【新课教学PPT课件】1.1 种群的数量特征 | 人教版高中生物学选择性必修2适用(2026版)
- 2026-11-07 20:39:05






















































一、教学目标(基于生物学核心素养)
1. 生命观念
理解种群作为生物进化和繁殖的基本单位,其数量特征(种群密度、出生率和死亡率等)共同决定种群数量变化,形成“整体大于部分之和”的系统观。
2. 科学思维
通过比较不同种群密度调查方法的适用范围及误差分析,培养归纳与演绎能力;通过分析年龄结构与种群数量变化的关系,发展逻辑推理能力。
3. 科学探究
掌握样方法和标记重捕法的操作流程(如样方选取、标记物要求),能独立设计并完成模拟调查实验,提升实验设计与数据分析能力。
4. 社会责任
结合东北豹等濒危动物保护案例,认识种群数量调查对生物多样性保护的意义,增强环境保护意识和社会责任感。
二、教学重难点
1. 教学重点
◦ 种群的数量特征及其相互关系。
◦ 样方法和标记重捕法的原理及操作要点。
2. 教学难点
◦ 样方法中“随机取样”和“边缘效应”的处理。
◦ 标记重捕法的计算公式及误差分析。
◦ 年龄结构对种群数量变化的预测逻辑。
三、教学方法
• 实验法:模拟样方法和标记重捕法的调查过程。
• 讨论法:通过问题串引导学生分析种群特征的相互关系。
• 情境教学法:以东北豹保护案例贯穿课堂,联系实际生活。
• 多媒体辅助法:利用PPT中的图片、视频及模拟实验素材强化直观认知。
四、教学过程
学习任务 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
情境引入:种群概念回顾 | 1.播放东北豹濒危现状的视频,提问:“如何保护东北豹?”(可补充)2.引导学生回顾种群的概念(“同时、同地、同种”),展示判断练习(如“一个池塘的全部鱼是否为种群”)。3.强调种群是生物进化和繁殖的基本单位。 | 1.讨论保护东北豹的前提(需了解其种群数量)。2.完成种群判断练习,归纳种群概念的核心要素。 | 以濒危动物保护为切入点,激发学习兴趣;通过实例巩固种群概念,为后续内容铺垫。 |
种群密度及调查方法:逐个计数法 | 1.提问:“如何描述种群数量?”引出种群密度的定义(单位面积/体积的个体数)。2.介绍逐个计数法:适用于个体大、数量少的种群(如珙桐),举例“调查山坡上的珙桐密度”。 | 1.明确种群密度是最基本的数量特征。2.分析逐个计数法的适用条件,对比“濒危生物”与“普通生物”的调查差异。 | 理解种群密度的内涵,区分不同调查方法的适用范围。 |
种群密度及调查方法:样方法 | 1.提出问题:“如何调查草地上蒲公英的密度?”引导学生思考“估算”的必要性。2.演示样方法步骤:-随机取样的重要性(避免主观偏差);-五点取样法(正方形地块)和等距取样法(长方形地块)的操作;-边缘效应处理(“计上不计下,计左不计右”)。3.组织模拟实验:用画有“蒲公英”的方格纸,小组用样方法估算密度。 | 1.小组合作完成模拟实验,记录样方数据并计算平均值。2.讨论:“样方大小和数量如何影响结果?” | 通过模拟实验突破难点,掌握样方法的操作细节;培养合作与数据分析能力。 |
种群密度及调查方法:标记重捕法 | 1.过渡:“活动能力强的动物(如东北豹)如何调查?”引出标记重捕法。2.推导公式:N=(初捕标记数×重捕总数)/重捕标记数,结合例题(鲫鱼调查:初捕106条标记,重捕91条含25条标记,计算N)。3.提问:“标记物脱落会导致结果偏大还是偏小?”引导误差分析。 | 1.推导公式并计算例题,验证结果。2.讨论影响结果的因素(如标记物醒目、个体未混匀等)。 | 通过数学推导理解原理,结合误差分析培养科学思维的严谨性。 |
出生率和死亡率 | 1.对比东北豹(年产1胎,每胎2-3仔)和鼠(年产数胎,每胎多仔)的繁殖能力,提问:“为何鼠的种群数量增长更快?”2.讲解出生率和死亡率的定义及计算(如2015年中国人口出生率12‰、死亡率7‰)。3.总结:出生率和死亡率直接决定种群密度。 | 1.分析繁殖能力差异对种群数量的影响。2.计算实例中的出生率和死亡率,归纳其与种群密度的关系。 | 联系生活实例,理解出生率和死亡率的生态意义。 |
迁入率和迁出率 | 1.补充资料:东北虎豹国家公园建立后,东北豹迁入我国东北地区。2.提问:“迁入率和迁出率如何影响种群密度?”3.拓展:城市人口变化中迁入率和迁出率的作用。 | 1.讨论东北豹迁入的原因及对种群数量的影响。2.归纳迁入率/迁出率与种群密度的关系(>、=、<时的变化)。 | 结合国家公园案例,强化社会责任意识,理解生态保护对种群的影响。 |
