1. Моделирование биологических процессов. Основные этапы.

Особенности поведения биосистем изучают с помощью моделирования. Модель – это копия объекта, отражающая лишь некоторые, основные, существенные для данного эксперимента свойства (схематично).

Моделирование – это метод, при котором проводится замена изучения некоторго сложного объекта (процесса ,явления) исследованием его модели.

Элементы моделирования: объект, цель и метод (математическое уравнение, моделирование структуры биомакромолекул, компьютерная симуляция(анимационные модели биологических процессов и явлений ))

Цели: 1. Выяснение механизмов работы

2.идентицикация и проверка параметров

3.нахождение устойчивых режимов работы и их характеристика

4.прогноз поведения системы

5.возможность управления системой

Основные этапы моделирования:

1. Сбор информации о свойствах объекта (процесса, поведения в разных условиях). Исследователь должен получить как можно больше информации о разнообрзных характеристиках данного объекта6 его свойствах, происходящих в нем процессах, закономерностях поведения при различных внешних процессах.

2. Постановка задачи (цель, основные вопросы, на которые хотят получить ответы). Формулируется цель исследования, основные его задачи, определяется, какие новые знания в результате проведенного исследования хочет получить исследователь. Этот этап часто является одним из наиболее важных и трудоемких.

3. Обоснование основных допущений. Другими словами, упрощается реальный объект, выделяются из характеристик не существенные для целей исследования, которыми можно пренебречь.

4. Создание модели, ее исследование.

5. Проверка соответствия модели объекту. Указание границ соответствия и применимости.

3.Модель экспоненциального роста Мальтуса.

Реальная система: имеется некоторая популяция 1 вида МО, в которой происходят жизненные процессы во всем их многообразии.

Задача: найти законы изменения численности популяции во времени.

Основные допущения:

1.существуют только процессы размножения и естественной гибели, скорости которых пропорциональны численности особей в данный момент времени.

2.не учитываем биохимические, физиологические процессы.

3.нет борьбы между особями за место обитания, за пищу (бесконечно большое пространство и количество пищи).

4.рассматриваем только 1 популяцию, нет хищников.

Модель:

Анализ модели:

k<0скорость гибели меньше скорости роста колонии. Численность особей со временем упадет до 0.

k>0скорость гибели меньше скорости роста. Численность особей неограниченно растет со временем.

K=0 скорость гибели равна скорости роста. Численность особей не изменится, оставаясь на начальном уровне.

= υ_размн. – υ_гибели = (k₁ – k₂)N

υ_размн.= k₁N

υ_гибели = k₂N