Как составить модель клетки - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Загрузить PDF

В старших классах на уроках биологии школьники знакомятся со строением живых клеток. Не исключено, что и вы недавно узнали о различных видах растительных и животных клеток. Если вы захотите воплотить свое знание в трехмерной модели живой клетки и ее структур (или получите такое домашнее задание), данная статья поможет вам в этом.

1
Ознакомьтесь со строением живых клеток. Если вы хотите создать правильную трехмерную модель живой клетки, вам необходимо знать об основных органеллах (структурах, составляющих клетку, ее “органах”), о том, как они располагаются в клетке, и о различиях между растительными и животными клетками.
- Модель клетки должна включать в себя различные органеллы, поэтому вам следует узнать о них. Прежде всего, вы должны представлять себе их форму. Цвета разных структур клетки, приводимые в учебниках по биологии, служат для их различения и обычно не имеют никакого отношения к реальности, так что при раскрашивании модели вы можете дать волю своей фантазии. Однако вы должны придать органеллам присущую им форму.
- Важно также знать, как разные структуры клетки располагаются относительно друг друга. Например, эндоплазматическая сеть, называемая также эндоплазматическим ретикулумом, всегда расположена вблизи ядра, поскольку она участвует в производстве белков, используемых для репликации ДНК. При создании модели необходимо учесть это.^[1]
- Узнайте о различиях между растительными и животными клетками. Наиболее важные из них состоят в том, что растительные клетки снаружи покрыты плотной оболочкой, состоящей из целлюлозы (клетчатки), они содержат очень крупные вакуоли (мембранные мешочки, в которых хранятся вода и ферменты), и в них есть хлоропласты (структуры растительных клеток, перерабатывающие свет в полезную энергию).^[2]
2
Продумайте основную концепцию будущей модели. Будет ли ваша модель прозрачной, с компонентами, помещенными в просвечивающую среду? Или же клетка со всеми своими органеллами будет представлена в разрезе, позволяющем судить о ее трехмерной структуре? Далее вы найдете подробное описание того, как конструировать модели обоих типов, но в общих чертах их можно охарактеризовать следующим образом:
- Модель первого типа представляет собой трехмерное изображение клетки; все органеллы вставлены в прозрачный желатин.
- При создании модели второго типа используются поделочные материалы; в такой модели клетка представлена в разрезе, позволяющем увидеть ее внутреннее строение.
3
Подумайте о том, какие материалы вам понадобятся. Очевидно, это будет зависеть от того, какой вид модели вы выбрали.
- Лучше всего использовать предметы, по форме напоминающие моделируемые объекты − например, для клеточного ядра подойдет что-нибудь, имеющее форму шара.
- Конечно, многие органеллы имеют столь неправильную форму, что сложно найти предметы, в точности повторяющие ее. В этом случае следует использовать мягкие материалы, которым можно придать необходимую форму.
4

Дайте волю фантазии. Может, ваша трехмерная модель клетки будет съедобной? Какие цвета вы выберете для различных органелл? Проявите креативность! Создайте модель в своем стиле, помня при этом о формах, присущих основным частям клетки.

