生物模型的分类特点及构建方法.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,Company,LOGO,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,生物模型的分类特点,及构建方法,生物模型可以分为,物质形式,和,思维形式,两大类型,从物质形式角度，生物模型可以分为,真实模型,、,替代模型,以及,人工模拟模型,等几种类型,(1),真实模型。为了能更好地探究某项生命活动规律,而选用某些方面具有典型意义或特别便利的生物,(,含,微观、宏观两个方向的生命层次,),，这就是真实模,型。真实模型的选择往往是精心的、慎重的，因为,通过其研究所获得的生命活动规律须具有,通适性、,典型性,，能推广到其他生物。如孟德尔、摩尔根,分别以,豌豆、果蝇,为研究模型，研究发现了遗传,的三大规律；林德曼、奥顿分别选择美国的,2,个天,然湖泊、河流,赛达伯格湖、银泉,为生态系统模,型，深入研究并揭示出生态系统的能量流动规律。,(2),替代模型。如果由于种种原因，直接用研究对象进行实验研究,不太可能，而用其他生物代替研究对象进行研究，这些替代生物就,称为替代模型。如常用,豚鼠、猕猴,等动物代替人体进行疾病机理探,究、疫苗研制、药物试验等工作，例如诱发豚鼠血脂增加作为高血,脂患者的模型，利用这个替代模型来筛选降血脂的药物。,(3),人工模拟模型。有些科学问题的探究既无法用真实模型，也无,法找到替代模型，此时，科学家们想出了用人工模拟的方法来开展,研究。比较著名的是生命,起源研究装置,和,生物圈,号,2,个人工模拟模,型,。对于生命起源问题的探索，人们根本无法再现当时的情形。但,是在,1953,年，美国学者米勒在实验室内成功地模拟了在时间上极,为遥远的自然条件,(,原始大气、原始海洋,),，证明了生命起源的化学进,化过程在,40,多亿年以前是可能存在的。美国科学家于,1984,年开始模,拟生物圈的结构和功能，建造了有半个足球场大小的、完全封闭的,生态实验室，在这个巨大的玻璃罩里，有微型的森林、沙漠、农田、,海洋和溪流，这就是“生物圈,号”。,1993,年,1,月,8,位科学家进驻这个,人工模拟的生物圈模型中开展研究。中学教材里，也有一些人工模拟模型，如探究,性状分离比的实验,模型,、探究生态系统稳定性的,小生态瓶,等。,2,从思维形式角度 生物模型的表现形式有,物理模型、概念模型、数学模型、软件模型等,(1),物理模型,。以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构或,三维结构，这类实物或图画即为物理模型。实物模型常见的有,DN,A,双螺旋结构模型、真核细胞亚显微结构模型等，图画模型则有,C3,、,C4,植物叶片结构示意图、三倍体无子西瓜的培育过程图解、,池塘生态系统模式图等。物理模型的特点是：,实物或图画的形态,结构与真实事物的特征、本质非常相像，大小一般是按比例放大,或缩小的,。,(2),概念模型,。以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事,物的生命活动规律、机理进行描述、阐明，这就是概念模型。例,如动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用示意图、中,心法则图解、过敏反应机理图解等。概念模型的特点是图示比较,直观化、模式化，由箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简,明、清楚，它们既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、,通俗易懂,(3),数学模型,。用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线,图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等称为数学模型。,如酶,的活性变化曲线、种群增长曲线、微生物生长曲线，还有种群密度,计算公式、组成细胞的化学元素饼状图、能量金字塔等。,曲线图,的特点是在利用,坐标系,描述,2,个变量之间的定性或定量关系；,柱形图,是依据实验数据在坐标系内用柱形方式表示的,2,个变量之间不,连续的定量关系；,饼形图,通常是百分比含量的圆饼状表示；,计算公,式或函数式,则是根据数学上的等量关系、用字母符号建立起来的变,量之间定量关系式,(4),软件模型。用计算机语言编写、反映变量之间逻辑关,系的应用生物程序称为软件模型。,如弗里斯特等根据他们,对人口增长、工业发展、粮食增长、不可再生资源的消耗,以及环境污染的研究，用几十个相互联系的变量组成了一,个模型，借助计算机进行各种运算，一方面对模型进行检,验，同时也可以对未来作出预测。,这种抽象模型的计算机,模拟在生态学、群体遗传学、基因组研究等很多领域里已,成为重要的研究方法。,