人教版必修三第4单元教案.docx

1、人教版必修三第4单元教案第1课时种群的特征1.列举种群特征。2.简述种群特征间的基本关系。3.尝试用样方法调查种群密度。课程重点: 1.种群的特征;2.种群的空间特征。课程难点:样方的选择和确定。教学建议:在进行本课时内容的教学之前,教师应当将学生学习生物学的视角从微观个体水平转到宏观群体水平上来,阐明从宏观、群体水平上研究生物是生物学科发展的一个重要分支,这也充分反映了自然界生命系统的多层次性。从问题出发,落脚于对科学方法的学习,掌握调查种群密度的方法。一、种群的概念与特征1.种群的概念:在一定的自然区域内,同种生物的全部个体形成种群。2.种群密度是在单位面积或单位体积中的个体数,它是种群最

2、基本的数量特征。二、调查种群密度的方法1.样方法:适用于调查植物或不大活动的动物的种群密度,取样的方法有五点取样法和等距取样法。2.标志重捕法:适用于调查某些活动能力强、活动范围大的动物的种群密度。三、种群的其他数量特征1.出生率和死亡率(1)概念:出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。(2)意义:决定种群大小和种群密度的重要因素。2.迁入率和迁出率(1)概念:单位时间内迁入或迁出的个体,占该种群个体总数的比率。(2)意义:影响种群大小和种群密度。3.年龄组成(1)概念:种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期的个

3、体数目的比例。(2)分类:种群的年龄组成大致可分为增长型、稳定型、衰退型三种类型。(3)意义:可以预测种群未来发展趋势。4.性别比例(1)概念:性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。(2)应用:利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体,破坏了害虫种群正常的性别比例,就会使很多雌性个体不能完成交配,从而使该种害虫的种群密度明显降低。1.某一定区域内的全部细菌、全部蛇或全部蓝藻能否构成种群?答案:不能。2.种群的特征有哪些?种群密度的常用调查方法有哪些?答案:种群的特征包括数量特征、空间特征和遗传特征。种群密度的常用调查方法有样方法、标志重捕法。3.在种群的数量特征中,可预测种群数量

4、的变化趋势的是什么?决定种群大小和种群密度的是什么?直接影响种群大小和种群密度的是什么?答案:年龄组成;出生率和死亡率以及迁入率和迁出率;性别比例。知识点一:种群的特征1.如何理解种群?以下属于种群的有哪几项?某池塘中的全部鱼某片森林中的全部鸟某农田中的全部细菌某湖泊中的全部鲤鱼答案:某区域内所有同种的生物个体的总和构成一个种群;某湖泊中的全部鲤鱼属于同一种群。2.请完成下面种群特征的概念图。答案:3.种群具有年龄组成、性别比例、出生率、死亡率、迁入率、迁出率等数量特征,种群中的个体是否也具有这些特征?答案:种群中的个体不具有这些特征;个体具有年龄、性别、出生、死亡、迁入、迁出等特征。知识总结

5、种群密度是种群最基本的数量特征。出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,但是能够用来预测和影响种群密度的变化趋势;气候、天敌、传染病等也影响种群密度的改变。知识点二:种群密度的调查方法调查分布范围较大的种群,一般总数调查较难,常常计数种群的一部分,估算种群密度。植物和部分动物用样方法,多数动物用标志重捕法。1.什么叫样方法?哪些生物的种群密度调查适合用样方法?答案:样方法是指在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。适用

6、范围:植物的种群密度调查;活动能力较弱、活动范围小的动物,如昆虫的卵、蚜虫、跳蝻和蚯蚓的密度等。2.(1)什么叫标志重捕法?哪些生物的种群密度调查适合用标志重捕法?答案:标志重捕法是指在被调查动物种群的活动范围内捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间(标志个体与未标志个体重新充分混合分布)后,进行重捕,据重捕动物中标记个体数占总个体数的比例,来估计种群密度。适用范围:活动能力强和范围大的动物。如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。(2)如何依据调查数据进行计算?答案:计算公式: =。计算出X,即为该区域内的种群数量,再依据该空间的面积或体积大小进一步计算种群密度。

