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第一节种群的特征
1.种群是指占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。它由不同性别和不同年龄的个体组成。通常一个物种包含很多种群，种群和种群之间存在地理隔离，只有同一种群内的个体才能互配繁殖。种群长期隔离会导致亚种和新种的形成。可见，种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。
2．种群的特征有种群密度、出生率和死亡率、年龄结构和性比率、种群分布型、存活曲线等，其中种群密度是最基本的数量特征。出生率、死亡率、年龄结构和性比率等是种群内个体特征的统计值，而密度和分布型则是种群所特有的。
3．出生率、死亡率是决定种群兴衰的晴雨表，出生率减去死亡率就是种群的自然增长率。
4．年龄结构有增长型、稳定型和衰退型三种类型，根据年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。
5．种群分布型包括集群分布、均匀分布和随机分布。存活曲线包括凸形、对角线形和凹形。
种群的数量特征
1．出生率、死亡率
(1)概念：出生率一般用单位时间出生个体数占种群总个体数的百分数或千分数表示。死亡率一般用单位时间死亡个体数占种群总个体数的百分数或千分数表示。
(2)决定出生率的因素：不同种类的动物，出生率相差很大，主要是由动物性成熟早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定的。
(3)自然增长率：出生率减去死亡率就是种群的自然增长率。
(4)作用：是决定种群兴衰的晴雨表。
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2．年龄结构
(1)概念：种群的年龄结构是指各个年龄组个体数量在种群中所占的比例关系，并常用年龄金字塔图形来表示。
(2)年龄结构的类型[连线]：
(3)作用：可带给我们关于种群未来数量动态的信息。
3．性比率
(1)概念：指种群内两性个体数量的相对比例。
(2)作用：一定程度上影响种群密度。
4．种群密度
(1)概念：种群密度是指某个种群在单位空间或面积内的个体数量。
(2)作用：是决定生物的益或害、狩猎或禁猎、防治或不防治的依据，也是检查保护效果和防治效果、进行害虫预测预报及研究种群动态的基础。
1．试判断下列各项所述是否是种群。为什么？
(1)某池塘中所有的鱼。
(2)一块农田中全部长出种子的玉米。
(3)一个班级中的所有同学。
提示：(1)不是；(2)不是；(3)不是。因为种群是指占有一定空间和时间的同种生物个体的总和。必须保证“同种”和“总和”，必须由不同性别和不同年龄的个体组成。
2．种群m不同年龄段的个体数如下图所示，试预测该种群未来的数量动态趋势。
提示：该种群未来数量动态趋势为增多。因为种群m的生殖前期个体数多，生殖后期个体数少，即年龄结构为增长型。
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3．根据种群密度的概念判断“一块麦田中所有蝗虫的数量”是对种群密度的描述吗？
提示：不是。因为种群密度的概念强调的是“在单位面积或单位体积中种群的个体数”，而一块麦田不是对“单位面积或单位体积”的描述，种群数量不等于种群密度。
4．某种群在一年时间里新增个体数为356个，则该种群的出生率为356，对吗？
提示：不对，出生率是指用单位时间出生个体数占种群总个体数的百分数或千分数表示，因为不知道该种群的个体总数，因此无法得知出生率。
1．理解种群的概念
种群是指占有一定空间和时间的同种生物个体的总和。
(1)两个要素：“同种”和“总和”。
(2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
(3)两个方面
2．种群的数量特征及各特征间的关系
(1)出生率和死亡率：是影响种群数量的直接原因，决定性因素。自然增长率为正值，表明种群数量增多；自然增长率为负值，表明种群数量减少；自然增长率为零，表明种群数量不变。
(2)年龄结构：预测种群数量的动态变化。通过影响出生率和死亡率而间接影响种群数量。三种类型区分如下：
类型
金字塔形状
特点
对种群数量的影响
增长型
生殖前期个体多，而生殖后期个体少
出生率大于死亡率，种群密度越来越大
稳定型
生殖前期、生殖期与生殖后期个体比例适中
出生率等于死亡率，种群密度基本不变
衰退型
生殖前期个体少，而生殖后期个体多
出生率小于死亡率，种群密度越来越小
(3)性比率：通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量。生物种群的性比率大致分为三种类型：①雌雄相当，多见于高等动物；②雌多于雄，多见于人工控制的种群，如鸡等；③雄多于雌，多见于营社会性生活的昆虫，如蜜蜂、蚂蚁等。
(4)种群密度：是种群最基本的数量特征，种群密度与种群数量呈正相关。
3．种群的数量特征之间的关系
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调查种群密度的方法
