Урок по теме: "Динамика популяций"

• 1 слайд

  Интегрированный урок биологии - информатики
  «Динамика биологических популяций»
  «Математическое моделирование.
  Биологические модели развития популяций»
  
  Учитель биологии
  Учитель информатики
  Динамика популяций
  Интегрированный урок
  биологии и информатики в 11 классе
  2008 - 2009 учебный год
  

• 2 слайд

  Биология и информатика
  
  

• 3 слайд

  Тема урока: Динамика популяций
  План урока
  1. Динамика популяций, как биологическое
  явление.
  2. Рост популяции. Типы роста.
  3. Колебания численности в популяциях.
  4. Способы регуляции численности популяций.
  5. Модели развития популяций.
  6. Математическое моделирование.
  7. Компьютерный эксперимент в электронных
  таблицах «Excel».
  
  

• 4 слайд

  Популяция, её показатели
  Популяция
  – это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.
  Условия, влияющие на численность популяции
  – пищевые ресурсы, ограниченность ареала обитания, эпидемии, болезни, природные катастрофы и т.д.
  Ёмкость среды
  – способность территории вмещать определённое количество особей.
  
  – биомасса, плотность расселения, общая численность, скорость роста численности, продолжительность жизни, рождаемость, смертность, возрастной состав.
  Демографические
  показатели
  – это единица вида и эволюции.
  – элементарная эволюционная единица, именно на уровне популяций идет эволюция.
  

• 5 слайд

  Примеры популяций
  
  

• 6 слайд

  Динамика популяций
  Цель урока
  
  1. Сформировать знания о динамике популяций как о необходимом атрибуте жизни организма, способе их адаптации к постоянно меняющимся условиям существования.
  2. Ознакомиться с характерными типами роста популяций как с общими свойствами, передающими их способность к восстановлению численности.
  3. Сформировать знания о характере колебаний численности популяций некоторых видов организмов
  4. Ознакомиться с явлением регуляции численности и значением этого явления.
  5. Закрепить понятия математического моделирования, и навыки работы с программой «Электронная таблица Excel».
  
  Научиться прогнозировать развитие биологических популяций, используя компьютерное моделирование в электронных таблицах.
  
  

• 7 слайд

  колебания или изменения численности популяций во времени;
  
  Динамика популяций, как биологическое явление
  Вывод: популяция не может сосуществовать без постоянных изменений, так как за счет них она приспосабливается к изменяющимся условиям среды
  это процессы изменений ее основных демографических показателей во времени – численности, биомассы, популяционной структуры (возрастного состава).
  

• 8 слайд

  
  Рост популяции
  
  

• 9 слайд

  
  
  Рис.1
  Рис. 2
  
  Типы роста популяции
  Рис. 3
  

• 10 слайд

  Колебания численности особей в популяции
  Сезонные.
  
  

• 11 слайд

  Колебания численности особей в популяции
  
  Циклические.
  

• 12 слайд

  Способы регуляции численности популяций
  Уменьшение плодовитости
  Конкуренция («самоизреживание»)
  Распространение заболеваний
  Поведенческие факторы
  
  
  

• 13 слайд

  модель неограниченного роста (теоретическая);
  модель ограниченного роста (практическая);
  модель ограниченного роста с отловом;
  модель «хищник – жертва» (взаимодействия с другими популяциями).
  Саранча
  Сибирский шелкопряд
  Антилопы
  Волки загоняют лося
  
  Виды моделей развития популяций
  Корюшка
  

• 14 слайд

  Основные термины темы «Модели»:
  Модель -
  Виды моделей -
  Способы построения компьютерных моделей -
  Моделирование -
  метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
  это некий новый упрощенный объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.
  статические, динамические, материальные, информационные.
  Виды информационных моделей -
  знаковые, вербальные.
  на языках объектно-ориентированного программирования и при помощи прикладного программного обеспечения.
  
  Виды систем -
  материальные, нематериальные, смешанные.
  Формализация -
  процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.
  