7、知识总结样方法调查种群密度时需注意的问题调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物,而双子叶草本植物则容易辨别个体数目。选取样方时要随机取样。非长条形地段可用五点取样法,长条形地段用等距取样法。样方数目不能太少。选取样方的个数要依总面积的大小而定,总面积大的选取样方要多些。样方大小要适中。植物的大小不同,样方面积也应不同。一般来说,乔木、灌木、草本植物的样方依次为100 m2、16 m2、1 m2。计数时统计样方内部以及相邻两条边(含顶角)上的个体。用所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。例1下列选项中,不属于对种群数量特征描述的是()。A.我国的人口

8、将逐渐步入老龄化阶段B.2003年,广东省人口的出生率为1.329%C.橡树种子散布能力差,常在母株附近形成集群D.由于薇甘菊入侵,松树种群死亡率较高【解析】种群的数量特征主要是指种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率等。A选项指的是年龄组成;B选项指的是出生率;D选项指的是死亡率;而C选项与种群数量特征无关,属于种群的空间特征集群分布。【答案】C 技巧归纳 例2下列调查活动中,相关叙述正确的是()。A.利用标志重捕法调查时,部分鲤鱼身上的标志物脱落则所得到数值偏大B.标志重捕法中个体被捕捉的概率与标志状况、年龄和性别有关C.计数每个样方的种群密度,取其最大值作为该种群的

9、种群密度估计值D.样方法调查草地中的蒲公英时,不统计正好在样方线上的个体【解析】本题考查种群密度调查的方法与实验结果的分析能力,属于应用层次。利用标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时,由于部分鲤鱼身上的标志物脱落,导致被标记的个体重捕的概率减少,因此实验计算所得到数值与实际数值相比偏大。标志重捕法中标志个体与未标志个体被捕捉的概率相等,与年龄和性别无关。样方法中以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。样方法调查草地中的蒲公英时,应统计样方内部的个体以及相邻两条边(含顶角)的个体。若不统计正好在样方线上的个体,则导致统计数值偏小。【答案】A 技巧归纳标志重捕法调查的前提和标志要求需

10、注意的问题前提:标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。若某动物被捉过一次后更难捕捉,则该方法调查所得的种群密度与实际相比可能会偏大。在调查期内应没有新的出生和死亡,没有迁入和迁出。标志要求:a.标志不能过分醒目;b.标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生对于寿命和行为的伤害;c.标志符号必须能够维持一定的时间,在调查研究期间不能消失;d.标志重捕法必须在一个比较明确界限的区域内进行,估计的是该区域的种群总数。1.a具有出生、性别、年龄、死亡等特征,b具有出生率、性别比例、年龄组成等特征,那么a和b的特征分别属于()。A.物种的个体,一个鲤鱼种群B.物种的个体,一条鲤鱼C.种群,一个鲤鱼

11、种群D.种群,一条鲤鱼【解析】本题考查个体和种群之间的关系。a表示的特征属于个体具有的,b表示的特征是种群具有的。 【答案】A2.假如要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度,通常采用的调查方法分别是()A.标志重捕法、样方法B.标志重捕法、标志重捕法C.样方法、样方法 D.样方法、标志重捕法【解析】鼠的活动能力强、活动范围广,用标志重捕法调查;蚯蚓的活动能力较弱,可用样方法调查。【答案】A3.某科技小组在调查一块方圆为2 hm2的草场中灰仓鼠的数量时,放置了100个捕鼠笼,一夜间捕获了50只,将捕获的灰仓鼠做好标记后在原地放生。5天后,在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼,捕获了42只,其中有上次

12、标记的个体13只。由于灰仓鼠被捕一次后更难捕捉,因此推测该草场中灰仓鼠的种群数量最可能()。A.小于92只B.大于92只C.小于161只 D.大于161只【解析】根据公式:第一次标志数/种群数量=第二次标志数/第二次捕获数,故种群数量=504213161,但由于灰仓鼠被捕一次后更难捕捉,所以灰仓鼠重捕时带标记的个体 数量应多于13只,因而该草场中灰仓鼠的种群数量应小于161只。【答案】C4.预测一个国家和地区的人口数量未来动态的信息主要来自()。A.居住人口不同年龄组成的比例 B.现有人口数量和密度 C.出生率、死亡率和迁移率D.男女性别比【解析】预测一个国家和地区的人口数量未来动态的信息可来