年龄结构和性别比例 | 1.展示年龄结构三类型图(增长型、稳定型、衰退型),提问:“哪种类型种群数量会增长?”2.引导分析我国人口年龄结构变化(少年儿童比例下降,老龄人口上升)。3.讲解性别比例的三种类型(雌雄相当、雌多雄少、雌少雄多),举例“性引诱剂诱杀雄性害虫的原理”。 | 1.对比三类型年龄结构的特征及发展趋势。2.讨论:“稳定型种群数量一定稳定吗?”3.分析性别比例对出生率的影响。 | 通过图表分析和现实问题讨论,提升逻辑推理能力,关注人口老龄化等社会问题。 |
总结与拓展 | 1.引导学生绘制概念图:种群数量特征的相互关系(如年龄结构影响出生率,进而影响种群密度)。2.布置作业:设计“校园杂草种群密度调查”方案。 | 1.小组合作完善概念图,梳理知识关联。2.撰写调查方案,明确取样方法和步骤。 | 构建知识体系,强化知识迁移能力,将课堂所学应用于实践。 |
五、板书设计
第1节种群的数量特征 一、种群的概念:同时、同地、同种生物全部个体 二、种群的数量特征 1. 种群密度(最基本) -调查方法: ①逐个计数法(个体大、数量少) ②样方法(植物、活动弱的动物)→随机取样、边缘计数规则 ③标记重捕法(活动强的动物)→N=(M×n)/m 2. 出生率和死亡率→直接决定种群密度 3. 迁入率和迁出率→直接决定种群密度 4. 年龄结构→预测种群数量变化(增长型/稳定型/衰退型) 5. 性别比例→影响出生率 三、特征间的关系:相互作用,共同决定种群数量 |
六、教学反思
1. 优势:
◦ 以东北豹保护贯穿课堂,将抽象概念与现实问题结合,提升学生的社会责任意识。
◦ 模拟实验和误差分析环节,有效突破样方法和标记重捕法的难点,培养了科学探究能力。
2. 不足:
◦ 样方法的“随机取样”操作中,部分学生仍存在主观偏差,需增加实地取样练习(如校园调查)。
◦ 标记重捕法的误差分析较复杂,少数学生对公式推导和因素影响的理解不够透彻,需设计更多分层练习。
3. 改进方向:
◦ 引入红外触发相机、粪便DNA分析等新技术案例,拓展学生对种群调查方法的认知。
一、课堂开场(对应PPT第1页 )
同学们好!上课!全体起立!
好,精神不错,请坐。
今天咱们正式进入一个全新的模块——选择性必修2《生物与环境》。这本书和之前学的必修1、必修2有非常大的不同,必修1我们研究的是细胞层面的生命,必修2研究的是个体层面的遗传变异,而从现在开始,我们要把视角拉高,从"个体"上升到"群体",去研究生物在自然界中以群体形式存在的规律。
好,大家翻到教材第1页,第1章——种群及其动态。第1节,种群的数量特征。
大家先看我PPT上这句话——"威震山林也有衰亡时刻,群体共存才有生命长河"。这话说得挺有哲理的对吧?一只老虎再厉害,也有生老病死;但一个种群可以延续千百万年。这就是"整体大于部分之和"的道理。
那问题来了——我们怎么来描述和研究一个种群呢?一个种群有哪些可以用数字来衡量的特征?这就是今天要解决的核心问题。
【过渡金句】要研究一个种群,我们首先得搞清楚——"这个种群到底有多少个体?"这就引出了我们今天的第一个概念。
二、问题探讨(对应PPT第2-3页· 东北豹情境)
先来观看一段视频(PPT第2页)...
(翻到PPT第3页)大家看这张照片,漂亮吧?这是东北豹,国家一级保护动物,非常珍稀。
2015年,我国科学家在东北长白山脉北部地区做了一个长期的野外观测,一共监测到东北豹42只。其中幼体2只,雄性成体21只,雌性成体17只,还有2只没能判断性别的成体。
好,问题来了。我请一位同学来思考——调查东北豹的种群数量,对保护它们有什么意义?给大家30秒想一想。
(停顿5秒)
来,请这位同学说一下你的想法。
预设学生A:"知道了有多少只东北豹,才能更好地制定保护措施。"
非常好,请坐!说到了关键点。你想想,如果连有多少只都不知道,你怎么判断它是不是濒危?怎么划定保护区的范围?怎么分配保护经费?所以,摸清家底是保护的第一步。
再来看第二个问题——调查东北豹种群中雌雄个体的数目,对预测种群发展趋势有什么意义?
(停顿5秒)
有没有同学想试试?来,后排那位举手的同学。
预设学生B:"雌性多的话,生的小豹子就多,种群数量就会增长。"
思路完全正确,请坐!雌性个体的数量直接影响种群的出生率,进而影响种群数量的变化。你看,科学家不光要数总数,还要看雌雄比例,这就是我们今天要学的种群数量特征中非常关键的一个。
【过渡金句】刚才我们聊了东北豹,其实在自然界中,任何一个生物类群都是以"种群"的形式存在的。那什么是种群?我们先来回顾一下。
三、种群概念回顾(对应PPT第4-5页)
大家看PPT上这几张图——一片树林中的全部猕猴,一片草地上的所有蒲公英。这些都是种群。
谁能用自己的话告诉我,什么是种群?