Реклама

1
Соберите необходимые материалы. Для создания элементов клетки вам понадобятся различные пищевые продукты и кухонные принадлежности. Выбор за вами. Вот некоторые материалы, которые можно использовать:
- Прозрачный желатин выполнит роль цитоплазмы. Если вы стремитесь к точности, лучше всего использовать чистый, не ароматизированный желатин. Если же вы хотите создать съедобную модель, выберите не слишком темный желатин, чтобы в нем были видны части клетки.
- Для ядра, ядрышка и ядерной мембраны используйте фрукты с косточками, такие как сливы или персики. Косточка будет играть роль ядрышка, сам фрукт станет ядром, а кожура превратится в ядерную мембрану. Если же вы не собираетесь вдаваться в такие подробности, подойдет любой шарообразный предмет.
- Центросомы похожи на колючки, поэтому изобразите их с помощью пучка зубочисток, воткнутых в шарик жевательной резинки или драже.
- Для аппарата Гольджи используйте нарезанные клочки картона, вафли, крекеры, тонкие ломтики банана или фруктовую пастилу, согнутую в виде гармошки (возможно, лучшее решение).
- В качестве лизосом возьмите маленькие круглые конфеты или шоколадную крошку.
- Митохондрии имеют слегка продолговатую форму, поэтому изобразите их с помощью лимской фасоли или очищенного арахиса.
- Для рибосом вам понадобится что-то мелкое. Используйте крошки или зернышки перца.
- Гранулярная эндоплазматическая сеть во многом схожа с аппаратом Гольджи − она также состоит из плоских изогнутых пластин, сложенных вместе, однако она имеет шероховатую поверхность. Для этой сети можно использовать те же материалы, что и для аппарата Гольджи, сделав их поверхность более грубой (например, посыпав их крошками).
- Гладкая эндоплазматическая сеть выглядит как набор переплетенных трубочек разного размера, связанных между собой. Используйте для нее что-нибудь гладкое и гибкое. Подойдут спагетти, жевательные червячки, растянутые ириски.
- Вакуоли. Для животной клетки в качестве вакуолей используйте несколько жевательных резинок в виде шариков среднего размера. Возьмите слегка прозрачные шарики одного цвета − как вы помните, в вакуолях хранятся запасы воды и ферментов. Вакуоли растительных клеток гораздо крупнее. Если вы стремитесь к точному отображению клеточной структуры, можете слепить вакуоли из отдельных кусочков более концентрированного и плотного желатина и вставить их затем внутрь своей модели растительной клетки.
- Микротрубочки можно представить в виде сырых кусочков спагетти или соломинок, в зависимости от размеров вашей модели.
- Для хлоропластов, входящих в состав только растительных клеток, используйте горох, зеленые конфеты драже или половинки зеленых бобов. Главное, чтобы они были зелеными.
2
Найдите форму для желатина. Решите, какой тип клетки вы хотите воспроизвести, и подберите соответствующую форму, в которую вы зальете желатин. Животные и растительные клетки имеют различную форму, поэтому вам понадобится разная посуда.
- Если вы создаете модель растительной клетки, вам потребуется прямоугольная, желательно фарфоровая форма для выпечки. В этой модели блюдо будет служить стенкой клетки и ее мембраной.
- Если вы создаете модель животной клетки, вам понадобится круглая или овальная форма для выпечки, например кастрюля. Вы сможете затем использовать эту форму в качестве клеточной мембраны, либо вынуть модель клетки и обернуть ее пищевой полимерной пленкой, которая послужит мембраной.
3
Приготовьте желатин. Соблюдайте инструкции, приведенные на упаковке. Обычно необходимо довести воду до кипения, а затем добавить в нее желатин. Аккуратно перелейте горячую смесь в выбранную вами кастрюлю или форму для выпечки. Поставьте ее в холодильник и подождите около часа, пока она не начнет густеть. Не ждите, пока желатин застынет полностью. Необходимо, чтобы желатин застыл уже после того, как вы поместите в него приготовленные клеточные органеллы.
- Если вам не удалось найти чистый желатин, приобретите наиболее светлый желатин (например, желтый или оранжевый). Можно также самостоятельно приготовить желатин из подручных продуктов.
4
Разместите компоненты клетки. Приступите к выкладыванию в желатин частей клетки, приготовленных вами ранее. Их можно разместить следующим образом:
- Посередине положите ядро (если только вы не воссоздаете растительную клетку).
- Возле ядра разместите центросому.
- Положите возле ядра гладкую эндоплазматическую сеть.
- Поместите неподалеку от ядра комплекс Гольджи (положите его чуть дальше гладкой эндоплазматической сети).
- По другую сторону от гладкой эндоплазматической сети добавьте гранулярную эндоплазматическую сеть (симметрично относительно ядра).
- На свободных участках разложите остальные компоненты. Не размещайте органеллы слишком скученно. В настоящих клетках они свободно плавают в цитоплазме и могут менять свое положение в широких пределах.
5

Поставьте модель обратно в холодильник. Подождите час или два, пока желатин окончательно застынет.
6

Составьте список всех компонентов, входящих в состав вашей клетки. Разместив в желатине все органеллы, перепишите их, указав, какой элемент модели соответствует той или иной клеточной структуре (например, «желатин = цитоплазма», «лакричные конфеты = гранулярная эндоплазматическая сеть», и так далее). Вполне возможно, что в дальнейшем вам придется объяснять окружающим устройство клетки и ее состав на примере своей модели.

Реклама

1
Подберите необходимые материалы. Вот лишь некоторые из возможных вариантов:
- В качестве основы можно использовать пенопласт. Приобретите пенопластовый шар (для животной клетки) размером с баскетбольный мяч или куб из пенопласта (для растительной клетки) в магазине товаров для рукоделия.
- Многие клеточные структуры, такие как аппарат Гольджи и гранулярную эндоплазматическую сеть, можно сделать из открыточной бумаги.
- Для трубчатых структур можно использовать соломинки и мелкие трубочки. В качестве микротрубочек можно взять палочки для размешивания, а для гладкой эндоплазматической сети использовать гибкие соломинки для питья.
- Для создания других клеточных структур, таких как митохондрии и хлоропласты, возьмите бусинки различных размеров и форм. Следите, чтобы по размеру они сочетались с другими клеточными структурами.
- Если вы не нашли подходящих предметов для какой-либо структуры, можно слепить ее из поделочной глины.
- Чтобы разделить оболочку клетки и ее внутренности, пенопласт можно покрасить. Вы можете также покрасить элементы из поделочной глины.
2
Вырежьте 1/4 часть пенопластовой основы. Измерьте кусок пенопласта и отметьте на нем середину. Проведите линию, вдоль которой следует разрезать пенопласт. Острым поделочным ножом или скальпелем вырежьте четвертую долю и выньте ее.
- Для разметки растительной клетки проведите линии посередине двух соседних граней куба и продолжите их на остальные грани, пока не обведете весь куб.
- Для разметки животной клетки проведите большие дуги, напоминающие экватор и меридианы на глобусе.
3

