最新生物模型介紹(5篇)

每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。大家想知道怎么樣才能寫一篇比較優(yōu)質(zhì)的范文嗎？下面我給大家整理了一些優(yōu)秀范文，希望能夠幫助到大家，我們一起來看一看吧。

生物模型介紹篇一

本節(jié)課以必修第一冊(cè)中《減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的形成》和第二冊(cè)中《遺傳的基本規(guī)律》為基礎(chǔ)，從學(xué)生感興趣的人類遺傳病引入，討論：紅綠色盲和抗維生素d佝僂病這兩種遺傳病為什么在遺傳表現(xiàn)上總是和性別相聯(lián)系，為什么在遺傳表現(xiàn)上與性別關(guān)聯(lián)的表現(xiàn)又不相同。伴性遺傳有什么特點(diǎn)。伴性遺傳規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的其它應(yīng)用。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)通過紅綠色盲的調(diào)查培養(yǎng)學(xué)生收集、處理信息的能力

(2)通過探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行分析、提出假設(shè)、設(shè)法求證的科學(xué)探究能力。

(3)能夠推理出紅綠色盲遺傳的規(guī)律，提高縝密的思維能力。

2.能力目標(biāo)

(1)探索伴性遺傳方式的本質(zhì)規(guī)律，掌握科學(xué)研究的一般方法，應(yīng)用人類遺傳學(xué)研究中生物統(tǒng)計(jì)的方法。

(2)通過分工推理出紅綠色盲遺傳的規(guī)律，提高善于與他人合作與溝通的工作能力，提高研究效率。

3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)

(1)通過伴性遺傳的故事激發(fā)學(xué)習(xí)生命科學(xué)的興趣。

(2)通過探究過程的體驗(yàn)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

(3)如何面對(duì)伴性遺傳疾病，培養(yǎng)正確地人生觀、價(jià)值觀，融入生命教育。

(4)喚起發(fā)現(xiàn)人類遺傳病、探索遺傳病治療方法的社會(huì)責(zé)任。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

1、重點(diǎn)：伴性遺傳的特點(diǎn)

2、難點(diǎn)：分析人類紅綠色盲的主要婚配方式及其遺傳的規(guī)律

四、學(xué)情分析

學(xué)生在前面已學(xué)過減數(shù)分裂和基因與染色體的關(guān)系，已經(jīng)掌握基因分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。在已有知識(shí)基礎(chǔ)上，通過紅綠色盲的調(diào)查活動(dòng)及結(jié)合課堂的探究活動(dòng)，對(duì)伴性遺傳現(xiàn)象進(jìn)行分析和總結(jié)。

五、教學(xué)方法

采用探究、討論模式結(jié)合、啟發(fā)誘導(dǎo)、設(shè)問答疑的教學(xué)方法。

六、教學(xué)用具：多媒體課件

生物模型介紹篇二

一.教材分析

“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)主要包括：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程和生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容兩大部分，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”所反映的生物膜對(duì)物質(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識(shí)有一定的聯(lián)系，并對(duì)第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊髁酥R(shí)準(zhǔn)備，對(duì)整個(gè)章節(jié)的知識(shí)起到了承上啟下的作用。本節(jié)的教學(xué)思路是：在教學(xué)過程中，通過積極引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，讓學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索科學(xué)的歷程，切身感受科學(xué)的魅力，保持強(qiáng)烈的探究科學(xué)的激情和興趣，自然地接受流動(dòng)鑲嵌模型的理論。

二.學(xué)情分析：

(1)學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞，知道了組成細(xì)胞的分子，掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關(guān)知識(shí)，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

(2)高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對(duì)事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對(duì)探索科學(xué)的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。

三|、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

(1)簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

(2)舉例說明生物膜具有的流動(dòng)性的特點(diǎn)。

(3)通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程闡述科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律。

2.過程與方法

(1)分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題，大膽作出假設(shè)。

(2)發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀

(1)使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辯證觀點(diǎn)。

(2)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰Α?/p>

(3)認(rèn)識(shí)到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)、樹立辯證的科學(xué)觀。

四、教學(xué)重點(diǎn)

1.科學(xué)家對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。

2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。

五、教學(xué)難點(diǎn)

1.對(duì)科學(xué)探究過程的分析，如何體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一。

2.生物膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

3.生物膜的流動(dòng)性特點(diǎn)。

六、教學(xué)流程

設(shè)問引入→“問題探討”→體驗(yàn)“生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程”→闡述“流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容”。

七.教學(xué)實(shí)施的程序

教學(xué)過程

教師組織和引導(dǎo)

學(xué)生活動(dòng)

教學(xué)意圖

創(chuàng)設(shè)探究

導(dǎo)入新課

新課學(xué)習(xí)

設(shè)問：從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例可以看出生物膜的功能是什么?其功能特性是什么?為什么生物膜表現(xiàn)出這樣的特性?