(停顿3秒)
好,一起说——
预设全班齐答:"生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。"
很好,这是大家初中就有基础的概念。种群(population),三个关键词——"一定区域""同种生物""全部个体"。
那我出几道题考考大家,看你们的基础扎不扎实。
第一题:一个池塘中的全部鱼,是不是一个种群?
(停顿3秒)
我听到有人说"是",有人说"不是"。来,大声告诉我——
预设学生C:"不是,因为池塘里有不同种类的鱼。"
对了!一个池塘里有鲤鱼、鲫鱼、草鱼……好多种鱼混在一起,那不叫"同种生物"。种群首先得是同一个物种。
第二题:一个池塘中的全部鲤鱼,是不是种群?
预设全班:"是!"
这个没问题。同种、同区域、全部个体,三个条件全满足。
第三题:两个池塘内的全部鲤鱼,是一个种群吗?
(停顿3秒)
这个有争议了哈。来,请这位同学说说你的判断。
预设学生D:"不是,因为两个池塘是隔离的,鲤鱼不能互相交配。"
分析得很有道理,请坐!两个池塘空间上是隔离的,鲤鱼之间没有基因交流,所以不能算一个种群。这也提醒大家——种群的一个重要特点是"一个种群就是一个繁殖单位",种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群是生物进化和繁殖的基本单位,这一点请大家在教材上画出来。
第四题:一片草地上的成年梅花鹿,是种群吗?
预设学生E:"不是,只说了成年,没有包括幼年个体。"
完全正确,请坐!种群必须包括该区域内该物种的全部个体,不分年龄、不分雌雄。
【过渡金句】好,种群的概念我们巩固好了。接下来进入今天的重头戏——种群有哪些可以用数字来描述的特征?
四、种群的数量特征概览(对应PPT第6页)
大家看PPT上这张图。种群的数量特征一共有六个,大家跟我一起数——
种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构、性别比例。
等等,我数出来是七个?不对,出生率和死亡率是一对,迁入率和迁出率也是一对,所以是四组六个特征。
在这六个特征中,有一个是最基本的,你们猜是哪个?
(停顿3秒)
预设学生F:"种群密度。"
没错!种群密度是种群最基本的数量特征。为什么它最基本?因为其他几个特征,最终都是为了解释或影响种群密度的变化。就像一个人的体重是最基本的健康指标,而饮食、运动、睡眠这些因素都是在影响体重。
【过渡金句】那什么是种群密度?怎么来调查它?这是我们接下来要重点解决的问题。
五、种群密度的概念(对应PPT第10页)
种群密度,英文叫population density,概念很直白——种群在单位面积或单位体积中的个体数。
举个例子,一片草地上每平方米有5株蒲公英,那蒲公英的种群密度就是5株/m²。一个池塘里每立方米水体中有10条鲫鱼,种群密度就是10条/m³。注意,陆地上的生物用"单位面积",水生生物用"单位体积"。
种群密度的应用非常广泛,大家看PPT——
濒危动物保护:你得知道还剩多少只,才能评估保护等级。农田杂草调查:草太多了要不要打除草剂?农林害虫监测和预报:虫口密度超过阈值就得喷药了。渔业上捕捞强度的确定:鱼多就多捕点,鱼少就得休渔。
所以你看,种群密度不是一个抽象的学术概念,它在现实生活中有大量的应用场景。
【过渡金句】那问题来了——怎么知道一个种群的密度到底是多少呢?总不能一只一只去数吧?诶,有时候还真得一只一只数。
六、逐个计数法(对应PPT第8页)
第一种方法,最笨但也最准确——逐个计数法。
适用于什么情况呢?分布范围小、个体较大的种群。比如调查某山坡上的珙桐密度。
大家看这张照片,珙桐是国家一级保护植物,被誉为"植物活化石""植物大熊猫",非常珍贵。它的分布范围相对有限,个体又大,一棵一棵数是完全可行的。
这里我要特别强调一点——对于数量较少的濒危生物,即使分布范围较广,也可以采用逐个计数的方法。为什么?因为人家本来就没多少了,你再不数清楚,保护工作就没法开展了。就像东北豹,全国就那么几十只,科学家是恨不得每只都装上GPS追踪器来数的。
但是同学们想一想,如果我要调查一片大草原上某种杂草的密度,你能一棵一棵去数吗?
预设全班:"不能!"
