运用“类比迁移”策略学习动作电位的产生及传导图像

运用"类比迁移"策略,结合高中物理学"振动图像与波动图像"的知识,指导学生学习高中生物学"动作电位的产生与传导图像"的新知识。     

一种新的医学成像技术——电阻抗体层成像

目前,许多技术都可应用于人体组织的图像产生。其中X线放射成像是应用最古老且最广泛的技术,它根据人体吸收的X线的分布情况产生图像。测量X线吸收系数的X线计算机体层成像术(CT扫描)是一项可产生更多信息量的较新技术。其它技术有测量人体组织声阻抗变化的超声显像技术、放射性同位素显像技术、磁共振显像技术(MRI)和自动热摄影成像技术。电阻抗显像利用了电阻率作为测量参数,它通常称作电阻抗体层成像术(EIT)。 EIT(Electrical Impedance Imaging)是将组织的电阻作为测量参数,通过测量外     

种群数量变化学习中的疑点解析

自然界中的种群数量在某种程度上维持在特定的水平上,在一定范围内波动。种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等",J"型曲线和"S"曲线只研究了种群数量增长的规律。对于两种曲线产生的条件是":J"型增长曲线一般出现在理想条件下,自然条件下的种群很少出现"J"型增长曲线。某种群迁入一个比较适宜的环境中,在一段时间内可能出现"J"型增长曲线,由于环境阻力的限制作用,最终形成"S"型增长曲线。而对两种数学模型隐含的种群数量变化中的增长率和增长速率的认识仍然存在分歧。     

基于多小波的胃癌病理细胞图像边缘检测与分析

对胃癌细胞图像的多尺度小波变换边缘检测进行了研究,为医生运用现代信息理论的方法进行相关疾病诊断提供了一种新的思路和途径。提出了多尺度小波边缘检测的新方法,归纳了改善小波边缘检测效果的一些策略。实验结果表明,对于具有复杂纹理的医学病理细胞图像,采用传统的边缘检测方法会产生伪边缘和方向性误差,它影响了图像边缘检测的可信度;而运用小波变换的时频尺度特性和对奇异变化的优良检测性能,可得到无噪声污染的图像实际边缘。     

描述肝细胞中两类不同特性钙离子浓度振荡

细胞内第二信使钙离子通常以浓度振荡的方式转导多种生理学信息,影响细胞分化、成熟和凋亡等各种生理过程。肝细胞实验中看到在一定浓度范围的激动剂刺激下,细胞质钙离子浓度的变化可呈现出很不相同的图像。例如顺脱羟肾上腺素刺激下,可出现简单的周期振荡,振荡频率随激动剂浓度的不同有变化;在腺苷三磷酸刺激下,随激动剂浓度从低到高,胞质钙离子浓度的变化可以从开始出现简单振荡,到形成复杂的多峰间歇振荡。肝细胞中钙离子浓度振荡的峰值多在500nmol/L到800nmol/L范围。给出一个四为量数学模型的改进形式,可以模拟肝细胞中钙离子浓度从简单振荡向复杂振荡的变化。数值计算给出与实验结果比较一致的振荡波形和振幅。     

同心圆感受野去抑制特性的数学模拟

以感受野外周区内各亚区之间的抑制性相互作用为基础,提出了一个能描述视网膜神经节细胞传输特性的数学模型,此模型能很好地解释传统感受野外大范围去抑制区产生的机制。当用来处理亮度对比边缘时,它既能很好地增强边缘对比,又可有效地提升被传统感受野中心／外周拮抗机制所滤除了的区域亮度对比和亮度梯度信息。本文也用不同空间频率的光栅和真实图像检验了模型的空间频率传递特性,并与其它模型进行了比较。     

生物教学中数学模型直观性的应用

数学模型在不同的论著中定义稍有不同,但基本含义都是一致的。在百度词条中,对数学模型是这样解释的：数学模型就是用字母、数字、图表、图像、框图及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及描述客观实物的特征及其内在联系的数学结构表达式。数学模型的作用在于它将客观原型化繁为简、化难为易,便于人们采用定最的方法分析和解决实际问题。     