進(jìn)一步思考：還有更好的材料做細(xì)胞膜嗎?

引出本節(jié)內(nèi)容生物膜的具體結(jié)構(gòu)

創(chuàng)設(shè)情境：

時(shí)間回到一百多年前的十九世紀(jì)末，讓學(xué)生思考如果他們是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，他們首先會(huì)怎樣來探究?同時(shí)指出，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，還不能親眼看到生物膜。那么，通過什么辦法進(jìn)行第一步的探究呢?引導(dǎo)學(xué)生看教材，讓學(xué)生明白當(dāng)時(shí)科學(xué)家是從生理功能入手來探究的。通過實(shí)驗(yàn)觀察，科學(xué)家才有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚岢瞿な怯芍|(zhì)組成這一假說，提示學(xué)生：科學(xué)探究過程中作出假設(shè)后的步驟是什么(通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè))，從而進(jìn)入下面的學(xué)習(xí)，由于技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)細(xì)胞膜提取和分離，并通過化學(xué)分析表明膜的成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，從而證明了前面的假說是正確的。

引導(dǎo)學(xué)生思考在驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論后的下一個(gè)步驟是什么?

小組分享學(xué)生繪制的細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型圖，討論細(xì)胞膜的選材

討論交流，體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)

閱讀教材，猜想、討論

思考如果他們是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家對(duì)膜的成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)會(huì)提出什么新的問題進(jìn)一步探究呢?

引起學(xué)生對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探究的興趣

用科學(xué)探究的一般方法來探究新課的內(nèi)容，并加深對(duì)科學(xué)探究的一般過程的了解

了解假說是怎樣提出的，以及提出假設(shè)后需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善

學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法

新課學(xué)習(xí)

新課學(xué)習(xí)

總結(jié)提高 課堂練習(xí)

介紹脂質(zhì)的探究，先介紹科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，提取紅細(xì)胞的脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，同時(shí)介紹磷脂的結(jié)構(gòu)，并舉例說明在空氣—水界面上鋪展成單分子層這個(gè)現(xiàn)象。

介紹蛋白質(zhì)的探究，先介紹由于技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家可以用電子顯微鏡來觀察細(xì)胞膜，提出蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)的模型，但這一模型將生物膜描述為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生思考變形蟲為什么可以運(yùn)動(dòng)，這一功能與生物膜的靜態(tài)的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)嗎?

質(zhì)疑：這一模型解釋不了膜的許多生理功能，如變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等，因此這一模型的提出不能完全與功能統(tǒng)一，假設(shè)不完全成立，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來完善，由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中。并通過實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)在探究出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型中，運(yùn)用的方法：提出問題，作出假設(shè)，進(jìn)一步驗(yàn)證完善，不斷發(fā)展。

說明流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。指導(dǎo)學(xué)生在了解生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步思考和想象，加深對(duì)流動(dòng)鑲嵌模型內(nèi)容的理解，同時(shí)，了解生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的進(jìn)一步發(fā)展。

最后，歸納總結(jié)知識(shí)、方法、態(tài)度價(jià)值觀的體會(huì)

傾聽，思考單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍這個(gè)現(xiàn)象說明了什么?

閱讀教材資料，思考變形蟲為什么可以運(yùn)動(dòng)，這一功能與生物膜的靜態(tài)的結(jié)構(gòu)是否相適應(yīng)?