对,数到明年也数不完。这时候就需要更聪明的方法——估算法。
【过渡金句】逐个计数虽然准确,但大多数情况下不现实。科学家们在长期实践中,总结出了一系列巧妙的估算方法。
七、抽样调查法——灯光诱捕法(对应PPT第9页)
在介绍正式的估算方法之前,先看一个有趣的例子。大家看这张图——黑光灯。
对于有趋光性的昆虫,比如蛾子,可以用黑光灯在夜间进行灯光诱捕,根据单位时间内捕获的昆虫数量来估算它们的种群密度。这个方法简单粗暴,但确实管用。农民伯伯在田间放一盏灯,一晚上能抓到多少只害虫,大致就能判断虫害的严重程度。
好,接下来我们学习两种最重要的种群密度估算方法——样方法和标记重捕法。
【过渡金句】假如你面前有一大片草地,你想知道草地上蒲公英的密度,但你不可能数遍每一株蒲公英。怎么办?科学家说——"取一小块来数,然后推算整体。"这就是样方法的核心思想。
八、样方法(对应PPT第10-24页)
大家看PPT上的这几张照片——草地上蒲公英的密度、昆虫卵的密度、作物上蚜虫的密度、跳蝻的密度。它们有一个共同特点——这些生物要么不动,要么活动范围很小。对于这类生物,我们就可以用样方法来调查。
那什么是样方法呢?大家注意听,我概括为三步——
第一步,在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方。"样方"就是划定一个小区域,通常是一个正方形。
第二步,统计每个样方内的个体数,求出每个样方的种群密度。
第三步,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
就这么简单?对,核心思想就是"以小见大,以局部推整体"。
那取样有哪些讲究呢?我们来看两种常用的取样方法。
五点取样法(对应PPT第15-16页)
第一种叫五点取样法,适用于正方形或接近正方形的地块。
怎么做呢?先用铁钉和绳子围出一个大约40米×40米的正方形样地,然后拉出两条对角线,在对角线的交点——也就是正中心——取一个1平方米的样方,这是第1个样方。然后在交点到四个顶点连线的中点处,分别再取一个样方,一共5个。
你看这五个点的位置,像不像骰子上"5"那个面的排列方式?中间一个,四角各一个。所以叫五点取样法。
等距取样法(对应PPT第17页)
第二种叫等距取样法,适用于长方形的地块。
先在长方形样地上随机确定第1个样方的位置,然后沿着长边方向等间距地取后面的样方,比如每隔10米取一个,一共取5个。就像你用尺子在一条线段上等距地标了5个点一样。
⚠️【易错点强调】边缘效应(对应PPT第18页)
好,这里有一个非常重要的细节,考试经常考,大家打起精神来。
在统计样方内的个体时,有些个体刚好长在样方的边界线上,你说算不算?
如果都算,结果偏大;如果都不算,结果偏小。怎么办?
科学界有一个统一的处理原则,叫做——"计上不计下,计左不计右"。
什么意思呢?就是说,位于样方上边线和左边线(包括两个夹角)上的个体,要计数;位于下边线和右边线上的个体,不计数。
我给大家一个记忆技巧——你想象样方的四条边中,上面和左边是"自家的围墙",碰到就算;下面和右边是"别人家的围墙",归别人管,不算。
大家看PPT上这张图,标了叉号的那几个就是不该计的。这个原则保证了每个边界个体只被计算一次,避免了重复计数。
样方法的练习(对应PPT第19页)
来,趁热打铁,大家算一下PPT上这个模拟草地的蒲公英种群密度。
一共取了5个样方,每个样方的蒲公英数量分别是——3、3、4、3、3。
怎么算?
(停顿3秒)
一起说——
预设全班:"(3+3+4+3+3)÷5 = 3.2株/m²"
对了!就是这么简单,求平均值。这个3.2株/m²就是我们估算的种群密度。
样方法的适用范围(对应PPT第20页)
大家记住——样方法主要用于植物,也可以用于昆虫卵以及活动范围小、活动能力弱的动物,比如蚜虫、跳蝻。
关于样方的大小,这里给大家一个参考标准——
调查草本植物:1m×1m;调查灌木:3m×3m;调查乔木:10m×10m。
为什么?因为植物个体越大,需要的样方就越大,这样才能保证样方具有代表性。你总不能拿1平方米的样方去调查大树,那可能一棵都碰不到。
🔴【陷阱提问1——针对样方法】
好,我出一道"陷阱题"考考大家——
有人说:"一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。"这句话对吗?
(停顿5秒)
我听到有同学说对,有同学说不对。来,请这位说"不对"的同学说说理由。
预设学生G:"种群密度应该是单位面积内的个体数,不能只看总数量。"
非常准确!请坐!种群密度的定义是单位面积或单位体积中的个体数,不是总数量。1000株蒲公英分布在1平方米和分布在1000平方米,种群密度差了1000倍!所以,说"所有蒲公英的数量就是种群密度",偷换了概念,把"总数量"等同于"密度"了。
大家以后做题一定要看清——种群密度≠ 种群总数量。
【过渡金句】刚才我们学的样方法,适用于不怎么动的生物。但如果我要调查一群活蹦乱跳的老鼠的数量,样方法还行得通吗?显然不行——你圈一块地,老鼠早跑没影了。那怎么办?
九、标记重捕法(对应PPT第25-31页)
思考讨论(对应PPT第25页)
大家看PPT上这些动物——野兔、鹿、鸟类。能用样方法调查它们的种群密度吗?