13、自年龄组成和性别比例,但因男女性别比变动不大,故主要来自年龄组成。【答案】A5.种群的年龄组成大致可分为下图A、B、C三种类型,请据图回答:(1)我国在20世纪5060年代出现生育高峰,因此造成70年代初人口的年龄组成为图中 类型,在这以后一段时间内,我国人口密度的发展是,人口的出生率死亡率。(2)在渔业生产中要严格控制渔网孔的大小,以保护幼鱼,这将会使捕捞后鱼群的年龄组成为图中类型。农业生产上应用性引诱剂来干扰昆虫交尾,有可能使害虫的年龄组成为图中类型。【解析】解答此类试题,关键是识别三种图形,A为增长型,B为稳定性,C为衰退型;我国在20世纪5060年代出现生育高峰,因此年龄组成为增长型。

14、【答案】(1)A越来越大大于(2)AC1.下列叙述中,属于种群密度描述的是()。A.斑马在草原上成群活动B.每毫升河水中有9个大肠杆菌C.稗草在稻田中随机分布D.木棉树在路旁每隔5米种植一棵【解析】依据种群密度的概念, 只有B项符合“种群在单位面积或单位体积中的个体数”。【答案】B2.海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,有利于资源的可持续利用。下列解释不正确的是()。A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会B.减少捕捞强度,保持足够的种群基数C.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的恢复D.改变性别比例,提高种群出生率【解析】使用网眼尺寸较大的网具捕捞,使更多的幼体能够逃脱,

15、得到生长和繁殖的机会。这样既能保持足够的种群基数,又能维持增长型的年龄结构,有利于资源的可持续利用。但网眼的大小并不能改变性别比例。【答案】D3.在昆虫繁殖季节,使用特定的性引诱剂,可以将某种昆虫的雄性成虫诱杀。其结果与不使用性引诱剂相比,将是()。改变子代的性别比例改变子代的种群密度改变子代的基因频率改变子代种群空间特征A.B.C. D.【解析】使用性引诱剂后,将某种昆虫的雄性成虫诱杀,改变了种群的性别比例,从而影响种群密度。由于抗性引诱剂的昆虫不被诱杀,导致子代的基因频率发生改变。【答案】B4.下列有关种群特征的叙述,错误的是()。A.不同物种的种群密度往往差异很大B.年龄组成是指种群中各

16、年龄期的个体数目 C.同一物种的种群密度不会发生变化 D.出生率和死亡率是指种群在单位时间内新产生和死亡的个体数目【解析】考查对种群特征的理解。种群具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等特征。种群密度会因种群的不同而有较大差异。同一物种在不同的环境条件下的种群密度也有差异,如一片农田中的东亚飞蝗,在夏天种群密度较高,在秋末天气较冷时种群密度就降低。【答案】C5.下列关于样方法调查结论的处理措施,正确的是()。A.得出的结论与其他同学的不一致则舍弃 B.无论样方数据大小,只要取其平均值就可接近真实密度 C.取样方计算时,选生物密度大的区域更科学 D.多次取样,舍弃数据悬殊的个别样方,

17、取其平均值【解析】样方的选取要有代表性,个别样方由于生物生存条件优越或恶劣而不具有广泛的代表性,要舍弃其数据参考。【答案】D6.用样方法调查某生物的种群密度时,取样的关键是 ()。A.样方的大小 B.随机取样 C.五点取样 D.等距取样【解析】用样方法调查某生物的种群密度时,取样的关键是随机取样。【答案】B7.下图是一个种群的年龄分布图。种群灭绝的机会最大的是()。【解析】从图中分析可看出,D图所示的年轻的个体很少,而年老的个体很多,故将来种群死亡率很高,出生率很低,种群灭绝的机会最大。【答案】D8.下列有关调查动物种群密度方法的叙述,正确的是()。A.草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行

