❶ 生物学的三个模型
1物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型,物理模型既包括静态的结构模型,如真核细胞的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型等;又包括动态的过程模型,如教材中学生动手构建的减数分裂中染色体变化的模型、血糖调节的模型等
2.数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式,如探究培养液中酵母菌种群种群数量的变化的实验
3概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型,如对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等;
❷ 生物学模型有哪些
生物学生长模型(biological growth model)是指个体生长发育模型。戴维等人提出。该模型认为,个体生长发育的最终状态(即成熟)是持续发展的目标。个体的发展变化是有序的、不可逆转的,是一种普遍适用的发展模式。
❸ 生物学中的数学模型
记得马克思曾说,一门科学只有成功地运用数学时才算达到了完善的地步。数学在生物学中应用的一种主要的形式就是生物数学模型。
人教版生物实验教科书提供了丰富的数学模型资源。探究培养液中酵母菌种群种群数量的变化的实验(必修三),要求学生具有建立数学模型的思想和方法。人教版教科书中也有较多的应用。在《分子与细胞》中有:细胞有氧呼吸的方程式,细胞无氧呼吸的方程式,光合作用的方程式,酶降低化学反应活化能的图解,酶活性受温度影响示意图,酶活性受PH影响示意图,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱变化曲线,不同细胞的细胞周期持续时间等。在《遗传与进化》中有:黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交实验,果蝇杂交实验图解,种群中基因频率和基因变化等。在《稳态与环境》中有:HIV浓度和T细胞数量的关系,某岛环颈雉种群数量的增长,大草履虫种群的增长曲线,东亚飞蝗种群数量的波动,雪兔和猞猁在90年间的种群数量波动,赛达波格湖能力流动图解,我国人口增长等。
在日常的生物教学中,有效地运用这一资源,开展生物数学模型教学,能够增进学生对数学模型的思想和方法的理解,培养学生用建立数学模型的方法来解决实际的生物学问题的能力。
我非常期待当我们正确地应用了生物数学模型之后,学生也能象吴老师班级中被采访的两位学生一样,由惊讶到不可思议,最终达到由表面现象至事物本质的理解。
❹ 动物模型的分类
(一)自发性动物模型(Spontaneous Animal Models)
是指实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下所发生的疾病。包括突变系的遗传疾病和近交系的肿瘤疾病模型。突变系的遗传疾病很多,可分为代谢性疾病、分子疾病和特种蛋白质合成异常性疾病。如无胸腺裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠、癫痫大鼠、高血压大鼠、无脾小鼠和青光眼兔等。它们为生物医学研究提供了许多有价值的动物模型。近交系的肿瘤模型随实验动物种属、品系的不同,其肿瘤的发生类型和发病率有很大差异。
很多自发性动物模型在研究人类疾病时具有重要的价值,如自发性高血压大鼠,中国地鼠的自发性真性糖尿病,小鼠的各种自发性肿瘤,山羊的家族性甲状腺肿等;利用这类动物疾病模型来研究人类疾病的最大优点,就是疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似,均是在自然条件下发生的疾病,其应用价值就很高,但是这类模型来源较困难,不可能大量应用。由于诱发模型和自然产生的疾病模型是有一定差异的,如诱发的肿瘤和自发的肿瘤对药物的敏感性是不相同的,加之有些人类的疾病至今尚不能用人工的方法在动物身上诱发出来,因此大家十分重视对自发的动物疾病模型的开发,有的学者甚至对狗、猫的疾病进行大规模的普查,以发现自发性疾病的病例,然后通过遗传育种,将这种自发性疾病模型保持下来,并培育成具有特定遗传性状的突变系,以供研究。许多动物遗传病的模型就是通过这样的方法建立的。在这方面小鼠和大鼠的各种自发性疾病模型开发和应用得最多。这类模型在遗传病、代谢病、免疫缺陷病、内分泌疾病和肿瘤等方面的应用正日益增多。
(二)诱发性或实验性动物模型(Experimental Animal Models)
实验性动物模型是指研究者通过使用物理的、化学的和生物的致病因素作用于动物,造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或毒使动物患相应的传染病,又如用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物的肿瘤等。诱发性疾病动物模型具有能在短时间内复制出大量疾病模型,并能严格控制各种条件使复制出的疾病模型适合研究目的需要等特点,因而为近代医学研究所常用,特别是药物筛选研究工作所首选。但诱发模型和自然产生的疾病模型在某些方面毕竟存在一定差异。因此在设计诱发性动物模型要尽量克服其不足,发挥其特点。 (一)疾病的基本病理过程动物模型
这类动物疾病模型是指各种疾病共同性的一些病理变化过程的模型。致病因素在一定条件下作用于动物,使动物组织、器官或全身造成一定病理损伤,出现各种功能、代谢和形成结构的变化,其中有些变化是各种疾病都可能发生的,不是各种疾病所特有的一些变化,如发热、缺氧、水肿、炎症、休克、弥漫性血管内凝血、电解质紊乱、酸碱平衡障碍等,我们称之为疾病的基本病理过程。
(二)各系统疾病动物模型
是指与人类各系统疾病相应的动物型。如心血管、呼吸、消化、造血、泌尿、生殖、内分泌、神经、运动等系统疾病模型,还包括各种传染病、寄生虫病、地方病、维生素缺乏病、物理损伤性疾病、职业病和化学中毒性疾病的动物模型 在动物身上复制人类疾病模型。目的在于从中找出可以推广(外推)应用于病人的有关规律。外推法(Extra polation)要冒风险,因为动物与人到底不是一种生物。例如在动物身上无效的药物不等于临床无效,反之也然。因此,设计动物疾病模型的一个重要原则是,所复制的模型应尽可能近似于人类疾病的情况。