调查动物种群密度的常用方法——标志重捕法
(1)适用对象：活动能力较强的动物种群。
(2)计算公式：N＝M·n/m(N是单位面积上种群个体总数，M是第一次捕捉并标志数，n是第二次捕捉的个体总数，m是第二次捕捉的个体中标志的个体数)。
1．动物种群密度的调查一定要用标志重捕法吗？
提示：不一定，比如蚜虫、跳蝻等活动能力弱、活动范围小的动物用标志重捕法不合适，需要使用其他的调查方法。
2．用标志重捕法调查种群密度时，若第一次捕获并标记个体数为M，第二次捕获的个体数为n，其中有标记的个体数为m，那么该种群的种群密度(N)的计算公式是什么？
提示：＝，N＝。
动物种群密度的调查方法——标志重捕法
(1)过程：捕捉→标记→放回→重捕
(2)适用范围：适用于活动能力强，活动范围大的动物。但蚜虫、跳蝻等活动能力弱、活动范围小的动物却不适用标志重捕法。标志重捕法不适用于调查植物种群密度。
(3)注意事项：
①标记不会伤害和影响动物行为；
②标志物不易脱落、不能过于醒目；
③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；
④研究区域没有个体迁入和迁出；
⑤标志个体在整个调查种群中均匀分布，标志个体和未标志个体被重新捕获的概率相等。
种群分布型和存活曲线
1．种群分布型
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(1)概念：是指种群中个体的空间配置格局，包括集群分布、均匀分布和随机分布。最常见的分布型是集群分布。
(2)几种生物的分布型[判断]：
①水稻的分布型为随机分布。(×)
②杂草的分布型为均匀分布。(×)
③瓢虫的分布型为集群分布。(√)
2．存活曲线
(1)概念：存活曲线是表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线，横坐标是年龄，纵坐标是存活个体数的对数值。
(2)类型：凸形、对角线形、凹形。
(3)作用：种群存活曲线反映了各物种的死亡年龄分布状况，有助于了解种群的特性及其与环境的适应关系。
1. 浙江省的人口分布情况属于什么类型的分布型？
提示：集群分布。
2．种群的存活曲线是以种群存活数量为纵坐标、以时间为横坐标绘出的种群动态曲线吗？
提示：存活曲线二维平面图的横坐标是年龄，自左至右年龄增加，纵坐标是存活个体数的对数值，自上而下逐渐减少。
3. 在种群的存活曲线中，幼年期死亡率低，老年期死亡率高的存活曲线是哪条？
提示：凸形(类型Ⅰ)。
1．集群分布
集群分布是最常见的，这种分布型是动植物对环境差异发生反应的结果，同时也受生殖方式和社会行为的影响。橡树和雪松的种子没有散布能力，常落在母株附近形成集群。动物可能被共同的食物、水源和隐蔽所吸引到一起而形成集群分布，如蛾类的趋光、蚯蚓的趋湿等。社会性集群则反映了种群成员间有一定程度的相互关系，如松鸡聚到一起以便相互求偶，社会性昆虫是具有最高级社会结构的集群。
2．均匀分布
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均匀分布是由种群成员间进行种内竞争所引起的。动物的领域行为经常会导致均匀分布。在植物中，森林树木为争夺树冠空间和根部空间所进行的激烈竞争，以及沙漠植物为争夺水分所进行的竞争都能导致均匀分布。干燥地区所特有的自毒现象是导致均匀分布的另一个原因，自毒现象是指植物分泌一种渗出物，对同种的新生苗有毒。
3．随机分布
随机分布是因为环境条件均一，种群成员间既不互相吸引也不互相排斥而引起的。它是介于集群分布和均匀分布之间的一种分布型，在自然界比较少见，如森林底层某些无脊椎动物和狼蛛的分布，玉米地中玉米螟卵块的分布也是随机的。
4．存活曲线(如右图)
类型Ⅰ：幼年期死亡率低，老年期死亡率高，即绝大多数个体都能活到生理年龄，如人类和其他一些大型哺乳动物。
类型Ⅱ：种群各年龄段死亡率基本相同，如小型哺乳动物。
类型Ⅲ：幼年时期死亡率较高，但一旦到达某一年龄，死亡率就较低且稳定，如鱼类等。
以图表或曲线为载体，考查种群的特征
[例1] (新课标全国卷)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是( )
A．该种群10月份的出生率可能为零
B．天敌的引入可影响该种群的年龄结构
C．该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
[思路点拨]
[精讲精析]
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选D 由题干可知，该动物个体从出生到性成熟需要6个月，据图知12月份没有未成熟个体，表明该种群在10月份可能没有新个体出生，A正确；天敌的引入，会捕食该种群中年幼或弱小的个体，进而影响种群的年龄结构，B正确；从图中可以看出在不同的月份中各年龄组的个体数会有变化，表明种群的年龄结构随季节更替而变化，C正确；大量诱杀雄性个体，会直接破坏种群的性比率，从而使种群的出生率下降，在一定程度上影响种群密度的稳定，D错误。答案为D。
年龄结构的表示方法
(1)模式图：
(2)统计图：
(3)曲线图：