(停顿3秒)
预设学生H:"不能,它们活动能力强,活动范围大。"
对,请坐!样方法的前提是调查对象基本不怎么移动。对于活动能力强、活动范围大的动物,我们需要另一种方法——标记重捕法。
方法原理(对应PPT第26-27页)
标记重捕法的操作步骤是这样的——
第一步,在种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后放回原来的环境。
第二步,经过一段时间,让标记个体和未标记个体充分混合。
第三步,再次捕获一部分个体,统计其中被标记的个体所占的比例。
核心假设是什么?——重捕样本中标记个体的比例≈ 整个种群中标记个体的比例。
用公式表示就是——
N / M = n / m
其中:N = 种群个体总数(未知),M = 第一次捕获并标记的个体数,n = 第二次重捕的个体总数,m = 重捕中标记个体的数量。
推导出来就是:N = M × n / m
计算练习(对应PPT第26-27页)
好,来实战一下。PPT上这道题——
在某池塘中,第一次捕获鲫鱼106条,做上标记后放回。第二次捕获鲫鱼91条,其中有标记的为25条。估算该池塘中共有多少条鲫鱼?
给大家30秒算一下。
(停顿5秒)
来,请一位同学说说计算过程和结果。
预设学生I:"N = 106 × 91 ÷ 25,约等于386条。"
完全正确,请坐!106乘以91等于9646,除以25等于385.84,约等于386条。
大家看PPT上还有一个用老鼠做的例子——第一次捕获12只并标记,放回后混匀,第二次捕获10只,其中标记的有4只。种群密度 = 12 × 10 ÷ 4 = 30只/hm²。
⚠️【易错点强调】标记重捕法的注意事项(对应PPT第29页)
这个方法看起来简单,但实际操作中有很多注意事项,大家一定要记住——
第一,标记物不能过分醒目,也不容易脱落。标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活动,不能对动物产生伤害。你想想,如果你给老鼠绑了个巨大的红色蝴蝶结,那不是标记,那是给猫送外卖。
第二,标记个体放回后,需要给足够的时间让它们和未标记个体混合均匀。不然标记的都扎堆在一起,你再去抓,全抓的是标记过的,比例就不准了。
第三,确保调查期间没有大规模的迁入和迁出,也没有外界因素的强烈干扰。
🔴【陷阱提问2——针对标记重捕法的误差分析】(对应PPT第31页)
接下来我要出一道有难度的题,这是高考常考的误差分析,大家仔细听。
如果标记物容易脱落,那最终估算的种群密度会偏大还是偏小?
(停顿5秒)
有同学犹豫了,没关系,我来引导你们分析一下。
公式是N = M × n / m,M和n都是确定的,关键看m——重捕中标记个体的数量。
如果标记物脱落了,那有些本来被标记的个体,你第二次抓到的时候已经不认得它了,所以m会怎样?
预设学生J:"m会偏小。"
对!m在分母上,m偏小,N就偏大。所以——标记物脱落会导致估算值偏大,也就是高估了种群密度。
同理,如果标记物过于醒目,导致被标记个体更容易被天敌捕食了,m也会偏小,结果也偏大。
反过来,如果被标记个体放回后还没充分融入种群就被再次捕获——比如它们还傻愣愣地呆在原地没跑远——m就会偏大,N就偏小,也就是低估了种群密度。
大家记住这个口诀——"分母小了结果大,分母大了结果小"。标记重捕法的误差分析,归根到底就是看m的变化方向。
【过渡金句】样方法和标记重捕法是两种最常用的种群密度调查方法。除此之外,随着科技的发展,科学家们还发明了很多新方法。
十、调查种群数量的其他方法(对应PPT第32页)
大家看PPT上这三种新技术——
第一种,红外触发相机。在野外安装红外相机,动物经过时自动拍照或录像。东北豹的调查就大量使用了这种方法,毕竟人家行踪隐秘,你不可能满山去找它。
第二种,通过微卫星DNA分子标记分析粪便。简单说就是——捡动物的粪便,提取DNA来分析有多少个不同的个体。这种方法的好处是——完全不需要接触动物本身。
第三种,基于声音的个体识别技术。有些鸟类和蛙类,每个个体的叫声就像指纹一样是独一无二的,科学家可以通过录音来识别不同个体。
这些方法不需要直接观察或捕捉动物,就能调查种群密度或种群数量,是现代生物学的进步。
【过渡金句】好了,到现在为止我们学了种群密度的概念和调查方法。但种群密度不是一成不变的,什么因素会让它增大或减小呢?这就引出了接下来两个非常重要的特征。
十一、出生率和死亡率(对应PPT第33-35页)
大家先来看一个有趣的对比——东北豹和鼠。
东北豹一般每年最多生一胎,每胎产2~3只幼崽,偶尔生1只或4只,幼豹要2~3岁才性成熟。而老鼠呢?一年能生好几胎,每胎产好多只小鼠,幼鼠当年就能性成熟繁殖了。
你说这差距有多大?如果一对东北豹和一对老鼠同时开始"建家立业",一年后老鼠家族可能已经有几十口了,而东北豹家族才多了两三口。
所以,繁殖能力强的种群出生率高,这是种群数量快速增长的内因。
好,正式来看概念——
出生率:单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。