閱讀教材資料，了解膜的流動(dòng)性

小組合作嘗試構(gòu)建生物膜模型，并交流分享

學(xué)生交流分享本節(jié)收獲

反饋練習(xí)

學(xué)會(huì)提出假說

結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)

了解技術(shù)進(jìn)步對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的作用

加深對(duì)流動(dòng)性這一結(jié)構(gòu)的理解為第三節(jié)的學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備

生物模型介紹篇三

一、教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)與技能目標(biāo)】學(xué)會(huì)制作臨時(shí)裝片的基本方法，能夠使用顯微鏡觀察自己制作的臨時(shí)裝片，認(rèn)識(shí)并闡明植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。

【過程與方法目標(biāo)】通過動(dòng)手操作、分組實(shí)驗(yàn)以及小組學(xué)習(xí)交流等方式，掌握用顯微鏡觀察裝片的技能以及植物細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】培養(yǎng)動(dòng)手操作能力，以及對(duì)于生物學(xué)科的興趣。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

【教學(xué)重點(diǎn)】制作臨時(shí)裝片，歸納植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

【教學(xué)難點(diǎn)】以膽大心細(xì)的心態(tài)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，練習(xí)使用顯微鏡觀察并辨別植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。

三、教法學(xué)法

啟發(fā)法、講授法、實(shí)驗(yàn)法

四、教學(xué)準(zhǔn)備

學(xué)生預(yù)習(xí)，自愿準(zhǔn)備感興趣可觀察的植物材料，如：洋蔥、成熟的番茄、黃瓜、西瓜、蘋果等。鑷子、刀片、滴管、紗布、吸水紙、載玻片、蓋玻片、顯微鏡等。

五、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

邀請(qǐng)學(xué)生展示各自準(zhǔn)備的生物材料，并且對(duì)于材料做以適當(dāng)?shù)恼f明從而激發(fā)他們的研究興趣和探究欲望。

其次請(qǐng)學(xué)生使用顯微鏡，并請(qǐng)有關(guān)學(xué)生糾正其中容易出錯(cuò)或者操作注意要點(diǎn)。從而復(fù)習(xí)、鞏固上節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，為本節(jié)課做鋪墊。最后，教師通過顯微鏡的使用與再次的學(xué)習(xí)，由顯微鏡的用途引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

環(huán)節(jié)二：自主探究，新課教學(xué)：

由顯微鏡的用途，提出問題：學(xué)會(huì)操作顯微鏡是為了利用它看到微觀生命世界，那么是否可以直接把一個(gè)洋蔥或者黃瓜放到顯微鏡下，就能看到起內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢?引發(fā)學(xué)生思考。最終引出用顯微鏡觀察材料需要做哪些前期準(zhǔn)備以及材料的特點(diǎn)。其次通過多媒體的形式展示各種不同玻片的標(biāo)片，讓學(xué)生更加了解到制作標(biāo)片的必要和基本形式。

由教師介紹制片所需要的一些材料用途和用法，簡(jiǎn)單介紹一下在制片過程中牽涉到的一些陌生的名詞和過程。在學(xué)生大致了解制片基本的一些知識(shí)基礎(chǔ)上，提出一些問題，讓學(xué)生帶著問題，思考并觀察老師制片，以及選擇一兩名學(xué)生跟隨著操作，同時(shí)，隨時(shí)依據(jù)所提出的問題，適時(shí)的停頓，一一對(duì)疑惑加以解決。所提問題依次是：①擦拭載玻片和蓋玻片的目的?若擦拭不凈，后果如何?②滴清水的量如何掌握?水量過多過少對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響?③取材的部位、方法、大小?④蓋蓋玻片的方法、原因(即目的或避免出現(xiàn)的不利影響)⑤滴染色劑的位置、數(shù)量?⑥吸引染液的方法?最后，組織學(xué)生開始自主來制作臨時(shí)裝片，對(duì)于剛學(xué)習(xí)的方法加以及時(shí)鞏固，老師則在其中不斷巡視加以指導(dǎo)糾正。

在學(xué)生學(xué)會(huì)制備臨時(shí)裝片之后，組織學(xué)生用顯微鏡來初步觀察一下自己所制備的玻片的效果。同時(shí)，老師通過細(xì)胞結(jié)構(gòu)的彩色掛圖、模型引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，老師先給學(xué)生以標(biāo)準(zhǔn)的玻片，組織學(xué)生通過顯微鏡來觀察植物細(xì)胞的各個(gè)結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)辨別各個(gè)細(xì)胞以及其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。同時(shí)，邀請(qǐng)學(xué)生通過自己的語言來描述各個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其他學(xué)生補(bǔ)充，最后老師總結(jié)。在觀察了多種植物細(xì)胞的臨時(shí)裝片后，討論、歸納、總結(jié)出植物細(xì)胞共同具有的主要結(jié)構(gòu)，體會(huì)細(xì)胞的整體性。并適當(dāng)聯(lián)系日常生活實(shí)際，感知細(xì)胞液里含有的物質(zhì)。最后要求學(xué)生根據(jù)自己觀察到的物像，跟隨老師的講解和示范，繪圖。注意把握繪圖要領(lǐng)。同時(shí)，作為教師則通過邊講解生物圖的畫法和注意事項(xiàng)，邊在黑板上畫板圖示范。