能够找到与人类疾病相同的动物自发性疾病当然最好。例如日本人找到的大白鼠原发性高血压就是研究人类原发性高血压的理想模型,老母猪自发性冠状动脉粥样硬化是研究人类冠心病的理想模型;自发性狗类关节炎>风湿性关节炎与人类幼年型类关节炎>风湿性关节炎十分相似,也是一种理想模型,等等。
与人类完全相同的动物自发性疾病模型毕竟不可多得,往往需要人工加以复制。为了尽量做到与人类疾病相似,首先要注意动物的选择。例如,小鸡最适宜做高脂血症的模型,因它它的血浆甘油三酯、胆固醇以及游离脂肪酸水平与人十分相似,低密度和极低密度脂蛋白的脂质构成也与人相似。其次,为了尽可能做到模型与人类相似,还要在实践中对方法不断加以改进。例如结扎兔阑尾血管,固然可能使阑尾坏死穿孔并导致腹膜炎,但这与人类急性梗阻性阑尾炎合并穿孔和腹膜不一样,如果给兔结扎阑尾基部而保留原来的血液供应,由此而引起的阑尾穿孔及腹膜炎就与人的情况相似,因而是一种比较理想的方法。
如果动物型与临床情况不相似,在动物身上有效的治疗方案就不一定能用于临床,反之也然。例如,动物内毒性性休克(Endotoxin Shock,单纯给动物静脉输入细菌及其毒素所致的休克)与临床感染性(脓毒性)休克(SepticShock)就不完全一样,因此对动物内毒素性休克有效的疗法长期以来不能被临床医生所采用。于是有人向结扎胆囊动脉和胆管的动物胆囊中注入细菌,复制人类感染性休克的模型,认为这样动物既有感染又有内毒素中毒,就与临床感染性休克相似。
为了判定所复制的模型是否与人相似,需要进行一系列的检查。例如有人检查了动物压、脉率、静脉压、呼吸频率、动脉血pH、动脉氧分压和二氧化碳分压、静脉血乳酸盐浓度以及血容量等指标,发现一次定量放血法造成的休克模型与临床出血性休克十分相似,因此认为些法复制的模型是一种较理想的模型。同理,按中医理论用大黄喂小鼠使其出现类似人的“脾虚症”,如果又按中医理论用四君子汤把它治好,那么就有理由把它看成人类“脾虚症”的动物模型。 理想的动物模型应该是可重复的,甚至是可以标准化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克,百分之百死亡,这就符合可重复性和达到了标准化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合适,因为它的冠状动脉循环与人相似,而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术,但狗结扎冠状动脉的后果差异太大,不同狗同一动脉同一部位的结扎,其后果很不一致,无法预测,无法标准化。相反,大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致,可以预测,因而可以标准化。
为了增强动物模型复制时的重复性,必须在动物品种、品系、年龄、性别、体重、健康情况、饲养管理;实验及环境条件,季节、昼夜节律、应激、室温、湿度、气压、消毒灭菌;实验方法步骤;药品生产厂家、批号、纯度规格、给药剂型、剂量、途径、方法;麻醉、镇静、镇痛等用药情况;仪器型号、灵敏度、精确度;实验者操作技术熟练程度等等方面保持一致,因为一致性是重现性的可靠保证。 在复制动物模型时,所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。灵长类动物与人近似,复制的疾病模型相似性好,但稀少昂贵,即使猕猴也不可多得,更不用说猩猩、长臂猿。幸好很多小动物如大小鼠、地鼠、豚鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型。它们容易作到遗传背景明确,体内微生物可加控制、模型性显着且稳定,年龄、性别、体重等可任意选择,而且价谦易得、便于饲养管理,因此可尽量采用。除非不得已或一些特殊疾病(如痢疾、脊髓灰白质炎等)研究需要外,尽量不用灵长类动物。除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外,而且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。
❺ 生物中模型的种类
1、物理模型:以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。例如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型、生物膜的流动镶嵌模型、动植物细胞模式图、细菌结构模式图、分泌蛋白合成和运输示意图(注意用文字表示就是概念模型,而显微照片则不属于模型)等。
2、概念模型:通过分析大量的具体形象,分类并揭示其共同本质.
将其本质凝结在概念中,把各类对象的关系用概念与概念回的大欢不个述用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。例如:动物细肥谷P绐构的名称相互关系概念图、用光合作用图解描述光合作用的主要反应过程、甲状腺激素的分级调节等。
3、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。对
研究对象的生命本质和运动规律进行具体的分析、综合,用适当的数学形式如,数学方程式、关系式、曲线图和表格等来表达,从而依据现象作出判断和预测。
❻ 高中生物模型构建的种类有哪些
高中生物模型主要分3种,物理模型,数学模型和概念模型。流动镶嵌模型,dna双螺旋结构模型,细胞结构模型等属于物理模型。种群密度的“j”“s”增长曲线模型,酵母菌,草履虫培养时的种群密度变化等属于数学模型。概念模型高中一般很少讨论。
❼ 细胞生物学常用的模型动物有哪些,它们分别有哪些优势
一般的模型生物有果蝇,大肠杆菌(E. coli),酿酒酵母,线虫,蠕虫,老鼠。
模型生物的优势:1. 容易获得,2. 快速繁殖,3. 可大量繁殖,4. 可以人为控制基因突变
❽ 生物模型构建的类型有什么
物理模型 如细胞核模型,DNA结构模型
数学模型 如种群J型变化曲线模型
概念模型 如概念