“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”教学设计

在"探究培养液中酵母菌种群数量的变化"一节教学中,通过调整课程顺序,优化实验环节和实验材料,结合Excel软件让学生通过实验体验构建数学模型的过程,使生物学与数学整合,有利于学生深刻理解种群数量的变化,同时培养学生简约、严密的思维品质。     

基于“氨基酸及多肽学具”的蛋白质教学探究

立足于"课堂教学中学生的主体作用和重实践"的理念,依托本校罗明名师工作室自主开发并获得国家专利的氨基酸及多肽学具设计教学活动,利用学具将氨基酸的结构、脱水缩合及蛋白质的结构、功能多样性等教学内容贯穿起来,学生通过动手、试错,推测、合作等促进思维,实现图像模型、物理模型、数学模型与概念模型的转换,提高对蛋白质结构和功能的认知和理解。     

数学模型在“种群数量的变化”一节中的应用

以数学模型构建方法为指导,以必修3《稳态与环境》中"种群数量的变化"一节的课堂教学设计为例,阐述了在课堂教学中引导学生构建数学模型解决实际问题的教学实例,描述了构建数学模型的具体方法、步骤,以及学生在模型构建教学过程中的具体活动,以期提高学生的建模能力,为学生在课堂教学实践中,通过亲身参与模型构建的过程,构建模型、应用模型及拓展模型,最终形成透过现象揭示本质的洞察力,同时也为生物学教学提供有益的实例参考。     

激光对DNA作用机理的AFM研究

激光作用质粒DNA和小牛胸腺DNA产生损伤效应,导致DNA结构变化,利用一种改进的试样制备过程和纳米显微镜－－原子力显微镜（AFM）能够获得可重现的激光作用质粒DNA和小牛胸腺DNA的AFM图像,显示它们的特殊的表达结构,讨论了激光辐照导致DNA链断裂的作用机理。     

常绿阔叶林次生演替的一种系统动力学模型

植物群落的演替过程是一个系统,这一系统具有一般系统的基本规律。植物群落演替过程的每个阶段可视为系统的不同状态。就演替系统而言,在一定条件下系统可由一种状态转移到另一种状态。这种系统状态间转移的过程实际上对应着演替过程。植物群落演替系统是动态系统。就是说系统的要素随时间的变化而变化。动态系统都可用微分方程(组)描述其发展变化的规律。这种用微分方程(组)描述的反映系统动态特征的数学表达式称为系统动态数学模型(动力学模型),系统动态数学模型按解决问题目的的不同可分为一     

实验教学中围绕重要概念进行问题设计——以“种群数量的变化”为例

在"种群数量的变化"一节教学中,通过对实验方案的改进,让所有学生都亲历构建数学模型的过程,深刻领悟生物学重要概念。所有问题都围绕着重要概念展开,有助于学生理解生物学概念。     

“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验改进

教材中"探究培养液中酵母菌种群数量的变化"实验计数环节耗时长,操作难度大,全班学生均参与较为困难。改进后的实验方案解决了计数耗时长的问题,且全班学生都能参与构建数学模型的过程。     

高灵敏度荧光显微镜量化技术及其在光生物学研究中的应用

介绍一种用像增器接收荧光图像的高灵敏度荧光显微镜,相对于普通荧光显微镜的灵敏度提高了４×１０４倍,并用宽量程微光光亮度计对仪器的微弱成像性能进行了实验标定,得到了图像采集数据和图像发光强度的线性数量关系。高灵敏度荧光显微镜在给出细胞荧光图像的同时,可以给出图像上每一像元的发光强度和细胞平均发光强度,仪器对图像细微变化的判断能力远大于人眼直接观察图像。高灵敏度荧光显微镜可应用于研究细胞中荧光物质在细胞生理过程中的分布变化和发光强度变化。使用此仪器已得到了光敏竹红菌甲素（ＨＡ）在Ｈｅｌａ细胞（人体子宫癌细胞）中的分布图像和更为直观的三维显示图形,以及加入ＨＡ后Ｈｅｌａ细胞受到强先照射后的细胞损伤图像。     