18、调查 B.对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度 C.运用标志重捕法调查时,个体被捕捉的概率应相等,而与标记状况、年龄和性别无关 D.对农作物上的蚜虫,植物叶片上的昆虫卵常采用标志重捕法调查种群密度【解析】跳蝻活动范围很小,一般用样方法进行调查。对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用标志重捕法调查种群密度。运用标志重捕法调查时,个体被捕捉的概率应相等,而与标记状况、年龄和性别无关。对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用样方法调查种群密度。【答案】C9.红豆杉是我国珍贵濒危树种。南京中山植物园于上世纪50年代从江西引进一些幼苗种植于园内。经过几十年的生长繁殖,现在已形成

19、了一个种群。请回答下列问题。(1)如果对红豆杉种群密度进行调查,常用的方法是。(2)将统计到的植株按高度(h)分为5级,每一级的植株数量见下表。等级a级b级c级d级e级高度(cm)h1010h30 30h100100300数量(株)1206232166根据表中数据,在下面的坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图。 (3)由表可以看出,此红豆杉种群的年龄结构属于。【解析】本题主要考查种群的特征与种群密度的调查,意在考查考生的信息转换能力。(1)调查植物种群密度常用样方法。(2)要注意信息转换是绘制柱状图而不是曲线图。先标出横纵坐标的含义与数值。(3)因红豆杉幼年个体很多,故年龄组成为增长型。【

20、答案】(1)样方法(2)如下图(3)增长型10.下列结合种群特征的概念图所作的分析,错误的是()。A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响B.种群密度是种群最基本的数量特征C.预测种群数量变化的主要依据是 D.南京人口在春运期间数量变化主要取决于图中【解析】本题考查种群的特征及相互之间的内在联系。因种群密度取决于,故应是出生率和死亡率,但结合图解中影响的只是,故为性别比例,为出生率;则为死亡率,是年龄组成。D项中南京人口在春运期间数量变化主要取决于图中的迁入率和迁出率。【答案】D11.某种群死亡率如下图中,出生率如下图中,则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点()。A.a B.b C.c

21、 D.d【解析】开始时出生率大于死亡率,所以个体数量增加;当出生率降到等于死亡率时,个体数目最大;当死亡率大于出生率时,个体数目就会减少。【答案】C12.在一块方形的样地中,调查蒲公英的种群密度时,下列哪项不会影响调查结果的准确性()。A.从样地中选取样方的多少;从样地中选取的样方里蒲公英数目的多少B.从样地中选取的样方里蒲公英数目的多少;样地中群落的丰富度C.所选样地是长方形还是正方形;从样地中选取样方的多少D.样地中群落的丰富度;从样地中选取样方的方法是否具有随机性【解析】本题强调的是对“调查结果的准确性”的影响。取样方法是五点取样法、等距取样法,样地是长方形还是正方形对调查结果均没有影响

22、。样方数目和取样的随机性会影响调查结果,但样地中蒲公英的数目多少和其他生物的多少均不影响调查结果。【答案】B13.对某地区新引入的一种鸟类进行种群调查研究,资料如下:那么1990年1995年该鸟类种群的生长曲线是()。年份种群数量捕捉标志数第二次重捕数重捕个体中的标志数199050199180199280801619938080819948080101995808013【解析】设每年种群数量为N,捕捉标志数为x,第二次重捕数为y,重捕个体中的标志数为z,则根据公式Nx=yz,计算出19921995年种群数量分别为N92=400只,N93=800只,N94=640只,N95=492只。根据计算出

23、的数量描点画图即可。【答案】C14.科学家从观察某种群的1000个新生个体开始,跟踪记录每一个体的死亡年龄,然后以年龄的增长为横坐标,以种群中的存活个体数量对数值为纵坐标,绘成“存活曲线”。右图所示的是某三个种群的存活曲线(分别用、表示)。请分析回答下列问题:(1)从曲线(写出图中的标号)可以得出该种群中各年龄段死亡率都相同的结论。(2)不同种群的亲代对后代抚育和保护的情况常常是不同的。研究表明,“存活曲线”的形状与种群中亲代对后代抚育和保护的程度有关。人的存活曲线类似于;蛙的存活曲线类似于。(3)除死亡率外,种群数量的变化还由等影响。【解析】曲线所代表的生物在生理死亡年龄以前的存活率较高,与