死亡率:单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。
注意,这里说的是"比值",不是"绝对数量"。
来,我们算一道题。截至2015年年末,我国大陆总人口约13.7亿,2015年出生1655万人,死亡975万人。请计算出生率和死亡率。
(停顿5秒)
出生率= 1655万 ÷ 13.7亿 × 1000‰ ≈ 12‰
死亡率= 975万 ÷ 13.7亿 × 1000‰ ≈ 7‰
出生率大于死亡率,所以人口在增长。
⚠️【易错点强调】出生率和死亡率与种群密度的关系
大家看PPT上这三种情况,一起填——
出生率> 死亡率,种群密度——增大
出生率= 死亡率,种群密度——相对稳定
出生率< 死亡率,种群密度——减小
所以——出生率和死亡率直接决定种群密度。这句话请大家在教材上用红笔画出来,"直接决定"这四个字是核心关键词。
与社会的联系
大家看PPT上这张中国人口政策时间线图。从1949年的鼓励生育,到后来的计划生育,到2016年全面放开二孩,2021年放开三孩。这些政策本质上都是在调节人口的出生率,从而控制种群密度——或者说人口数量。当出生率过高时,政策收紧;当出生率过低、老龄化严重时,政策放松。
你看,国家制定人口政策的背后,其实就是我们今天学的这些种群数量特征的原理。
【过渡金句】出生率和死亡率是影响种群密度的"内因"。但一个种群的数量变化,除了"生"和"死"之外,还有一个重要因素——"来"和"走"。
十二、迁入率和迁出率(对应PPT第36-38页)
对于一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值,分别称为迁入率和迁出率。
和出生率死亡率一样的逻辑——
迁入率> 迁出率,种群密度——增大
迁入率= 迁出率,种群密度——相对稳定
迁入率< 迁出率,种群密度——减小
所以——迁入率和迁出率也直接决定种群密度。
与社会的联系(对应PPT第38页)
大家看这张中国人口分布图,东部沿海人口密集,西部高原人口稀少。造成这种不均匀分布的因素有哪些?
(停顿3秒)
预设学生K:"东部经济发达,就业机会多,气候也好,所以人口迁入多。"
很好,请坐!经济因素、气候因素、地形因素都会影响人口的迁入和迁出。如果你要研究一座城市的人口变化,比如深圳从一个小渔村变成千万人口的大都市,迁入率和迁出率就是不可忽视的关键因素。
再看东北豹的例子。由于过去采伐林木、垦荒种地等人为因素,东北豹曾经几近消失。但随着东北虎豹国家公园的建立,环境大大改善,东北豹逐渐回归、迁入我国东北地区。你看,迁入率的提高直接导致了种群密度的增加。
【过渡金句】出生率和死亡率、迁入率和迁出率这四对特征,可以直接决定种群密度的变化。但还有一些特征,它们不直接决定种群密度,却能影响或预测种群密度的变化趋势。这就是接下来要学的——年龄结构和性别比例。
十三、年龄结构(对应PPT第39-47页)
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。
大家把种群中的个体按年龄分成三组——幼年阶段、成年阶段、老年阶段。根据这三组个体数目的比例关系,年龄结构大致可以分为三种类型。
大家看PPT上这三幅图——
增长型:幼年个体多,老年个体少。整个图形像个金字塔,底宽顶窄。这种种群出生率高、死亡率低,种群数量会越来越大。
稳定型:各年龄期的个体数比例相当。图形像个钟形,中间和两端差不多。种群数量在一段时间内保持相对稳定。
衰退型:幼年个体少,老年个体多。图形像个倒金字塔,上宽下窄。种群数量会越来越小。
思考讨论
Q1:A、B、C三种年龄结构的种群,哪种数量会越来越大?
预设学生L:"A是增长型,因为幼年多,将来能繁殖的个体多。"
分析得非常到位,请坐!幼年和成年个体越多,老年个体越少,出生率就越高,死亡率就越低,种群数量增长就越快。
Q2:年龄结构为稳定型的种群,数量在近期一定能保持稳定吗?
(停顿5秒)
这个问题有难度了。
预设学生M:"不一定,因为还受食物、天敌、气候等因素影响。"
太棒了,请坐!年龄结构只是预测种群数量变化趋势的一个依据,不是唯一决定因素。出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还会受到食物供应、天敌数量、气候变化等多种因素的影响。此外,迁入率和迁出率也会改变种群数量。
甚至衰退型的种群,也可能因为食物充足、缺乏天敌或迁入率高等因素而实现增长。所以,年龄结构提供的是趋势预测,不是必然结果。
⚠️【易错点强调】年龄结构影响的是出生率和死亡率
大家注意这个逻辑链条——年龄结构是通过影响出生率和死亡率来间接影响种群密度的,而不是直接决定种群密度。
增长型:出生率> 死亡率 → 种群密度增大
稳定型:出生率≈ 死亡率 → 种群密度相对稳定
衰退型:出生率< 死亡率 → 种群密度减小
联系社会实际(对应PPT第38页)
大家看这组数据:1990年到2013年的24年间,我国0~14岁少年儿童占比从27.69%下降到16.41%,65岁以上老龄人口占比从5.57%上升到9.67%。这说明什么?