Раскрасьте срез. Покрасьте внутреннюю поверхность среза, чтобы оттенить клеточные структуры. Можно также покрасить внешнюю поверхность пенопласта в другой цвет, подчеркнув разницу между оболочкой клетки и цитоплазмой.
4
Приготовьте части клетки. Используйте для этого поделочные материалы, перечисленные ранее.
- Некоторые структуры можно вылепить из глины. Придавайте им простые формы, чтобы они походили на реальные части живой клетки. Возможно, глину стоит использовать для изготовления частей, имеющих простую форму, а более сложные структуры, такие как гладкая эндоплазматическая сеть, лучше собрать из трубочек и других поделочных материалов.
5
Разместите части клетки. Поместите приготовленные части клетки в пенопластовую основу. Вы можете прикрепить их к пенопласту горячим или обычным клеем, зубочистками, булавками, скрепками либо другими способами. Возможно, в некоторых случаях вам придется вырезать в пенопласте углубления или вдавливать в него части клетки, чтобы как следует разместить их.
- Аппарат Гольджи и гранулярную эндоплазматическую сеть можно вырезать из открыточной бумаги. В этом случае проделайте в пенопласте углубления и вставьте в них бумажные детали так, чтобы бумага немного смялась, образовав острые складки, характерные для данных структур.
6

Составьте перечень всех частей клетки. Разместив клеточные структуры, перепишите их, указав, какая деталь соответствует той или иной части клетки. Вполне возможно, что в дальнейшем вам придется объяснять окружающим устройство клетки и ее состав на примере своей модели.

Реклама

Советы

Вы сможете быстрее собрать свою модель, если вам будут помогать родители или друзья.
После размещения “органелл” в желатине проследите, чтобы он полностью застыл. Оставьте модель в холодильнике на ночь.
Будьте очень осторожны, доставая модель из холодильника.
Для лучшей сохранности можно покрыть пенопласт папье-маше. Наложив на пенопласт несколько слоев папье-маше, вы дополнительно защитите свою модель от разрушения.

Об этой статье

Эту страницу просматривали 77 908 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина своими руками (тема «Строение клетки», 5 класс).

Модель клетки (строение клетки) из пластилина

Так как моя старшая дочь из-за плановой госпитализации некоторое время не посещала школу, пропущенные темы мы с ней изучали самостоятельно. «Строение клетки» — одна из таких тем. Я вспомнила, что сама когда-то делала в школу в качестве домашнего задания по биологии модель инфузории-туфельки из пластилина, которая так мне понравилось, что даже отдавать не хотелось. И предложила дочке закрепить изучение этой темы изготовлением модели клетки из пластилина.

Модель клетки дочка отнесла в школу. Оказалось, что это было домашним заданием, и другие дети тоже делали клетку из пластилина.

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина

Для макета лучше всего подойдет не обычный пластилин, поделки из которого могут деформироваться от падения, от высокой температуры (например, от летнего зноя или под прямыми солнечными лучами) и т.д., а эластичная мягкая полимерная глина, застывающая на воздухе. Подробнее я писала о ней в статье «Легкая самозатвердевающая масса для лепки». Мы очень любим из нее лепить, но у нас она закончилась, поэтому в этот раз пришлось работать с простым пластилином.

Сделать модель живой животной клетки из пластилина можно несколькими способами (в статье использованы иллюстрации из учебника «Биология. Введение в биологию», 5 класс, авторы: А. А. Плешаков, Н. И. Сонин, 2014, художники: П. А. Жиличкин, А.В. Пряхин, М. Е. Адамов).

Модель растительной клетки можно выполнить аналогично, ориентируясь на изображение растительной клетки из учебника.

1. Самая простая плоская модель клетки из пластилина на картоне

Самый простой способ изобразить схему строения клетки, на изготовление которого потребуется меньше всего времени, это слепить из пластилина клетку в соответствии с изображением из учебника.

Этапы работы

Скатать из пластилина длинную тонкую колбаску и небольшой шарик. Шарик расплющить. Это детали, изображающие наружную мембрану и ядро.
Приклеить детали на прямоугольный лист картона. Роль цитоплазмы будет играть поверхность картона внутри замкнутого контура (наружной мембраны).
Сделать сноски и подписи.

2. Плоская модель живой клетки из пластилина

Эта модель похожа на предыдущую, но немного сложнее.

