Математические методы в биологии реферат

    Притча наудачу: Притчи о Тринадцатом Бодхисаттве. Сети, когнитивная наука, управление сложностью. Взаимосвязи и зависимости; особенности анализа процессов. Бондаренко Н. Прикладной регрессионный анализ. При этом в корпусе самолета не обязательно должны находиться кресла, и тем более, стюардессы. Ознакомление с разнообразными методами исследований в различных областях биологии.

    Принципы дискриминантного анализа. Нахождение и использование дискриминантной функции. Возможность использования аналогичных методов для многих групп. Канонический анализ. Деревья классификации. Количественные методы классификации. Таксономические и экологические задачи классификации, их особенности.

    Использование количественного и альтернативного предcтавления данных. Основные этапы анализа. Наиболее употребительные меры сходства, их специфика. Методы классификации при равном и неравном весе признаков: таксономический анализ Е. Классификация и ординация, "нечеткие множества" A. Кластеры и группировки с "захождением".

    Методы биологии к ЕГЭ. На конкретных заданиях.

    Анализ матриц сходства. Простейшие алгоритмы группировки кластеризации : метод ближайшего соседа, метод группового среднего. Определение "порога" при группировке; зависимость выбора процедуры и результатов от объективной дискретности групп, их объема и отношений между группами; компактность групп, их отдаленность и наличие переходов дистинктность и транзитность по С. Графическое представление результатов. Основные принципы Bookstein, Zelditch.

    Область применения. Применение для оценки в нестандартных ситуациях и для характеристик, не имеющих статистического обоснования. Книги, помещенные на ftp-сервере факультета ftp. Урбах В. Математические методы в биологии реферат анализ в биологических и медицинских исследованиях, М, Universe Books. Современное состояние проблемы описано в книге Д. Медоуз, Д. Медоуз, Й.

    Donella H. Envisioning a sustainable future. Вторая знаменитая глобальная модель — модель ядерной зимы, была создана под руководством Н. Моисеева в России. Ее результаты наглядно показали, что глобальная ядерная война приведет к уничтожению как побежденных, так и победителей, так как после нее небо над всей Землей закроется тучами и настанет ядерная зима на период в несколько десятков лет. Поэтому победа в такой войне будет быссмысленной.

    Программная инженерия темы рефератовКурсовые работы по внеурочной деятельностиФормы обеспечения возвратности кредита курсовая работа
    Доклад про катюшу оружие краткое содержаниеОтчет по практике декларантПриложения в курсовой работе нумеруются

    Ясно, что разработка имитационной модели сложной системы и работа с этой моделью требуют усилий целого коллектива специалистов как в области машинной математики, так и в предметной области. Подробное изучение методологии имитационного моделирования не входит в задачу нашего курса, мы будем заниматься более общими вопросами. Всякая сложная система при своем функционировании подчиняется физическим, химическим и биологическим законам. Однако нам известны не все законы.

    Одна из целей математического моделирования и заключается в установлении этих законов путем проверки альтернативных гипотез физических или биологических механизмов того или иного явления. Другой, более практической, является уже упоминаемая нами цель оптимального управления продукционным процессом.

    Урок биологии №51. Методы биологических исследований.

    Таким образом, приступая к построению математической модели системы, необходимо взглянуть на эту систему под определенным углом зрения, который в значительной мере определяет вид модели. Необходимо сформулировать основные вопросы о поведении системы, ответы на которые мы хотим получить с помощью модели.

    Наблюдение — это отправной пункт всякого естественнонаучного исследования. В XIX в. Компьютер позволяет проектировать и реализовать различные алгоритмы оптимизации.

    Это позволяет из множества законов, управляющих поведением системы, отобрать те, влияние которых существенно при поиске ответов на поставленные вопросы. В дополнение к этим законам, если необходимо, для системы в целом или ее частей формулируются определенные гипотезы о функционировании. Гипотезы, как и законы, формулируются в виде определенных математических соотношений. Дальнейшая работа состоит в исследовании полученных соотношений с применением аналитических или вычислительных методов, приводящих к ответу на поставленные перед моделью вопросы.

    Если модель хороша, полученные на модели ответы могут быть отнесены к самой моделируемой системе. Более того, с помощью такой модели можно расширить круг представлений о системе, например, выбрав одну из альтернативных гипотез о механизмах математические методы в биологии реферат функционирования и отбросив остальные, неправдоподобные. Если же модель плохая, то есть недостаточно адекватно описывает систему с точки зрения поставленных перед ней вопросов, ее следует усовершенствовать.