(4)柱形图：
1．研究人员根据黄杉胸径的大小划分了不同龄级，对种群甲(自然状态)和种群乙、丙(不同人为干扰强度)进行了取样调查，结果如下图。由此得出的结论不正确的是( )
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A．调查黄杉种群密度的方法一定不是标志重捕法
B．黄杉种群在自然状态下为稳定型；在不同人为干扰条件下均表现为增长型
C．适度的人为干扰对低龄级黄杉的生长较为有利
D．种群丙中高龄级黄杉数目锐减，随时间推移同龄个体的数量会增加
解析：选B 标志重捕法只适用于调查动物种群密度，不适用于植物种群；图中自然状态下的种群甲表现出的年龄组成是增长型；适度的人为干扰对低龄级的黄杉生长有利，是通过种群甲与乙的对比得出的；种群丙高龄级黄杉数目锐减，随着时间推移同龄个体的数量增加。
以相关信息为背景，考查种群密度的调查方法
[例2] 某科技小组在调查一块面积为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
[精讲精析] 第一次捕捉了50只灰仓鼠，放生后第二次捕捉了42只，有标记的13只，如果按照捕捉几率相等来算，根据种群数量计算公式可知，该灰仓鼠的种群数量为161.53只，由于灰仓鼠第一次被捕后再次被捕到的几率减小，所以正常情况下第二次捕捉的有标记的灰仓鼠数目应该大于13只，故该灰仓鼠种群数目应小于161只。即由于被捕一次后更难捕捉，致使数值13偏小，计算出的值(161)偏大，则实际数量小于161只。答案为C。
标志重捕法计算中的两个“偏大”
(1)在实际情况下，动物在被捕获一次后被重捕的机会会降低，因此通过标志重捕法获得的种群密度会偏大。
(2)由于动物具有很强的活动性，有时会引起标记物的脱落，这样计算出来的种群密度也会偏大。
上述情况都是由于捕获标志个体的减少，从而导致调查结果偏大的。
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2．科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定一块面积不大的某区域，第一次捕获68只鼠，标记后原地放回，一段时间后捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只。下列有关说法中，错误的是( )
A．该区域中鼠的种群数量较多，约为306只，必须积极防治
B．这种调查方法称为标志重捕法
C．给鼠所作的标志越醒目越好
D．如果在两次捕鼠期间发生草原大火，统计结果是不准确的
解析：选C 该区域的此种鼠的数量为68×54/12＝306。活动范围大的动物一般采用标志重捕法调查种群密度。给动物所做的标志不能过于醒目，否则会增大调查结果误差。
[课堂回扣练习]
一、概念原理识记题
1．对某动物种群数量是否增长起到主要决定作用及预测该动物种群数量发展趋势的因素分别是( )
A．出生率和死亡率、年龄结构
B．出生率、年龄结构
C．死亡率、性比率
D．出生率和死亡率、性比率
解析：选A 决定种群数量是否增长的原因有出生率和死亡率及迁入率和迁出率，但主要的是出生率和死亡率；预测动物种群数量发展趋势的因素是年龄结构。
2.右图曲线a、b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是( )
A．曲线a代表的种群个体一般体型较大，营养级较高
B．依据曲线b，人工养蜂时种群密度中等最好
C．对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大
D．种群密度为d时，曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈
解析：
[回扣知识点]
1．种群数量变化与种群数量特征的关系。
2．种群数量变化与种群存活率的关系。
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选D a曲线种群密度越大，个体存活率越低，说明该动物获得的能量少，营养级较高，体型一般较大；b曲线种群密度中等时存活率最大，可推测人工养蜂时种群密度中等最好；由于大型动物的种群密度越大存活率越低，故而对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大；种群密度越大，种群个体间竞争越剧烈，故而d点不是竞争最剧烈的点。
二、易错易混辨析题
3．下列叙述中符合种群密度概念的是( )
A．某地区灰仓鼠每年新增的个体数
B．一亩水稻的年产量
C．每平方米草地中一种杂草的数量
D．某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量
解析：选C 种群密度是指某种生物在单位面积或单位体积中的个体数量。A选项中不应该只指新增个体，应是指所有个体；B选项中的水稻应该是数量而不是年产量；D选项中的鲫鱼数量应该是单位体积中的数量，而不是单位面积。
3．易误点提醒：种群密度的概念：“单位面积或单位体积”中的“个体数”。
三、实验探究分析题