Вырезать из плотного глянцевого картона основу овальной или слегка изогнутой формы.
Приклеить детали, изображающие главные части клетки:
— наружную мембрану (сделать ее из скатанного колбаской пластилина)
— ядро (сделать его из расплющенного пластилинового шарика).
По желанию приклеить некоторые важные органоиды живой клетки: митохондрии, лизосомы.
Подписи можно сделать прямо на картоне внутри клетки.

Этот же вариант модели клетки можно еще немного усложнить, если в начале работы на основе из картона тонким слоем размазать светлый пластилин (это будет цитоплазма).

3. Модель живой клетки из пластилина на пластике

Так как пластилин через некоторое время оставляет жирные пятна даже на глянцевом картоне, то модель клетки получится более долговечной, если сделать ее на основе из пластика. При использовании прозрачного пластика можно не покрывать основу пластилином. А сноски или надписи, сделанные не на самой модели, а на бумаге под ней, будут хорошо видны через прозрачный материал.

Модель мы делали на основе иллюстраций из пункта 5 «Живые клетки» первой части учебника.

Этапы работы

Подготовить основу из прозрачного пластика. Это может быть пластик от упаковки различных товаров. Например, крышка от пластикового продуктового контейнера.
Вырезать по краям пластика выемки.
Сделать ядро: скатать шарик из коричневого пластилина, расплющить и приклеить на основу в центр или недалеко от центра. По желанию можно изобразить ядрышко, находящееся внутри ядра, из расплющенного маленького шарика более темного цвета.
Сделать лизосомы: скатать маленькие шарики (4 штуки), приклеить их на основу.
Сделать митохондрии: скатать шарики немного побольше, чем для лизосом, немного раскатать их как для колбаски, расплющить, приклеить на основу.
По желанию сделать другие элементы животной клетки: эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, центриоли и т.д.
Сделать наружную мембрану: скатать из пластилина тонкую колбаску, немного ее расплющить и приклеить по контуру основы. Сразу сделать колбаску нужной длины сложно, но можно соединить друг с другом несколько коротких колбасок.
Оформить работу в программе «Word»: сверху поместить заголовок «Строение клетки», в левом нижнем углу — информацию об ученике, выполнившем работу, сделать рамочку. Распечатать. Или написать это от руки. Затем приклеить этот лист на картон.
Сделать сноски, подписи.
Приклеить модель клетки в центр. Пластик очень хорошо держится на картоне, если приклеить его с помощью двусторонней клейкой ленты (скотча). На нашей модели кусочек двустороннего скотча размером с ядро под ним и расположен, поэтому его не видно.
Поместить работу в файл — специальный прозрачный полиэтиленовый пакет для документов.

4. Объемная модель живой клетки из пластилина

Для основы скатать из пластилина большой шарик, придать ему форму яйца и вырезать из него четверть.
Для экономии пластилина можно сделать эту деталь из мягкой фольги, а затем облепить ее пластилином. Еще проще сделать эту деталь из пенопластового яйца для поделок.
Приклеить детали из пластилина (аналогично тому, как описано в предыдущей инструкции).

5. Модель живой клетки из соленого теста

Также можно сделать макет клетки из соленого теста (в этой статье рецепт соленого теста, который я использую).

Соленое тесто раскатать скалкой в пласт толщиной около половины сантиметра.
Вырезать из него основу для макета клетки.
Приклеить основные детали.
Оставить на сутки или двое в теплом месте для высыхания.
Раскрасить красками.

Модели живых (животных и растительных) клеток своими руками

Напоследок небольшая галерея с фотографиями моделей клеток из кабинета биологии. Прошу прощения за качество фотографий — дочка делала их в школе телефоном, а там, где стоит шкаф с работами детей, плохое освещение.

А эта работа мне очень понравилась, потому что у меня тоже была идея сделать модель еще и из бумаги, в технике объемной аппликации. Модель клетки выполнена из бумаги в техниках рисования, аппликации и квиллинга.

Предлагаю посмотреть другие статьи из рубрики «Школьные задания» или статьи о поделках из пластилина, массы для лепки, соленого теста и т.д.

Всего доброго! Буду рада Вашим комментариям!

Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону.

Источник

Пошаговое руководство по созданию трехмерных моделей клеток растений и животных.

Узнайте о клетках весело и легко!

Вам не нужно быть отмеченным наградами художником, пекарем или скульптором, чтобы создать потрясающую трехмерную модель клетки для научного класса — и получайте при этом ВЕСЕЛО!

В этом пошаговом руководстве вы найдете полный список органелл клеток растений и животных, предложения по съедобным и несъедобным материалам проекта, обучающие видеоролики и фотографии моделей клеток, которые вдохновят вас.

Независимо от того, создаете ли вы эту модель для урока естествознания, научной ярмарки или проекта домашнего обучения, ваша трехмерная модель клетки обязательно произведет впечатление.

Давайте начнем!