    Критерием адекватности служит практика, эксперимент, и критерий этот не может быть полностью формализован. Математические методы в биологии реферат на разнообразие живых систем, все они обладают следующими специфическими чертами, которые необходимо учитывать при построении моделей.

    Сложные системы. Все биологические системы являются сложными многокомпонентными, пространственно структурированными, элементы которых обладают индивидуальностью. При моделировании таких систем возможно два подхода. Первый — агрегированный, феноменологический. В соответствии с этим подходом выделяются определяющие характеристики системы например, общая численность видов и рассматриваются качественные свойства поведения этих величин во времени устойчивость стационарного состояния, наличие колебаний, существование пространственной неоднородности.

    Такой подход является исторически наиболее древним и свойственен динамической теории популяций. Другой подход? Имитационная модель не допускает аналитического исследования, но ее параметры имеют ясный физический и биологический смысл, при хорошей экспериментальной изученности фрагментов системы она может дать количественный прогноз ее поведения при различных внешних воздействиях.

    Размножающиеся системы способные к авторепродукции. Это важнейшее свойство живых систем определяет их способность перерабатывать неорганическое и органическое вещество для биосинтеза биологических макромолекул, клеток, организмов.

    Математическая биология

    В феноменологических моделях это свойство выражается в наличии в уравнениях автокаталитических членов, определяющих возможность роста в нелимитированных условиях?

    Важную роль в развитии сложных пространственно-временных режимов играют процессы взаимодействия компонентов биохимические реакции и процессы переноса, как хаотического диффузиятак и связанного с направлением внешних сил математические, электромагнитные поля или с адаптивными функциями живых организмов например, движение цитоплазмы в клетках под действием микрофиламентов.

    Открытые реферат, постоянно пропускающие через себя потоки вещества и энергии. Биологические системы далеки от термодинамического равновесия, и потому описываются нелинейными уравнениями. Линейные соотношения Онзагера, связывающие силы и потоки, справедливы только вблизи термодинамического равновесия. Биологические объекты имеют сложную многоуровневую систему регуляции. В биохимической кинетике это выражается в биологии в схемах петель обратной связи, как положительной, так и отрицательной.

    В уравнениях локальных взаимодействий обратные связи описываются нелинейными функциями, характер которых определяет возможность возникновения и свойства сложных кинетических режимов, в том числе колебательных и квазистохастических. Такие нелинейности при учете пространственного распределения и процессов методы обусловливают паттерны стационарных структур пятна различной формы, периодические диссипативные структуры и реферат типы автоволнового поведения движущиеся фронты, бегущие волны, ведущие центры, спиральные волны и др.

    На уровне органа, организма, популяции живая система также является гетерогенной, и это ее основополагающее свойство необходимо учитывать при создании математической модели.

    Само возникновение пространственной структуры и законы ее формирования представляет одну из задач теоретической биологии. Один из подходов решения такой задачи? В заключение этой вводной лекции отметим, что компьютерные грамматики позволяют получить изображения, очень напоминающие те, которые мы видим в природе и на картинах великих мастеров.

    • Математическое моделирование — использование моделей пофизической природе, отличающихся от моделируемых объектов, ноимеющих сходное математическое описание.
    • R и Q-техника факторного анализа.
    • В последние годы на кафедре биофизики Биологического факультета МГУ активно ведутся работы по разработке нового метода прямого многочастичного компьютерного моделирования процессов в субклеточных системах А.
    • Винера и А.
    • Пущино, где в г.

    Вероятно, компьютерная логика, человеческий мозг и вся природа следуют единым законам. Бондаренко Н. Модели управления эколого-экономическими системами. Джефферс Д.

    Математические методы в биологии реферат 852

    Управление экологическими системами. Медоуз Д. Гистолог наблюдает с помощью микроскопа зафиксированный и окрашенный срез ткани. А для молекулярного биолога наблюдением может быть фиксация изменения концентрации фермента в пробирке. Важно понимать, что научное наблюдение, в отличие от обыденного, есть не простое, но целенаправленное изучение объектов или явлений: оно ведётся для решения поставленной задачи, и внимание наблюдателя не должно рассеиваться.

    Например, если стоит задача изучить сезонные миграции птиц, то мы будем замечать сроки их появления в местах гнездования, а не что-либо иное. Таким образом, наблюдение — это избирательное выделение из математические методы в биологии реферат определенной частииначе говоря, аспекта, и включение этой части в изучаемую систему. В наблюдении важна не только точность, аккуратность и активность наблюдателя, но и его непредвзятость, его знания и опыт, правильный выбор технических средств.