組織學(xué)生觀察自己制作的玻片，檢查制片效果，以及是否能找出相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。分析制片過程中的不足和以后需要注意的地方。

環(huán)節(jié)三：鞏固提高，小節(jié)作業(yè)：

組織學(xué)生集中討論課后的練習(xí)題，也可在制片、觀察過程中留意各種情況的出現(xiàn)，及時(shí)思考、嘗試處理，再討論交流，總結(jié)。

生物模型介紹篇四

氯霉素的加入可以抑制翻譯的進(jìn)行，氯霉素的含量增加，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的增長(zhǎng)速度減慢，與此同時(shí)，翻譯雖然停滯了，但轉(zhuǎn)錄仍然在進(jìn)行，因此 rna 的含量在不斷增加。因此看到的效果是，rna 的含量與增長(zhǎng)速率之間負(fù)的相關(guān)關(guān)系。

圖 1 ：q，p，r 三組分模型示意圖，對(duì)翻譯的抑制會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞增殖速率的降低。

由此則可以得到第二個(gè)關(guān)系：\lambda =\kappa_n (r_{max}-r)。

其中的 \lambda 是細(xì)胞增殖速率，而 \kappa_n 是另一個(gè)與增殖速率成正比的常數(shù)，\kappa_n 表現(xiàn)了細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用能力，而這里的 r_{max} 是最極端情況下，與細(xì)菌增殖有關(guān)的 rna 與蛋白質(zhì)的比值。

下面回到前面提出的三組分模型，前面已經(jīng)約定與細(xì)菌增殖無關(guān)的固定組分記為 q， 與細(xì)菌增殖有關(guān)的 rna 含量為 r，與細(xì)菌增殖有關(guān)的蛋白質(zhì)含量為 p，他們占全體細(xì)胞的分?jǐn)?shù)分別記為：\phi_q,\phi_r,\phi_p，它們之間有歸一化關(guān)系：\phi_q + \phi_r + \phi_p = 1。

在第二個(gè)關(guān)系中，引入 r_{max} 描述某種最極端情況下 rna 與蛋白質(zhì)的比值，這種情況下，與分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)含量很低，因此可以認(rèn)為：1- \phi_q = \phi_r+\phi_p \approx \phi_r^{max}。

用 \phi_q,\phi_r,\phi_p 來描述前面提到的兩個(gè)關(guān)系，有：

（1）蛋白質(zhì)的合成：

（2）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用：

經(jīng)過一點(diǎn)點(diǎn)微不足道的簡(jiǎn)化，得到了一個(gè)特別簡(jiǎn)單的線性關(guān)系：\lambda\sim\kappa_n\phi_p，這個(gè)關(guān)系就像歐姆定律那樣簡(jiǎn)單。我們把增殖速率 \lambda 可以看做是電壓，現(xiàn)在有兩個(gè)并聯(lián)的分支，一個(gè)分支上的電阻為 \kappa_t ，另一個(gè)分支上電阻為 \kappa_n ，因而可以求出總電流。這可以導(dǎo)出關(guān)系：

我們希望用對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和蛋白質(zhì)合成的速率來表示增殖的速率，即在電路問題中，我們希望用電阻、電流得出電壓的表達(dá)式，這個(gè)并聯(lián)電路的電壓可以表示為：

這里用到了關(guān)系（1），其中的 \lambda_c(\kappa_t) 可以看作是最高的蛋白質(zhì)合成速率，因?yàn)檫@時(shí)對(duì)應(yīng)的是 \phi_r =\phi_r^{max} 時(shí)的情形。這里很自然地得到了細(xì)菌增殖過程中存在的一個(gè) michaelis-menten 關(guān)系。有意思的是，雖然進(jìn)行的只是一些理論推導(dǎo)，這里得出的結(jié)論都有實(shí)驗(yàn)作為支持。

圖 2 ：（a）q，p，r 三組分模型示意圖。（b）細(xì)菌增殖過程示意圖，圖中箭頭標(biāo)出了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流入，蛋白質(zhì)合成這兩個(gè)關(guān)鍵的步驟。