• 15 слайд

  
  Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
  I. Построение описательной информационной модели. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования, свойства (параметры) объекта, а несущественными свойствами пренебрегает;
  II. Создание формализованной модели. Описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка.;
  III. Построение компьютерной модели. Формализованная информационная модель преобразуется в компьютерную модель, т.е. записывается на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели: создание проекта на одном из языков объектно-ориентированного программирования (Visual Basic, Delphi) или с помощью прикладного программного обеспечения (MS Excel, MS Word);
  IV. Компьютерный эксперимент и визуализация формальных моделей. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты. Если компьютерная модель исследуется в приложении, например, в электронных таблицах, можно построить таблицы, диаграммы или графики, провести сортировку или поиск данных и т.д.;
  V. Анализ полученных результатов и корректировка модели.
  

• 16 слайд

  где
  xn+1 – численность популяции следующего года,
  xn – численность популяции текущего года,
  а – коэффициент роста (если рост 5%, то а = 1,05).
  
  Информационные модели развития популяций
  В этой модели численность популяции ежегодно увеличивается на определённый процент. Никакие абиотические (внешние) и биотические (внутренние) факторы влиять на численность популяции в этой модели не будут. Модель теоретическая.
  Модель неограниченного роста
  ,
  

• 17 слайд

  В этой модели учитывается, что на численность популяции оказывает влияние состояние окружающей среды, наличие корма, перенаселённость и другие факторы
  
  Модель ограниченного роста
  ,
  где
  xn+1 – численность популяции следующего года,
  xn – численность популяции текущего года,
  а – коэффициент роста,
  b – коэффициент перенаселённости.
  

• 18 слайд

  В этой модели учитывается, что на численность популяций промысловых животных и рыб также оказывает влияние величина ежегодного отлова.
  
  
  Модель ограниченного роста с отловом
  где
  x n+1 – численность популяции следующего года,
  x n – численность популяции текущего года,
  а – коэффициент роста,
  b – коэффициент перенаселённости,
  с – величина ежегодного отлова,
  
  ,
  

• 19 слайд

  Популяции обычно существуют не изолированно, а во взаимодействии с другими популяциями. Наиболее важным типом такого взаимодействия является взаимодействие между жертвами и хищниками (караси-щуки, зайцы-волки и т.д.). В этой модели количество жертв и хищников связано между собой.
  
  Модель «хищник – жертва»
  ,
  Количество встреч жертв и хищников прямо пропорционально произведению количеств жертв и хищников, а коэффициент f характеризует возможность гибели жертвы при встрече с хищником, xn – количество жертв, yn – количество хищников.
  

• 20 слайд

  Типы данных в MS Excel
  Текст, число, формула
  Относительная адресация ячеек –
  (А1, D23, A1 : F5, ...)
  Адресация, допускающая автоматическую корректировку формулы при её перемещении и копировании. При этом относительные адреса ячеек, входящие в формулу, изменяются в соответствии с её перемещением относительно исходной ячейки.
  Абсолютная адресация ячеек -
  ($A$1, $A$1 : $F$5,...)
  Адресация, запрещающая автоматическую корректировку ячеек с абсолютной адресацией при перемещении и копировании формулы. При этом абсолютные адреса ячеек, входящие в формулу, не изменяются при её перемещении относительно исходной ячейки.
  Как сменить способ адресации ячеек?
  Нажать клавишу F4, установив курсор в формуле после адреса нужной ячейки.
  Что происходит при изменении данных в ячейке, на которую ссылается формула?
  Автоматический перерасчёт всей таблицы, изменение данных в тех ячейках, которые связаны с данной ячейкой.
  Повторим ранее изученный материал, который необходим при построении модели
  
  

• 21 слайд

• 22 слайд

  Значение исследований моделей развития популяций
  Будущее человечества, жизнь наших детей, внуков и более отдалённых потомков целиком зависят от совместных усилий людей, населяющих Землю сегодня.
  Академик А. Виноградов, геофизик
  
  КРАСНАЯ КНИГА
  РОССИИ
  

• 23 слайд

  Спасибо за внимание!