    Постановка задачи предполагает также наличие плана наблюдений, то есть их планомерность. Пермь, апрель г. Пермь: Меркурий, Описательный метод - это фиксирование наблюдаемых внешних признаков объектов исследования с выделением существенного и отбрасыванием несущественного. Этот метод стоял у истоков биологии, как науки, но ее развитие было бы невозможно без применения других методов исследования.

    Описательные методы позволяют вначале описывать, а затем анализировать явления, происходящие в живой природе, сравнивать их, находя определённые закономерности, а также обобщать, математические методы в биологии реферат новые виды, классы и прочее.

    Описательные методы начали использоваться ещё в древности, но на сегодняшний день не утратили своей актуальности и широко применяются в ботанике, этологии, зоологии и т. Сравнительный метод - это исследование сходства и различия в строении, протекании жизненных процессов и поведении различных объектов.

    Математические методы в биологии

    Например, сравнение особей разного пола, приндлежащих к одному биологическому виду. Позволяет изучать объекты исследования путём их сравнения между собой или с другим объектом.

    Позволяет выявлять сходства и различия математические методы в биологии реферат организмов, а также их частей. Математические методы в биологии реферат данные дают возможность объединять исследованные объекты в группы по признакам сходства в строении и происхождении.

    На основе сравнительного метода, например, строится систематика растений и животных. Этот метод использовался также при создании клеточной теории и для подтверждения теории эволюции. В настоящее время он применяется практически во всех направлениях биологии. С помощью этого метода и в сочетании с описательным методом были получены сведения, позволившие в XVIII. Линнейа в XIX. Шлейден и Т. Шванн и учение об основных типах развития К.

    Метод широко применялся в XIX. Однако использование этого метода не сопровождалось выходом биологии за пределы описательной науки. Сравнительный метод широко применяется в разных биологических науках и в наше время. Сравнение приобретает особую ценность тогда, когда невозможно дать определение понятия.

    Например, с помощью электронного микроскопа часто получают изображения, истинное содержание которых заранее неизвестно. Только сравнение их со светомикроскопическими изображениями позволяет получить желаемые данные. Позволяет выявить закономерности образования и развития живых систем, их структур и функций, сопоставлять их с ранее известными фактами. Данный метод, в частности, успешно использовался Ч. Дарвином для построения его эволюционной теории и способствовал превращению биологии из описательной науки в науку объясняющую.

    Во второй половине XIX. Дарвина исторический метод поставил на научные основы исследование закономерностей появления и развития организмов, становления структуры и функций организмов во времени и пространстве. С введением этого метода в биологии произошли значительные качественные изменения.

    Исторический метод превратил биологию из науки чисто описательной в науку объясняющую, которая объясняет, как произошли и как функционируют многообразные живые системы.

    В настоящее время исторический метод, или "исторический подход" стал всеобщим подходом к изучению явлений жизни во всех биологических науках. Эксперимент - это проверка верности выдвинутой гипотезы с помощью целенаправленного воздействия на объект. Эксперимент опыт — искусственное создание в контролируемых условиях ситуации, которая помогает выявить глубоко скрытые свойства живых объектов.

    Экспериментальный метод исследования явлений природы связан с активным воздействием на них путем проведения опытов экспериментов в контролируемых условиях. Этот метод позволяет изучать явления изолированно и достигать повторяемости результатов при воспроизведении тех же условиях. Эксперимент обеспечивает более глубокое, чем другие методы исследования, раскрытие сущности биологических явлений. Именно благодаря экспериментам естествознание в целом и биология частности дошли до открытия основных законов природы.

    Экспериментальные методы в биологии служат не только для проведения опытов и получения ответов на интересующие вопросы, но и для определения правильности сформулированной в начале изучения материала гипотезы, а также для её корректировки в процессе работы. В двадцатом столетии данные способы исследования становятся ведущими в этой науке благодаря появлению современного оборудования для проведения опытов, такого как, например, томограф, электронный микроскоп биологии реферат прочее.

    В настоящее время в экспериментальной биологии широко используются биохимические приёмы, рентгеноструктурный анализ, хроматография, а также техника ультратонких срезов, различные математические культивирования и многие. Математические методы в биологии реферат методы в методы с системным подходом расширили познавательные возможности биологической науки и открыли новые дороги для применения знаний практически во всех сферах деятельности человека. Вопрос об эксперименте как одной из основ в познании природы, был поставлен ещё в XVII.

