(一)种群的含义
1、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、理解
—— 一个种群中可能有不同年龄的个体;
—— 一个种群中可能有外表不同的个体;
……
理解种群概念时,要与认同生命系统是一个统一整体的思想联系起来。这可以从以下几方面去理解:
(1)种群是宏观、群体水平上研究生物的基本单位,种群不等于个体简单累加,种群内个体之间通过特定关系构成一个整体,表现出个体不具有的特征;
(2)个体生命有限,而种群一般不会因为个体的消失而消失;
(3)同一区域中往往生活着多个生物种群,不同的种群之间构成一个相互依赖、相互制约的群体。
(二)种群的数量特征
1、种群密度——是种群最基本的数量特征。
(1)概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
(2)调查方法:
①样方法:
估算种群密度最常用的方法之一是样方法: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,求得每一个样方的种群密度,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。
思考:为什么要强调随机取样?样方的多少会影响调查结果吗?
②标志重捕法
许多动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标志重捕法。也就是在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境。经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个数占总个体数的比例,来估计种群密度。
2、出生率和死亡率
3、迁入率和迁出率
4、年龄组成和性别比例
几种年龄型种群的特点
类型 |
种群构成特点 |
发展趋势 |
增长型 |
幼年个体很多,老年个体很少 |
种群密度会越来越大 |
稳定型 |
各年龄期的个体数目比例适中 |
种群密度在一段时间内保持稳定 |
衰退型 |
老年个体很多,幼年个体很少 |
种群密度会越来越小 |
思考:年龄组成为稳定型的种群,种群数量在近期一定能保持稳定吗?年龄组成为衰退型的种群呢?

(三)种群的空间特征
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型:随机分布、均匀分布和集群分布。
随机分布(random distribution)指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的,并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布比较少见,只有在环境资源分布均匀一致、种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生。例如,森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布,以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布。
均匀分布(uniform distribution)的特征是,种群的个体是等距分布,或个体问保持一定的均匀的距离。均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争。例如,森林中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营养(根际),沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时也可造成种群个体的均匀分布。地形或土壤物理性状呈均匀分布等客观因素或人为的作用,都能导致种群的均匀分布。均匀分布在自然种群中极其罕见,而人工栽培的种群(如农田、人工林),由于人为保持其株距和行距一定则常呈均匀分布。
集群分布(chumped distribution)的特征是,种群个体的分布很不均匀,常成群、成簇、成块或成斑块地密集分布,各群的大小、群间的距离、群内个体的密度等都不相等,但各群大都是随机分布。其形成原因是:①环境资源分布不均匀,丰富与贫乏镶嵌;②植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心;③动物的社会行为使其结合成群。集群分布是最广泛存在的一种分布格局,在大多数自然情况下,种群个体常是成群分布,如放牧中的羊群,培养基上微生物菌落的分布,另外,人类的分布也符合这一特性。
思考:“整体大于部分之和”。比较种群特征和个体特征的不同之处,谈谈你对这句话的理解。
(四)种群数量的变化
1、建构种群增长模型的方法
数学模型:数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型一般包括以下步骤(以“问题探讨”中的素材为例):
2、“J”型曲线
思考:种群是“J”型增长的原因有哪些?
3、“S”型曲线
种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线,称为“S”型曲线。
(五)探究指导
探究实验“培养液中酵母菌种群数量的变化”,旨在让学生通过对培养液中酵母菌种群数量连续7天的观察,探究变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线。
1、提出问题
教材中提出的问题是:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?教师也可以进一步引导学生,依据所学知识,分析酵母菌生长的条件与种群数量增长之间的关系,提出探究的问题。例如,在不同温度(以及通氧、通CO2等)条件下酵母菌种群数量增长的情况如何?不同培养液(如加糖和不加糖)中酵母菌种群数量增长的情况如何?等等。
2、作出假设
科学研究始于问题。作出假设可以使科学研究更具有针对性,而不是盲目搜集资料进行研究。作出假设需要立足于已有知识,但更需要充分发挥想像力和创造力。在教学中要鼓励学生积极大胆地提出假设,但同时,教师应提出“合理提出假设”的要求,要围绕着问题,根据预期结果作出符合逻辑的假设。
3、讨论探究思路
这是开展探究活动的重要内容之一,通过讨论能使学生明白实验设计的基本原理,在具体操作时做到心中有数。
4、制订计划
本实验时间较长(7天),因此事前一定要做好周密的计划,定程序、定时间、定人员。
5、实施计划
按计划中确定的工作流程认真操作,做好实验记录。
6、分析结果,得出结论
将记录的数据用曲线图表示出来,讨论分析实验的结果与假设是否一致。