很容易發(fā)現(xiàn)，上面介紹的這一模型實(shí)在是忽略了太多的細(xì)節(jié)信息。接下來我會(huì)介紹一些他們?cè)谶@一框架下，利用這一模型所分析的某些具體問題。在分析中，每次引入一個(gè)新的組分，即把這個(gè)三組分模型轉(zhuǎn)變?yōu)樗慕M分模型用于討論。

（一）非必需蛋白質(zhì)的表達(dá)

圖 3 ：q，p，r，u 四組分模型示意圖。

因?yàn)樾枰獔?zhí)行其它生命活動(dòng)，因此合成的蛋白質(zhì)并非所有都與增殖有關(guān)，因此考慮將從 p 中再分出一類來，用 u 表示與細(xì)菌增殖無關(guān)的蛋白質(zhì)的合成。

因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)得到了關(guān)系：\lambda = \frac{(\phi_r^{max}-\phi_0)\kappa_n\cdot\kappa_t}{\kappa_n+\kappa_t}，在模型增加了一個(gè)組分后，這時(shí)的計(jì)算需要扣除 u 部分的影響，即將其修改為：

這表明一個(gè)看起來很顯然的結(jié)論，與細(xì)菌增殖無關(guān)的蛋白質(zhì)合成的增加會(huì)降低細(xì)菌的增殖率。事實(shí)上，這一結(jié)論也可以得到實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

（二）細(xì)胞內(nèi)中的擁擠

圖 4：（a）q，p，r 三組分模型示意圖。（b）三組分模型轉(zhuǎn)變?yōu)?q，p，rb，t 四組分模型，希望考慮翻譯過程中因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的擁擠所造成的限速。

在此前的三組分模型中，所有的因素都是線性地起作用的。然而實(shí)際細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是非常擁擠的，因?yàn)檫@種擁擠，如果某一反應(yīng)過程需要「招募」大量的其它大分子，則很有可能這一過程會(huì)被擴(kuò)散的低效率所限制。例如翻譯的過程就涉及到 trna 的擴(kuò)散等，這些受到擁擠效應(yīng)影響的分子，將其列作一個(gè)新的組分，記為 t，其含量記為 \phi_t。也就是說，將原有的三組分模型中的 rna 部分分成了 rrna （\phi_{rb}）和 trna （\phi_t）兩部分：\phi_r = \phi_{rb}+\phi_t。實(shí)驗(yàn)中觀察到，在翻譯的過程中，通常核糖體與 trna 是一起增長(zhǎng)的，二者可以簡(jiǎn)單認(rèn)為存在線性的關(guān)系：\phi_t = \alpha \cdot \phi_{rb}。

考慮到擁擠效應(yīng)對(duì)蛋白質(zhì)的合成的限制，原有的描述蛋白質(zhì)合成與增殖速率關(guān)系的\lambda \sim \kappa_t (\phi_r -\phi_0) 關(guān)系一應(yīng)當(dāng)做出一些修改：

（a）蛋白質(zhì)的合成速率應(yīng)當(dāng)修改為 trna 含量\phi_t的函數(shù)。 這里的翻譯速率 \kappa_t = \kappa_t^{max}\frac{\phi_t}{\phi_t+\phi_m}，這里的 michaelis-menten 關(guān)系描述的就是擁擠效應(yīng)所產(chǎn)生的影響。

（b）rna 應(yīng)該細(xì)化為具體的 rrna 含量，即應(yīng)修改為\lambda \sim \kappa_t (\phi_{rb} -\phi_{rb,0})。

再代入關(guān)系\phi_t = \alpha \cdot \phi_{rb}，因此在擁擠條件下，細(xì)菌的增殖速率可以表示為：

\lambda = \kappa_t^{max}(\phi_{rb} -\phi_{rb,0})\frac{ \phi_{rb}}{\phi_{rb}+\phi_m/\alpha}。

這即為在該種情況下，對(duì)前面討論過的關(guān)系一的擴(kuò)展，這一關(guān)系同樣可以獲得實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

不難發(fā)現(xiàn)，這里的「推導(dǎo)」都毫無難度，從這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，不難導(dǎo)出許多有意思的結(jié)論來，而且這樣一個(gè)模型的框架還可以用于分析許多其它因素對(duì)細(xì)胞增殖的影響，讓人有種忍不住手癢想去推推看的沖動(dòng)。這樣的工作之所以能發(fā)表在這些頂級(jí)的期刊上，一個(gè)關(guān)鍵的原因就是因?yàn)樗峁┝藢?duì)復(fù)雜生命現(xiàn)象的簡(jiǎn)單深刻的理解，而這類研究的關(guān)鍵實(shí)際上在于理論與實(shí)驗(yàn)的合作。