Не хватает времени? Вот все, что вам нужно для создания модели ячейки A + в одном месте.

Не хватает времени? В моем списке идей Amazon есть все необходимое для создания модели ячеек для научного класса. Щелкните ИСТОЧНИК или ссылку выше, чтобы просмотреть мой список!

Принадлежности и ресурсы для моделирования клеток растений и животных

Шаг 1: Выберите растительную клетку против животной клетки

Прежде всего, вам нужно решить, будете ли вы создавать растительную или животную клетку.

Клетки растений и клетки животных имеют разную форму и содержат разные части.

Как лучше решить? Взгляните на некоторые диаграммы ячеек на интерактивном сайте, таком как CellsAlive.com. Этот сайт предлагает потрясающие анимации как растительных, так и животных клеток с описанием каждой органеллы.

Как сделать модель ячейки завода по производству пенополистирола

Шаг 2. Выберите съедобную или несъедобную модель

Затем вы должны решить, хотите ли вы, чтобы ваша модель клетки была съедобной.

Съедобные модели клеток можно есть (вкуснятина!), И их часто готовят из торта, большого печенья, угощений с рисом Криспи, желе, ягод или конфет (например, M & Ms, мармеладных червей, мармеладов и т.
Несъедобные модели клеток нельзя есть, и их часто делают из повседневных материалов, таких как пенополистирол, средства для чистки труб, гель для душа, веревка, пластилин или пластилин.

У каждого типа проекта есть свои плюсы и минусы. Подумайте, сколько денег вы хотите потратить, какие принадлежности уже есть у вас дома, требования вашего учителя и продолжительность демонстрации вашего проекта (съедобные предметы могут со временем гнить, пахнуть или привлекать насекомых). Также подумайте о своих планах после окончания школьного проекта или научной ярмарки. Вы надеетесь сохранить модель клетки в подвале или гараже вместе с другими драгоценными сувенирами? Тщательно взвесьте свои варианты и выберите соответствующий проект.

Совет: если вы строите свою 3D-модель для школы, посоветуйтесь со своим учителем, чтобы убедиться, что модель съедобных клеток подходит, прежде чем тратить время на ее создание!

Решите, будет ли ваша клеточная модель съедобной.

Шаг 3: рассмотрите части клетки

Теперь вам нужно составить список всех частей или органелл, которые необходимо включить в вашу трехмерную модель клетки.

Органеллы — это «мини-органы», которые находятся внутри каждой клетки растения и животного.

Каждая органелла имеет разные функции и внешний вид, и вместе они работают, чтобы поддерживать жизнь клетки.

Хотя клетки растений и животных имеют много одинаковых органелл, включая ядро, аппарат Гольджи и митохондрии, есть несколько ключевых различий. Ознакомьтесь с таблицей ниже, чтобы узнать, где находятся органеллы.

Части животной клетки против растительной клетки


Часть ячейки	Животная клетка	Растительная клетка
Клеточная мембрана	✓	✓
Цитоплазма	✓	✓
Ядро	✓	✓
Аппарат Гольджи	✓	✓
Митохондрии	✓	✓
Эндоплазматический ретикулум	✓	✓
Рибосомы	✓	✓
Вакуоли	✓	—
Центральная вакуоль	—	✓
Лизосомы	✓	✓
Клеточная стенка	—	✓
Хлоропласты	—	✓

Модель клетки животных Вдохновение

Есть так много разных способов построить модель клетки животного!

Проявите творческий подход и создайте красивую модель растительной клетки!

1/11

Шаг 5: Постройте свою модель

Когда вы начнете строить, обязательно начните с основы вашей трехмерной модели ячейки. Зачем? Потому что, конечно же, нужно знать, насколько велико все!

После того, как вы испекли торт, купили пенополистирол или лепили основу из глины, вы можете строить эти прекрасные органеллы. Здесь ваше творчество может проявиться по-настоящему — так что получайте удовольствие и не забудьте держать поблизости схему органелл! Наличие диаграммы гарантирует, что ваша клеточная модель не только будет супер крутой, но и научно точной.

Как только все ваши органеллы будут надежно прикреплены к основанию вашей модели, пометьте органеллы. Из зубочисток и наклеек получаются отличные этикетки, и они позволяют всем узнать, что на вашей модели клетки.

Как сделать модель клетки животного

Проверьте свои знания с помощью викторины

Для каждого вопроса выберите лучший ответ. Ключ ответа ниже.

