МОДЕЛИРОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВПРОЦЕССОВ

МодельМодель – любой образ, аналог какого- – любой образ, аналог какого-либо объекта, процесса или либо объекта, процесса или явления.явления.

Виды моделейВиды моделей

Натуральные(материальные)

Информационные

Информационная модельИнформационная модель – набор – набор величин, содержащий всю величин, содержащий всю необходимую информацию об необходимую информацию об исследуемых исследуемых объектах и процессахобъектах и процессах (описание объекта или процесса (описание объекта или процесса моделирования).моделирования).

Формы информационных моделей:Формы информационных моделей: вербальная;вербальная; математическая;математическая; табличная;табличная; графическая.графическая.

Этапы моделирования:Этапы моделирования:

I.I. Предметная постановка задачи Предметная постановка задачи (например: биологическая);(например: биологическая);

II.II. Математическая постановка Математическая постановка задачи (вывод формул);задачи (вывод формул);

III.III. Определение констант Определение констант уравнения (задание начальных уравнения (задание начальных условий);условий);

IV.IV. Решение задачи (уравнения);Решение задачи (уравнения);

V.V. Анализ полученных решений.Анализ полученных решений.

Примеры Примеры моделированиямоделирования

Пример 1.Пример 1.

Тема : «Работа сердца» - Тема : «Работа сердца» - моделирование процессов влияния моделирование процессов влияния физической нагрузки на физической нагрузки на функциональные возможности функциональные возможности сердца.сердца.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1ПРИЛОЖЕНИЕ 1.doc.doc

Пример 2. Пример 2. Создание структурная модель Создание структурная модель типов и видов изменчивости средствами типов и видов изменчивости средствами текстового редактора Word. текстового редактора Word.

Изменчивость

Наследственная Ненаследственная(модификационная)

Цитоплазматическая Генотипическая

Мутационная Комбинативная

Геномные

Хромосомные

Генные

Независимое расхождение

хромосом

Случайнаявстречагамет

Рекомбинация

генов

Пример 3. Моделирование как метод Пример 3. Моделирование как метод изучения биологии, на примере расчета изучения биологии, на примере расчета

численности особей в популяциичисленности особей в популяции

Модель МальтусаМодель Мальтуса* tU Uo*e

Где: Δt - время (в месяцах) U - численность особей в популяции (шт.)U0 - первоначальная численность особей в популяции

(шт.) α - коэффициент рождаемости

β - коэффициент смертности ε - разность коэффициентов рождаемости и смертности

Зависимость числа особей популяции от коэффициента

024681012

0 2 4 6 8

время

числ

о о

соб

ей

Пример 4.Пример 4. Задача: в результате самоизреживания елей в густых Задача: в результате самоизреживания елей в густых

посадках число деревьев на 1 га составляло: в 20-летних посадках число деревьев на 1 га составляло: в 20-летних насаждениях – 6720, в 40-летних – 2380, в 60-летних – насаждениях – 6720, в 40-летних – 2380, в 60-летних –

1170, в 80-летних – 755, в столетних – 555, а в 120-летних – 1170, в 80-летних – 755, в столетних – 555, а в 120-летних – 465. Начертить график уменьшения стволов елей в лесу, 465. Начертить график уменьшения стволов елей в лесу,

при увеличении возраста.при увеличении возраста.Решение:

Пример 5.Пример 5. Задача: в одном из опытов мелкие насекомые-паразиты Задача: в одном из опытов мелкие насекомые-паразиты

искали и заражали своими яйцами куколки-пупарии искали и заражали своими яйцами куколки-пупарии комнатной мухи. В разных вариантах опыта 40 паразитам комнатной мухи. В разных вариантах опыта 40 паразитам предлагали разное число куколок: 25, 50, 100, 200 и 300. предлагали разное число куколок: 25, 50, 100, 200 и 300. Число зараженных куколок оказалось соответственно 18, Число зараженных куколок оказалось соответственно 18, 32, 48, 54, 62. Начертить график зависимости числа 32, 48, 54, 62. Начертить график зависимости числа зараженных пупариев, приходящихся на одного паразита, зараженных пупариев, приходящихся на одного паразита, при увеличении численности жертв.при увеличении численности жертв.

Решение:

Программирование Программирование Задача по теме: “Линейная структура”.Задача по теме: “Линейная структура”. Чтобы прокормить мальчика в течение года необходимо Чтобы прокормить мальчика в течение года необходимо

некоторое количество телят, для телят нужно люцерны некоторое количество телят, для телят нужно люцерны определенной массы. В этой массе содержится 14,9 млн. определенной массы. В этой массе содержится 14,9 млн. калорий, в телятах – 1,19 млн. калорий, а в мальчике калорий, в телятах – 1,19 млн. калорий, а в мальчике остается из этого количества 8300 (т.к. мальчик ест остается из этого количества 8300 (т.к. мальчик ест мясо, но не кости, шкуру или шерсть, которые также мясо, но не кости, шкуру или шерсть, которые также содержат связанную энергию). Рассчитать КПД при содержат связанную энергию). Рассчитать КПД при передаче энергии в каждом звене пищевой цепи.передаче энергии в каждом звене пищевой цепи.

Ri ЛюцернаCLSE1 = 14.9 * 10 ^ 6 'энергия люцерныE2 = 1.19 * 10 ^ 6 'энергия телятE3 = 8300 'энергия мальчикаKPD1 = (E2 * 100) / E1 'КПД люцерныKPD2 = (E3 * 100) / E2 'КПД телятPRINT "КПД передачи энергии люцерны телятам равен: "; KPD1; "%"PRINT "КПД передачи энергии телят мальчику равен: "; KPD2; "%"END