4．“标志(记)重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体(M)全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数(m)占总捕获数(n)的比例，估计该种群的数量(N)。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，随机布设100个鼠笼，放置1夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如表。
捕获数/只
标记数/只
雌性个体数
雄性个体数
初捕
32
32
14
18
重捕
36
4
18
18
(1)假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数(N)的计算公________________________________________________________________________。
(2)该草地布氏田鼠的平均种群密度为________只。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏________。
(3)综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/ ♂)为________。
(4)在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查(假设样方中只有这一种鼠)，平均每100 m2有3.6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为________。
解析：第(1)问比较简单。第(2)问要注意单位是“只/hm2”
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，而题目调查样方的总面积是2 hm2，故按公式计算后还要除以2。因题目交代田鼠重捕时更难捕捉，即题中重捕的m值偏小，因此按公式计算下来的数值则偏大(m作分母)。第(3)问依据表中数据计算(14＋18)/(18＋18)可得。第(4)问因(2)中计算得田鼠种群密度为144只/hm2，而1 hm2＝10 000 m2，则每100 m2有1.44只田鼠，故洞口数与田鼠数的比例关系为3.6∶1.44＝2.5∶1。
答案：(1)N＝Mn/m (2)144 高 (3)8/9(或32/36) (4)2.5∶1
[方法指导]
4．调查生物数量的常用方法
调查方法
适用范围
样方法
植物、昆虫卵、蚜虫、跳蝻的种群密度等
标志重捕法
哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类动物
取样器取样法
土壤中的蚯蚓、螨虫等小动物
抽样检测法
培养液中酵母菌的计数方法，需用显微计数法计数
黑光灯诱捕法
适用于趋光性的昆虫，仅用于调查晚上活动的昆虫
[课下综合检测]
一、选择题
1．下列关于种群的叙述正确的是( )
①内蒙古草原上全部牛是一个种群 ②池塘中所有的鱼是一个种群 ③一个乡镇的全部人口是一个种群 ④种群密度的决定因素是年龄结构、性比率 ⑤种群密度的大小主要取决于出生率和死亡率
A．①③⑤ B．②④
C．②④⑤ D．③⑤
解析：选D 种群必须是同种生物的集合体，而草原上的全部牛、池塘中的所有鱼均不只由一个物种组成；一个乡镇的人口是同一物种，所有个体组成了一个种群；种群密度的主要决定因素是出生率和死亡率。
2．下列选项中，不属于对种群数量特征描述的是( )
A．我国的人口将逐渐步入老龄化阶段
B．2012年，河北省人口的出生率为10.04‰。
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：选C 选项A为年龄结构；选项B为出生率；选项D为死亡率；选项C中所描述的是种群的分布型，不属于数量特征。
3．下图为甲、乙两国的人口年龄构成，则甲国人口年龄结构属于( )
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A．增长型 B．衰退型
C．稳定型 D．都不是
解析：选C 从图中可以明显地看出两国的年龄结构：甲国中幼年、成年、老年三个年龄段比例基本一致，属于稳定型；乙国中老年个体很少，幼年个体很多，是典型的增长型。
4．下图表示四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例，其中种群密度可能会越来越小的是( )
解析：选A 增长型种群密度越来越大，稳定型种群密度基本稳定，而种群密度越来越小是衰退型的特点。衰退型种群中老年个体多，幼年个体少，A项符合这一特点。
5．甲具有出生、性别、年龄、死亡等特征；乙具有出生率、性比率、年龄结构等特征。那么甲、乙的特征分别属于( )
A．物种的个体；一条鲤鱼
B．物种的个体；一个鲤鱼种群
C．种群；一条鲤鱼
D．种群；一个鲤鱼种群
解析：选B 出生、性别、年龄、死亡等特征是生命个体所具有的，是生物个体的生命现象；出生率、性比率、年龄结构等是种群的特征，是一定区域内同种生物个体的总体表现。
