǎn)答題 蜜蜂是一種社會(huì)性昆蟲，一個(gè)蜂群中生活著一只蜂王、少數(shù)雄蜂和眾多工蜂。蜂王的主要職責(zé)是產(chǎn)卵，雄蜂同蜂王交尾，工蜂負(fù)責(zé)采集花粉、釀造花蜜、建造蜂房、飼養(yǎng)幼蜂、防御敵人等。蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而成，受精卵是發(fā)育為蜂王還是發(fā)育為工蜂，主要決定于幼蟲食用蜂王漿時(shí)間的長短；未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂。請(qǐng)回答： （1）一個(gè)蜂群內(nèi)的蜂王、雄蜂和全部工蜂在生物學(xué)上稱為 。 （2）同樣是受精卵，有的發(fā)育為蜂王，有的發(fā)育為工蜂，這一事實(shí)說明：生物的性別除受遺傳物質(zhì)控制外，同時(shí)還受 的影響。 （3）蜂王、雄蜂和工蜂的作用雖然各不相同，但共同生活在一起，這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱為 。 （4）許多將要孵出的幼蜂中，通常有多只將發(fā)育成蜂王（即“王儲(chǔ)”），但是最先孵化出來的那只蜂王出來后的第一件事，就是將那些即將孵出的“王儲(chǔ)”殺死在“襁褓”之中，這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱為 。 拓展延伸 [提出問題] 用模擬捉放法調(diào)查動(dòng)物種群密度。 材料用具：綠豆一包，紅豆100粒，大小燒杯各一個(gè)。 [探究過程] 輕松閱讀 旅鼠的集體自殺 據(jù)記載，在1868年春的一天，晴空萬里，陽光燦爛，一艘滿載旅客的航船行駛在碧波蕩漾的海面上，突然，人們發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)離挪威海岸線的海中，有一大片東西在蠕動(dòng)。原來是一大批旅鼠在海中游泳，一群接著一群，從海岸邊向海中游來。當(dāng)游在前面的旅鼠體力用盡后便溺死海中，緊隨其后的旅鼠仍奮不顧身繼續(xù)前進(jìn)，直到溺死為止。事后，海面上漂浮著數(shù)以萬計(jì)的旅鼠尸體。時(shí)至今日，這種現(xiàn)象仍屢有發(fā)生。 有人認(rèn)為，旅鼠的集體自殺，可能與種群密度太高有關(guān)。旅鼠有獨(dú)居的習(xí)性，當(dāng)其種群密度太高時(shí)，它們便會(huì)變得異常興奮和煩躁不安，再加上得不到充足的食物和生存空間，只好奔走他鄉(xiāng)，但也有很多實(shí)事并不支持這一觀點(diǎn)。 旅鼠究竟為什么自殺？科學(xué)家們雖然進(jìn)行了大量的觀察和研究，卻仍然眾說紛紜，莫衷一是，提不出一個(gè)令眾人信服的解釋來。 第4章 種群和群落 第1節(jié) 種群的特征