Специализированные структуры, которые служат определенным целям внутри клетки, называются __?
- Органы
- Органоиды
- Органеллы
- Органисты
- Orgelles
Какая из этих органелл действует как «центр упаковки» клетки, используя везикулы для транспортировки ферментов внутрь и наружу?
- Аппарат Гольджи
- Эндоплазматический ретикулум
- Клеточная мембрана
- Клеточная стенка
- Ядро
Какие из следующих функций митохондрии выполняют в клетке?
- отделение химических реакций, происходящих внутри клетки, от химических веществ, содержащихся во внеклеточной жидкости
- интерпретация генетического кода ДНК и создание аминокислот
- фотосинтез
- обеспечение стабильности и структуры
- создание энергии посредством клеточного дыхания
Какая пара органелл встречается только в клетках растений?
- Клеточная стенка и клеточная мембрана
- Клеточная мембрана и хлоропласты
- Хлоропласты и вакуоли
- Лизосомы и хлоропласты
- Клеточная стенка и хлоропласты
Какая из этих органелл удаляет отходы из клетки?
- Рибосомы
- Лизосомы
- Вакуоли
- Митохондрии

Ключ ответа

Органеллы
Аппарат Гольджи
создание энергии посредством клеточного дыхания
Клеточная стенка и хлоропласты
Лизосомы

Более глубокое понимание

Построение модели клетки должно углубить ваше понимание клетки и всех ее отдельных частей. Также важно понимать функции каждой части и то, как они работают вместе. Рассмотрим подробнее:

Органелла: любая специализированная структура внутри клетки.

Клеточная мембрана: состоящая из двойного липидного бислоя, клеточная мембрана отделяет и защищает клетку от окружающей среды, регулирует движение молекул внутрь и из клетки и обеспечивает структуру клетки.

Цитоплазма: полужидкое вещество, заполняющее клетку. Все органеллы клетки взвешены внутри цитоплазмы.

Ядро: где хранится генетическая информация клетки или ДНК. Ядро похоже на «мозг» клетки; он выдает инструкции о том, что ячейке следует делать дальше.

Nucelar Membrane: также называемая ядерной оболочкой, это мембрана, которая окружает ядро. Как и клеточная мембрана, ядерная мембрана состоит из двойного липидного бислоя.

Аппарат Гольджи: отвечает за прием белков и липидов внутри клетки, а также за их модификацию, упаковку и транспортировку через пузырьки в другие места внутри клетки. Также называется телом Гольджи или комплексом Гольджи.

Митохондрии: отвечают за производство энергии в клетке. Митохондрии генерируют особую молекулу энергии, называемую АТФ, что означает аденозинтрифосфат.

Эндоплазматический ретикулум : Подобно аппарату Гольджи, эндоплазматический ретикулум (ЭР) служит центром синтеза, модификации и транспорта белков. Существует два типа: грубая ER и гладкая ER, которые характеризуются определенными физическими и функциональными различиями.

Рибосомы: свободно плавая в цитоплазме, рибосомы представляют собой молекулы, которые отвечают за синтез белков.

Вакуоли: хранилища для клетки. Вакуоли играют определенную роль в хранении пищи и воды, а также способствуют детоксикации (улавливанию вредных материалов) и удалению отходов.

Центральная вакуоль: обнаруживается только в растительных клетках, это большая вакуоль, которая хранит воду и помогает поддерживать оптимальное тургорное давление внутри клетки.

Лизосомы: как пищеварительная система клетки, лизосомы содержат ферменты для переваривания (расщепления) макромолекул, старых частей клеток и микроорганизмов. Лизосомы находятся только в клетках животных.

Клеточная стенка: встречается только в растительных клетках, клеточная стенка окружает клеточную мембрану. Стенка клетки жесткая и жесткая, что обеспечивает дополнительную защиту и поддержку клетки.

Хлоропласты: обнаруженные только в клетках растений, хлоропласты производят пищу (энергию) для клетки, превращая солнечный свет, углекислый газ и воду в сахара. Этот процесс называется фотосинтезом. Молекулы, поглощающие солнечный свет внутри хлоропласта, называются хлорофиллом.

Части сотовой песни

Довольны ли вы своим школьным проектом?

Теперь, когда вы завершили свой проект, пришло время полюбоваться безупречным великолепием вашей готовой трехмерной модели клетки. Если вы решили сделать модель съедобной клетки, возможно, пришло время выломать вилки и ложки (конечно, после того, как ваш учитель успел ее оценить). Ням!

Еще одна песня (это рэп!)

Источник

Download Article

Every student in a junior high or high school science class has had to learn about the structures of living cells at some time or another. Perhaps you have recently taken your turn, learning about the various organelles of plant and animal cells. If you have decided to show off your recently acquired knowledge by creating a 3D model of the cell and its structures (or have been assigned to do so by a teacher), this article can help guide you through the process.