天然林内红松种群年龄更替数学模型及研究

本文给出天然林内红松种群年令更替数学模型（1）。通过对（1）进行定性分析,得到主要结论是：系统（1）在第一象限内存在唯一稳定周期解的充要条件是bk-bc-2d＞0其生态意义是天然林内红松幼树与母树随时间变化会产生一个有规律、互为消涨的变化特征。     

“种群的增长模型”的教学组织

笔者选取丰富的教学素材,设计"提供例证—构建模型—揭示规律—实际应用"的教学环节、适当拓展种群增长的数学分析内容,使学生体验和尝试建立数学模型研究种群数量变化的科学方法,初步领悟到生物界宏观层次上的稳态机制以及种群生态学研究的应用价值。     

温度变化对河叉口藻类生长的影响

严重的富营养化以及频繁的藻类"水华"事件是当前中国河流污染的主要特征之一,而已有研究表明,气象条件尤其是温度在其中扮演重要角色。目前国内外学者多数是通过统计分析和实验室试验等方式研究河口海岸以及湖泊等的富营养化问题,而内河尤其河叉口的富营养化问题涉及不多,对在水体温度变化的条件下河叉口的藻类生长状况的研究更为少见。为了解释并预测水体富营养化的状况,研究人员通常选择数学推理或统计模型等方法,采用数学模型方法既包涵丰富的数据参数而且还可以就局部的特征进行分析,因而不失为一种优选的方法。目前,随着状态参数的增加以及各参数的相互影响,复杂的数学模型机理研究正广泛应用于富营养化数学模型中。根据对水体温度条件的反应状况,藻类可分为狭温和广温两种,主要取决于藻类内部特性的不同。研究水体温度变化情况下河流藻类的生长状况,指出影响的主导因子,分析河叉口随季节变化的富营养化特征对防范河流"水华"事件的发生具有重要指导意义。本文在前人的研究基础上,结合国家水利部现代水利科技创新基金资助项目(XDS2006-01)《桂林市水生态系统保护与修复规划》及其相关监测资料,应用并改进拉氏富营养模型对澄江河下游河叉口处进行模拟分析。得出以下几点结论:(1)模型与监测数据能较好的吻合。(2)当水体温度在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃和35℃变化时(其他环境参数不变),藻类叶绿素a含量呈单峰值分布;水体温度为25℃条件下,叶绿素含量达到最大值。(3)藻类的生长一定程度中受到周边水体温度(热量)的影响。     

一种新的混合震动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪方法研究

针对传统震动滤波和各向异性扩散混合模型存在缺点,提出了一种新的图像增强和去噪方法。该方法将改进的震动滤波项和图像细节保真项同时引入增强和去噪方程,使其根据图像结构信息产生相应变化幅度。通过实验表明,本文提出的方法达到较理想的增强和去噪效果,使得生物医学图像不仅具有很好的平滑效果,而且增强了边缘,同时保留了尽可能多的图像结构和细节信息,并且还很大程度上缩短了计算时间。     

畜禽遗传资源系统保存的理论与模拟实验研究：Ⅰ.畜禽遗传资源系统保存…

本文提出了畜禽遗传资源系统保存的概念、基本思想及其群体遗传结构变化的数学模型。该理论是将一定时空内某一畜种所拥有的全部基因作为保存对象、既将活体保存作为基本方法,又将其有机地与高新生物技术结合在一起;既追求系统地保存控制畜种特性的基因资源,又可达到保存地方品种的目的。在假定无世代重叠,群休内存在选择、突变、迁移,且考虑漂变效应的情况下,本文所构建的两个数学模型可分别用来描述一个座位上多个主基因频率