预设学生N:"说明我国正在进入老龄化社会。"
对,请坐!从年龄结构的角度看,我国的人口结构正在从增长型向稳定型甚至衰退型转变。这也是为什么国家放开了二孩、三孩政策——就是为了改善年龄结构,增加幼年个体的比例,提高出生率。
趁热打铁(对应PPT第44页)
PPT上有A、B、C三幅年龄结构图,请说出分别是什么类型。
(停顿3秒)
预设全班:"A是增长型,B是稳定型,C是衰退型。"
很好!再看拓展题——A和B两个国家的年龄结构图,哪个国家未来人口增长率高?
(停顿3秒)
预设学生O:"B国家,因为B的幼年个体占比更大。"
正确,请坐!B国家底部更宽,幼年个体比例更高,属于增长型,未来人口增长率更高。
【过渡金句】年龄结构帮我们预测种群的未来趋势。但还有一个特征也很重要,它直接影响出生率——这就是性别比例。
十四、性别比例(对应PPT第45-47页)
性别比例,也叫性比(sex ratio),是指种群中雌雄个体数目的比例。
自然界中大致存在三种类型——
雌雄相当型:多见于高等动物,比如人类、大多数哺乳动物,雌雄比例接近1:1。
雌多雄少型:多见于人工控制的种群,比如养鸡场里母鸡远多于公鸡。
雌少雄多型:多见于营社会生活的昆虫,比如蜜蜂,一个蜂群里只有一个蜂王是雌性,工蜂和雄蜂数量远多于雌性繁殖个体。
⚠️【易错点强调】性别比例的影响路径
注意这个逻辑链——性别比例影响出生率,进而影响种群密度。
为什么?因为如果一个种群中雌性个体数量大幅减少,能繁殖的个体就少了,出生率自然下降,种群密度就会降低。
⚠️【易错点强调】不是所有种群都有性别比例
这一点很多同学容易忽略——某些雌雄同株的植物,比如豌豆、玉米(同一株上既有雄花又有雌花),它们不存在性别比例的问题。性别比例这个特征只适用于雌雄异体的生物种群。
与实践的联系(对应PPT第46页)
大家看PPT上的这个案例——利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体。
性引诱剂是什么?就是模仿雌虫释放的性信息素,把雄虫吸引过来然后消灭它们。这样做的结果是什么?
(停顿3秒)
预设学生P:"雄性被杀了很多,雌虫找不到配偶,不能交配,出生率降低,种群密度下降。"
分析得非常完整,请坐!这就是通过改变害虫种群的性别比例来降低出生率,从而控制害虫数量的生物防治方法。比直接喷农药环保多了。
联系社会实际(对应PPT第47页)
我国法律严禁"非医学需要的胎儿性别鉴定"和"非医学需要的选择性别的人工终止妊娠"。从种群特征的角度分析,这条法律的意义是什么?
预设学生Q:"防止人为改变新生儿的性别比例,维持社会的和谐稳定。"
非常好,请坐!在自然情况下,新生儿的男女性别比例大致为1:1。如果人为选择性别,会导致性别比例严重失调,进而引发一系列社会问题。
【过渡金句】好,到现在为止我们已经学完了种群的全部六个数量特征。最后一个关键问题是——这些特征之间存在怎样的逻辑关系?
十五、归纳总结——种群数量特征的关系(对应PPT第48页)
大家看PPT上这张概念图,这是本节课最重要的总结图,请务必理解并记住。
种群密度位于最中心的位置,它是种群最基本的数量特征。
直接决定种群密度的有两组因素——
第一组:出生率和死亡率
第二组:迁入率和迁出率
这两组特征的变化,会直接导致种群密度的增大或减小。
间接影响种群密度的有两个特征——
年龄结构:通过影响出生率和死亡率来影响种群密度,同时还能预测种群数量的变化趋势。
性别比例:通过影响出生率来影响种群密度。
所以整张图的逻辑链是这样的——
年龄结构→ 影响出生率和死亡率 → 直接决定种群密度
性别比例→ 影响出生率 → 影响种群密度
迁入率和迁出率→ 直接决定种群密度
我用一句话来概括:"出生率死亡率、迁入率迁出率是'油门和刹车',直接控制种群密度的变化;年龄结构是'导航仪',告诉你种群未来要往哪个方向走;性别比例是'辅助方向盘',通过影响出生率来发挥作用。"
大家把这个比喻记下来,考试的时候回想这个画面就能理清关系。
十六、课堂练习(对应PPT第49-53页)
好,还剩大约8分钟,我们来做几道练习题巩固一下。
练习1(对应PPT第49页)
判断题,请大家快速作答——
(1)一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度 。——对不对?
预设全班:"错!"
正确。
(2)调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。——对不对?