    Бэконом Его введение в биологию связано с работами В. Гарвея в XVII. Однако экспериментальный метод широко вошел в биологию лишь в начале XIX. Благодаря трудам Ф.

    Математические методы в биологии реферат 1733

    МажандиГ. ГельмгольцаИ. Сеченоваа также классиков эксперимента К.

    1062649

    Бернара и И. Павлова физиология, вероятно, первой из биологических наук стала экспериментальной наукой.

    1313372

    Другим направлением, по которому в биологию вошел экспериментальный метод, оказалось изучение наследственности и изменчивости организмов. Здесь главнейшая заслуга принадлежит Г. Менделю, который, в отличие от своих предшественников, использовал эксперимент не только для получения данных об изучаемых явлениях, но и для проверки гипотезы, формулируемой на основе получаемых данных. Работа Г. Менделя явилась классическим образцом методологии экспериментальной науки.

    В обосновании экспериментального метода важное значение имели работы, выполненные в микробиологии Л. Пастеромкоторый впервые ввёл эксперимент для изучения брожения и опровержения теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов, а затем для разработки вакцинации против инфекционных болезней. Пастером значительный вклад в разработку и обоснование экспериментального метода в микробиологии внесли Р. КохД.

    Наблюдение как метод собирания информации — хронологически самый первый приём исследования, появившийся в арсенале биологии, а точнее, ещё её предшественницы — естественной истории. Динамические модели процессов в клетках и субклеточных наноструктурах. Из приведенных примеров видно, что любая физическая модель обладает конкретными свойствами физического объекта. Большую роль в становлении математической биологии России сыграли научные разработки и книги коллектива авторов Ю. Среди них — свойства циклических колебаний численностей популяций, принцип конкурентного исключения Гаузе для конкурирующих видов, пороговая теорема в математической эпидемиологии, условия распространения нервного импульса, условия возникновения разного типа автоволновых процессов в активных тканях, в частности в сердечной мышце и многие другие.

    ЛистерИ. ИЛ, В более общей форме сходные идеи были развиты советскими учеными Гельфандом и Цетлиным Гельфанд и математические методы в биологии реферат.

    При построении моделей учитывали, что процесс возникновения и распространения возбуждения в биологических объектах, в частности, в нервных тканях обладает рядом четко выраженных свойств, отправляясь от которых можно построить формальную модель этого явления. Российские научные школы внесли большой вклад в развитие математической биологии.

    КолмогоровИ. ПетровскийН. Пискунов в г. Эта работа стала классической и положила начало развитию теоретического и экспериментального изучения автоволновых явлений в системах разной природы.

    Российским биофизикам В. КринскомуГ. Иваницкому и др. В настоящее время направление по изучению и компьютерному моделированию процессов нервного проведения и распространения волн в сердечной мышце интенсивно развивается. Наиболее продвинутые модели учитывают сопряжение электрических и механо-химических процессов, структурную и геометрическую неоднородность сердца.

    Российским ученым Б. Белоусовым Белоусовбыл открыт класс химических реакций, позволяющих наблюдать на опыте практически все известные в настоящее время типы поведения распределенных систем.

    Жаботинский с сотрудниками подробно исследовали свойства этих реакций и условия их протекания, им также была предложена первая математическая модель наблюдаемого явления Жаботинский, В дальнейшем реакцию Белоусова-Жаботинского BZ-реакциюкак модель распределенной системы, демонстрирующей различные типы пространственно-временной организации, исследовали в сотнях лабораторий мира Field.

    Пущино Rovinsky and Zhabotinsky Российские ученые внесли большой вклад в развитие математической теории динамики популяций. Молчанова А. Бызыкин, Ф. Березовская, А. Свирежева Д. Логофет математические методы в биологии реферат, А. Оценка биологических параметров финты в Куршском заливе в связи с повышением ее численности. Возрастная структура популяции финты и её весовые показатели.

    Линейный рост сельди финты разных популяций. Половая структура нерестовой части популяции финты. Скрещивающаяся популяция как репродуктивная единица. Компоненты популяции: величина популяции, пространственная конфигурация, система размножения и скорость расселения. Полиморфизм по группам крови и ферментам у человека. Концепция популяции, инбридинг. Понятие популяции как группы особей, неоднородной в генетическом отношении.