關(guān)于本問題及定量生物學(xué)的更多參考材料見：

生物模型介紹篇五

一、教學(xué)目標(biāo)

1.闡明群落的演替過程。

2.說明人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響。

3.關(guān)注我國(guó)實(shí)行退耕還林、還草、還湖，退牧還草的政策。

二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

群落的演替過程。

三、教學(xué)策略

本節(jié)應(yīng)緊緊抓住“動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”實(shí)施教學(xué)。如果說群落的結(jié)構(gòu)可從橫向進(jìn)行剖析，是現(xiàn)時(shí)性的，那么在群落的演替中，教學(xué)要用歷史性的眼光，從縱向進(jìn)行尋蹤。群落是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生著生物與生物之間、生物與環(huán)境之間的相互作用。在正常情況下，大多數(shù)群落中物種結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。但是，當(dāng)群落結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞，一些種群消失了以后，總會(huì)有其他一些種群來占據(jù)這個(gè)群落的空間，經(jīng)過一段時(shí)間，又會(huì)有另一些種群興起，逐漸取得優(yōu)勢(shì)。群落演替是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，總是向著群落恢復(fù)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的方向進(jìn)行。

有條件的學(xué)校，在進(jìn)行“問題探討”內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，可以讓學(xué)生觀看錄像資料片(或類似題材)，引發(fā)學(xué)生思考。事實(shí)上，學(xué)生對(duì)群落演替的現(xiàn)象并不陌生，只是沒有建立起概念與現(xiàn)象之間的聯(lián)系。在教學(xué)中教師應(yīng)盡可能從學(xué)生熟悉的事例出發(fā)，引導(dǎo)出群落演替的各個(gè)階段。值得注意的是，要始終圍繞著生物之間、生物與環(huán)境之間的聯(lián)系與相互作用，以動(dòng)態(tài)發(fā)展觀引發(fā)學(xué)生對(duì)演替的本質(zhì)進(jìn)行思考。

“棄耕農(nóng)田上的演替”的教學(xué)可以讓學(xué)生與“發(fā)生在裸巖上的演替”過程相比較，分析共同點(diǎn)與不同點(diǎn)。提示學(xué)生思考：農(nóng)田是人類對(duì)自然群落進(jìn)行改造的產(chǎn)物，在農(nóng)田上群落的演替能否恢復(fù)為原有的自然群落呢?在學(xué)習(xí)了這兩種演替類型后，教師引出“初生演替”與“次生演替”的概念，學(xué)生就比較容易理解。

關(guān)于“人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響”的教學(xué)，教材中提供了“踐踏對(duì)草地群落的影響”的素材，意在從貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的事例展開教學(xué)。“走的人多了就成了路”，這是一個(gè)在日常生活中極為常見的事例，但人們未必從群落演替的角度思考過。教學(xué)要在“熟悉的，未必是知道的”題目上做文章，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題的能力。建議有條件的學(xué)校，讓學(xué)生在野外進(jìn)行實(shí)地考察，然后在課堂中組織討論。

實(shí)地觀察時(shí)，提示學(xué)生根據(jù)踩踏情況，將雜草進(jìn)行分類：經(jīng)常被踩踏的地方的種類;輕微被踩踏的地方的種類;不太被踩踏的地方的種類。要作較長(zhǎng)期的觀察，將觀察的情況列表記錄，必要時(shí)將觀察到的情況繪圖，或用拍攝照片方式進(jìn)行記錄。觀察時(shí)要注意：

雜草的種類;

莖稈高度和長(zhǎng)勢(shì);

生長(zhǎng)的密度和植物蔓延的方向;

周圍樹木生長(zhǎng)等其他的情況;

可挖出一些草本植株，觀察其根的形態(tài)。

在討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出相關(guān)資料(也可讓學(xué)生舉例)分析人類活動(dòng)對(duì)草原、森林、水域生物群落的影響。在分析中要把握：(1)人類活動(dòng)往往是有目的、有意識(shí)地進(jìn)行的，可以對(duì)生物之間、人類與其他生物之間以及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系加以控制，甚至可以改造或重建起新的關(guān)系;

(2)人類可以砍伐森林、填湖造地、捕殺動(dòng)物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人類活動(dòng)往往會(huì)使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。

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