1
Understand cells. You must understand the primary organelles (cell components, essentially the organs of the cell), their relation to one another, and the differences between plant and animal cells if you are going to construct an accurate 3D model.^[1]
- You must know the different organelles if you are going to model them. Vitally, you must understand their shape. The colors usually given to the different cell components in textbooks are used for contrast and usually bear no resemblance to reality, so in that instance you can be creative. But you must develop the correct shapes in order to model them.
- It is also important to know how the various cell structures relate to one another. For example, the endoplasmic reticulum (ER) is always located close to the nucleus because it processes the proteins that are used in DNA replication. Consider where you will place your organelle as you are creating your model.^[2]
- Know the differences between plant and animal cells. Most importantly, plant cells have an exterior cell wall made of cellulose, contain very large vacuoles (a membrane-bound collection of water and enzymes), and possess chloroplasts (the portions of the plant cell that convert sunlight into usable energy).^[3] Centrosomes are only present in animal cells. Similarly, animal cells always have cilia, while plant cells often don’t. Animal cells are typically round and irregular, while plant cells are rectangular and fixed in shape.
2
Develop a concept for your model. Will your model be a transparent representation, with the cell components suspended in a see-through material? Will it instead be a cutaway model, giving the appearance of a cell that has been cut in half but containing organelles that provide a three-dimensional appearance? Instructions on how to construct two alternative styles of model appear later in this article, but will be summarized here:
- The first option is a fully three-dimensional representation of a cell, with all of the organelles suspended in clear gelatin.
- The second option involves using craft materials to construct a cut-away model that shows a cell with a section removed to facilitate viewing.
Advertisement
3
Think about the materials you would use. The materials will obviously vary depending on the type of model you have decided to construct.
- It is easiest to use items that already have the general shape of the object you are modeling—say, something roughly circular for a cell nucleus.
- Of course, many of the organelles are shaped so strangely that it may be impossible to find something that already has the same appearance. In this case you should think of materials that are flexible and can be fitted to whatever appearance you need.
4

Be creative. Will your 3D model be edible? What types of colors will you use for each organelle? Never lose sight of the vital elements that must be represented in this project, but the form of your model does not always have to limit its style and creativity.

1
Get the materials to make your cell parts. You’ll be making the parts of your cell out of various food and kitchen items. What you use is up to you but here are a few ideas:^[4]
- Clear gelatin will work as the cytoplasm, which is present in both animal and plant cells. If you are simply going for authenticity, non-flavored gelatin would work perfectly well. If you have decided to go edible, choose a variety that won’t be so darkly colored as to obscure the model organelles you place inside.
- For the nucleus, nucleolus and nuclear membrane: Purchase a pitted fruit, such as a plum or peach. The pit is the nucleolus, the fruit is the nucleus, and the skin is the nuclear membrane. (If you are not expected to deliver this level of complexity, a simple round food item will do). You’ll need this for either a plant or animal cell.
- Centrosomes, which are only present in animal cells, are supposed to be spiky, try putting bits of toothpick through a gumdrop or other small gummy item.
- Model the Golgi apparatus, which is present in both plant and animal cells, using cut-out pieces of cardboard, wafers, crackers, sliced bananas or, perhaps best yet, a fruit roll-up stacked like an accordion.
- For the Lysosomes in either type of cell, use small, round candies or chocolate chips.
- Mitochondrion, which are also present in both animal and plant cells, are somewhat oblong, so try using lima beans or perhaps certain types of un-shelled nuts.
- For ribosomes, you’ll want something small. Try sprinkles, peppercorns, or plain pepper. These are present in both plant and animal cells.
- The rough endoplasmic reticulum, which is present in both animal and plant cells, looks much like the Golgi apparatus, in that it is a structure of flat, folded sections clumped together; though unlike the Golgi apparatus it has a rough-looking surface. You could use similar materials for it, but try to find a way to stick something rough or textured to it (perhaps sprinkles) in order to make the two distinct.
- The smooth endoplasmic reticulum looks more like a tangled and irregularly sized series of connected tubes. For this, you’ll want something smooth and bendy. Use cooked spaghetti, gummy worms, or stretched-out taffy.
- When creating your vacuoles, you’ll choose different shapes for animal versus plant cells. For an animal cell, use a few moderately sized gumballs—ideally uniform in color, but with some transparent quality (there are essentially just sacks of water and enzymes, after all). Vacuoles in plant cells are much, much larger. If you really want to get tricky here, you could make a separate gelatin (perhaps made with the concentrated formula for extra rigidity) earlier and attempt to insert it into the model plant cell.
- Microtubules can be modeled using uncooked pieces of spaghetti or, depending on the scale of your project, straws.
- For chloroplasts (plant cell only), use peas, green jelly beans, or green beans cut in half. Keep them green.
2
Get a gelatin mold. You’ll need a mold to make your cell in but you’ll need to decide what type of cell you’re making first. Animal and plant cells have different shapes and will require different molds.
- If you’re making a plant cell, the first thing you’ll need is a rectangular baking dish, preferably made out of porcelain. The dish itself will be your cell wall and membrane, in your model.
- If you’re making an animal cell, you’ll want a round or oblong baking dish, like a casserole dish. This dish can be your cell membrane, or you can later remove the cell model from the dish and cover it in saran wrap cut to shape and size and call that the membrane.
3
Make the gelatin. Cook the gelatin according to the instructions on the box—it usually begins by boiling water on the stovetop, and then mixing the gelatin in. Carefully pour the hot liquid into the casserole dish or baking pan. Put in the fridge and let it set for about an hour, or until it’s almost hardened. Do not wait until the gelatin has completely settled. You want the gelatin to reform or solidify around the areas where you have inserted the model organelles.
- If you can’t find clear gelatin, buy the lightest color possible, like yellow or orange. You can also make gelatin from scratch.
4
Add your cell parts. Start putting your cell parts into the gelatin. Here’s how you might want to arrange the pieces:^[5]
- Put the nucleus near the middle (unless you are modeling a plant cell).
- Place the centrosome near the nucleus. This is only present in animal cells.
- Put the smooth endoplasmic reticulum near the nucleus. This is present in both animal and plant cells.
- Place the Golgi body, which is present in both animal and plant cells, near the nucleus (though farther away than the endoplasmic reticulum).
- Add the rough endoplasmic reticulum onto the other side of the smooth endoplasmic reticulum (away from the nucleus). This is present in both plant and animal cells.
- Arrange everything else wherever you have room. Try not to crowd too much into one space. In a real cell, there are a few structures that float all around the cytoplasm. These can be mixed in almost randomly.
5