6．右图甲为某地一个生物种群的年龄结构曲线图。如果有一外来物种入侵，并以该种群的幼体为食，这将使该种群的年龄结构发生变化。则这种变化为下图中的( )
解析：选A 由于入侵的物种以该种群的幼体为食，所以该种群中幼体所占比例减小。
7．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。下列不正确的解释是( )
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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．改变性比率，提高种群出生率
解析：选D 用网眼尺寸较大的网具捕捞，使更多的幼体能够逃脱，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比率。
8．下列四项中能正确表示某池塘鱼个体的平均增长量与种群密度关系的是( )
解析：选B 池塘鱼个体的平均增长量与个体的平均资源占有量有关。在一定的种群密度范围内，个体平均资源占有量充足，所以，个体平均增长量变化不大。种群密度过大时，因个体平均资源占有量不足，所以随鱼类种群密度增加，鱼个体的平均增长量下降。
二、非选择题
9．种群的年龄结构大致可分为图示A、B、C三种类型，据图回答：
(1)下图为三个种群的年龄结构曲线图，则甲、乙、丙分别对应上图中的________。
(2)据统计，70年代初，我国人口年龄结构与图A相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是____________________________。因此我们要认真执行人口的____________政策。
(3)在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，鱼种群的年龄结构成为图________所示类型。
(4)农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构成为图________所示类型。
(5)假如图C代表的种群是某珍贵濒危野生动物资源，我们应该特别保护________(年龄段)个体。
解析：(1)分析甲、乙、丙曲线知其年龄结构分别为增长型、稳定型和衰退型，因此分别对应图A、B、C。
(2)图A所示年龄结构为增长型，人口密度会增大，因此应坚持实行计划生育政策。
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(3)严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，将使捕捞水域中鱼种群的年龄结构成为图A所示的增长型。
(4)用性引诱剂干扰害虫正常交尾，使幼虫数量锐减，害虫的年龄结构将成为图C所示的衰退型。
(5)若图C代表某珍贵濒危野生动物资源，我们应注意保护幼年个体，以维持其增长潜能。
答案：(1)A、B、C
(2)人口密度越来越大 计划生育
(3)A(甲) (4)C(丙) (5)幼年
10．动物种群密度调查示例(模拟捉放法)。
材料用具：绿豆一包，红豆50粒，大小烧杯各一个。
方法步骤：
①从一包绿豆中(数量未知)取出50粒，换上50粒红豆，然后将这包豆子放入大烧杯中，充分搅拌，使两种豆子混合均匀。
②抓取豆子，每次从大烧杯中随机抓取豆子(每次一个)，放入小烧杯中。依此方法，连续抓取20次。
③数一下小烧杯中红豆数(假设为a粒)。
回答下列问题：
(1)在种群密度的调查过程中，用50粒红豆换上取出的50粒绿豆是模拟种群密度取样调查法中的哪种方法和哪一过程_______________________________________________。
(2)从大烧杯向外抓取豆粒时，睁眼抓取和闭眼抓取两种方法，哪种方法能减小实验误差？________________________________________________________________________。
(3)写出纸包内绿豆总数的表达式__________________________________________。
(4)怎样操作，才能尽量减小实验误差？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)该实验模拟种群密度调查中的标志重捕法，绿豆为一种群，其数量未知，红豆(50粒)相当于被标记的动物。
(2)为减小误差，应随机取样，即闭眼抓取。
(3)将红豆(50粒)和绿豆混合后再抓取豆子是模拟重捕，抓取20次是相当于捕获20只动物，a粒红豆相当于重捕中被标记的动物，所以绿豆总数为。
(4)为尽量减小误差，应增加抓取的次数、模拟的次数，然后求平均值。
答案：(1)标志重捕法和标志动物
(2)闭眼抓取
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(3)
(4)①随机抓取(闭眼抓取)；②增加抓取豆粒的次数(小于50次)；③增加模拟的次数，重复测算，求平均值。
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