(停顿3秒)
预设学生R:"对,青蛙的活动范围相对较小。"
嗯,这个判断是正确的。青蛙虽然能跳,但活动范围相比鸟类、哺乳类来说还是比较有限的,可以用样方法。
(3)种群密度与出生率成正比。——对不对?
(停顿3秒)
预设学生S:"不对……种群密度还受死亡率、迁入率、迁出率的影响。"
分析得很好,请坐!种群密度和出生率之间不是简单的正比关系。出生率高不代表种群密度就一定大,还要看死亡率等其他因素。
练习5(对应PPT第52-53页· 综合概念图题)
大家看PPT上这道综合题。图中是一个种群数量特征的概念图。
第(1)问:图中③和④表示什么?
从概念图的箭头关系来看——③和④都指向种群密度的变化,并且是"直接决定"的关系,所以③和④表示的是死亡率和迁出率(或出生率和迁入率,需要根据图中箭头方向具体判断)。
"避孕药"是通过什么来影响种群密度的?——降低出生率。避孕药让老鼠不能繁殖,出生率降低,种群密度下降。
第(2)问:控制网眼大小"抓大放小"后,年龄结构会变成什么类型?
预设学生T:"变成增长型A,因为大的被抓走了,剩下的小鱼多。"
思路正确,请坐!大量捕捞大鱼(成年个体),剩下的以幼年个体为主,年龄结构变成增长型。
用性引诱剂诱杀雄性个体,破坏了害虫的什么?——性别比例。性别比例被破坏后,出生率降低,最终年龄结构变成衰退型C。
第(3)问:标记重捕法中,部分被标记个体死亡,结果偏大还是偏小?
(停顿5秒)
预设学生U:"偏大,因为标记个体死了,重捕时m变小,N就偏大。"
完全正确,请坐!标记个体死亡→ 重捕中标记个体数m减少 → 分母变小 → 估算值N偏大。
最后一题:某种群初始数量为N,每年以150%的增长率增长,两年后数量是多少?
第一年后:N ×(1 + 1.5)= 2.5N
第二年后:2.5N ×(1 + 1.5)= 6.25N
答案是6.25N。注意这里是增长率= 出生率 - 死亡率 = 150%,即种群每年增长为原来的2.5倍。
十七、探究实践预告(对应PPT第21-24页)
好,最后给大家简单预告一下我们下一节课的探究实践活动——调查草地中某种双子叶植物的种群密度。
为什么要选双子叶植物?因为单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分很难辨别是一株还是多株。而双子叶植物的个体数目则容易辨别。区分方法——单子叶植物叶片一般呈条形或披针形,叶脉为平行脉;双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
大家看PPT上这张图——蒲公英就是典型的双子叶植物,网状脉非常明显。
做这个实验有两个关键点——
第一,为什么要随机取样?是为了使调查结果不受主观因素的影响,保证结果的准确性。如果你专挑蒲公英多的地方取样,那结果肯定偏大。
第二,样方数量会影响结果吗?会的。样方过少会导致误差较大,一般至少取5个样方。
另外提醒大家,做野外调查时要遵守安全规范——爱护植被,不攀折花木,不破坏草坪,不毁坏庄稼,不采食野果,不伤害野生动物。
下节课我们实地操作,大家提前做好准备。
十八、课堂小结与下课
好,让我们来做个课堂小结。
今天我们学习了种群的数量特征,一共六个——
种群密度是最基本的数量特征。出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度的变化。年龄结构预测种群数量的变化趋势。性别比例通过影响出生率来影响种群密度。
我们还学了两种调查种群密度的方法——样方法适用于活动范围小的生物,标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物。
最后大家记住那个概念图——这是理解本节所有知识的钥匙。
下节课我们将学习种群数量的变化规律,看看种群密度是怎样随时间波动的。
今天的作业是教材课后练习和配套练习册。
下课!全体起立!同学们再见!
【附】核心问题链
1.什么是种群?种群有哪些基本特征?
2.种群密度是什么?怎样调查种群密度?
3.出生率、死亡率如何影响种群密度?
4.迁入率、迁出率对种群密度有何作用?
5.年龄结构和性别比例如何影响种群的数量变化?
6.种群各数量特征之间存在怎样的逻辑关系?
【附】本节课易错点汇总
序号 | 易错点 | 正确理解 |
1 | 种群密度= 种群总数量 | 种群密度= 单位面积或体积中的个体数 |
2 | 年龄结构直接决定种群密度 | 年龄结构通过影响出生率和死亡率来间接影响种群密度 |
3 | 性别比例影响死亡率 | 性别比例影响的是出生率,进而影响种群密度 |
4 | 所有种群都有性别比例 | 雌雄同株的植物没有性别比例这一特征 |
5 | 稳定型种群数量一定不变 | 年龄结构只是预测趋势,实际还受食物、天敌、气候等因素影响 |
6 | 样方边界个体全部计入 | 遵循"计上不计下,计左不计右"的原则 |
7 | 标记重捕法中标记物脱落不影响结果 | 标记物脱落会导致m偏小,N的估算值偏大 |


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