24、人类相同;曲线的存活率直线下降,说明各个年龄段的死亡率相同;曲线显示该生物在幼年时期的死亡率较高,与青蛙的存活率相符。【答案】(1)(2)(3)出生率、迁入率、迁出率(各种环境因素影响应该是包括在上述几项中)15.调查统计的方法被广泛应用于生物科学研究之中。请回答:(1)标志重捕法的前提是标记个体和未标记个体在重捕时被捕获的相等。标记技术极为重要,例如:标记物和标记不能,否则可能改变该动物与其捕食者之间的关系;标记符号必须能维持一定时间。(2)为了模拟样方法测定种群密度,两位同学分别在1张50 cm50 cm的白纸上制作方格表,将200粒绿豆种子随机撒在白纸上,选择5个方格进行计数,再计算出种

25、群密度。两位同学的调查结果有差异,你认为原因可能有哪些?(至少答两项)。【解析】采用样方法的注意事项:(1)确定适合的调查对象。(2)按要求选取样方,随机取样。(3)样方的个数要依总面积大小而定,总面积大的可以多选一些。(4)样方的大小依物种而定。(5)计数时,若有正好长在边界线上的,只计数样方相邻两条边上及其顶角的个体。否则将影响结果的准确性。【答案】(1)概率影响被标记动物的正常活动、不能导致其发生疾病或感染、不能过分醒目等(答出一点即可)(2)取样方法、样方位置、样方的代表性、样方面积等的不同(答出两点即可) 第2课时种群数量的变化1.概述种群增长模型的方法,举例说明种群增长的“J”型曲

26、线和“S”型曲线。2.描述环境容纳量的概念。3.解释种群数量的波动原因,指出影响种群数量变化的因素。4.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试构建种群增长的数学模型。5.阐明研究种群数量变动的意义,形成保护濒危物种的意识。课程重点:尝试建构种群增长的数学模型,并据此解释种群数量的变化。课程难点:建构种群增长的数学模型。教学建议:建议教师应引导学生用数学方法建构数学模型来解释生命现象,揭示生命活动规律。循着现象本质现象,或者具体抽象具体的思路,通过分析问题探究数学规律解决实际问题建构数学模型的方法,让学生体验由具体到抽象的思维转化过程。一、建构种群增长模型的方法构建数学模型的一般步骤:(1)

27、观察研究对象,提出问题。(2)提出合理的假设。(3)根据实验数据,用适当的数学形式表达。(4)通过实验或观察,对模型进行检验或修正。二、种群增长的“J”型曲线1.含义:在理想条件下的种群,以时间为横坐标,以种群数量为纵坐标画出的曲线图,曲线大致呈“J”型。2.“J”型增长的数学模型(1)模型假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的倍。(2)建立模型:t年以后种群的数量表达式为:Nt=N0t。三、种群增长的“S”型曲线1.产生原因:自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的动物数量也会增加

28、,这就会使种群的出生率降低,死亡率增高。当种群的死亡率与出生率相等时,种群就稳定在一定的水平。2.环境容纳量:在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,又称K值。四、种群数量的波动和下降1.影响因素(1)自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。(2)人为因素:人类活动的影响。2.数量变化:大多数种群的数量总是在波动中,在不利条件下,种群的数量还会急剧下降甚至消亡。3.研究意义:有害动物的防治、野生动物资源的保护和利用,濒危动物的拯救和恢复。1.数学模型是如何构建的?常见的数学模型有哪些? 有何优点?答案:建立数学模型的步骤:观察研究对象,提出问题提出合理的假设根据实验数据,用

29、适当的数学形式对事物的性质进行表达进一步实验或观察,对模型进行检验或修正。数学模型的表达形式有数学方程式,优点是科学、精确;曲线图,优点是直观、形象。2.种群增长的“J”型曲线形成的条件与特点是什么?种群增长的“S”型曲线的成因与特点是什么?答案:“J”型曲线形成的条件:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的倍。特点:无K值,增长率保持不变 。“S”型曲线的成因:自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内斗争加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,使该种群的出生率降低,死亡率上升。当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长就会停止。特点:增长速率先增大后减少,在K/2时达到最大。3.种群数量变化有哪些?影响的因素有哪些?答案:增长、稳定、波动、下降。自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。人为因素:人类活动的影响。