Put the model back into the refrigerator. Allow the gelatin to settle for another hour or two until it is completely solidified.^[6]
6

Make a table or key that defines each part. After you’ve added your cell pieces, write up a list of what part of a cell each item corresponds to (e.g., «Gelatin = Cytoplasm,» «Licorice = Rough ER»). You’ll probably need to be able to tell people about the parts of your cell later on.

1
Obtain the materials. Here are a few options:^[7]
- You can use a styrofoam cell base. Craft or art stores and will have styrofoam balls (if making an animal cell) roughly the size of a basketball or a styrofoam rectangular cube (if making a plant cell).
- Cardstock can be used to form a number of cell structures, such as the Golgi apparatus or rough endoplasmic reticulum.
- Straws or small hoses can be used to form tube-like structures. The microtubules could be constructed out of stirring straws, while flexible straws or tubes can be used to model the smooth endoplasmic reticulum.
- Use beads of various sizes and shapes as other cell structures, such as mitochondria or chloroplasts. Try to keep them on an appropriate scale compared to the other structures in the model cell.
- Modeling clay can be used to create any structure that is difficult to replicate using preexisting materials.
- Paint can be used to fill in the cytoplasm and differentiate between it and the exterior of the cell. You can also paint any clay structures you have created.
2
Cut out a 1/4 section of the styrofoam base. Measure the base and make dots at the points that equal half the length of a side. Draw lines showing where to cut. Then use an exacto knife or something similar to cut and remove a 1/4 section.
- For the plant cell, do this by drawing the center line on any two adjoining sides and continue those lines all the way around until they circle back.
- If doing this for the animal cell, draw the lines like you were making the equator and the meridians on a globe.
3

Paint it. Paint the inside of the 1/4 section in order to help your cell parts stand out. You can also paint the outside in a different color to contrast it with the cytoplasm.
4
Make the cell parts. Create them from the craft items listed above.
- The trickiest of these will be the parts that you must model out of clay. Keep these structures as simple as possible while remaining true to the basic structure you are modeling. It may be best to only make the simplest of structures out of clay and leave more complex parts—say, the smooth endoplasmic reticulum—to be replicated using tubes or some other item.
5
Add the cell parts. Add the parts to your cell base (the styrofoam). This can be done by using hot glue, regular glue, toothpicks, pins, staples, or a number of other methods. In some cases you may also need to literally dig or carve out space in the styrofoam to fit in the parts.^[8]
- The Golgi apparatus and rough endoplasmic reticulum can be shaped out of cardstock using your hands. In this case, make slices into the styrofoam and slide pieces of cardstock in to form the folded shapes of these structures.
6

Make a table or key that defines each part. After you’ve added your cell pieces, write up a list of what part of a cell each item corresponds to. You’ll probably need to be able to tell people about the parts of your cell later on.

Add New Question

Question

Is it easier to make a model of an animal cell or a plant cell?

It depends, because plant cells have more functions, but it is easier to distribute the organelles onto a flat, rectangular surface. The animal cell has less functions, but it is more difficult to distribute it, since it is circular.
Question

Are 3D cell models durable?

It all depends on the materials you make them out of. Paper would be too fragile, but cardboard, plastic, or other durable materials may be stronger.
Question

What do I use for the nucleus and the nucleolus?

Thermal balls. These can vary in their sizes, which will help you to get the right size needed for the nucleus and the nucleolus.

See more answers

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

You’ll be able to add parts more quickly if you have a friend or parent help.
Make sure the gelatin has enough time to solidify after you have added the «organelles.» Try to keep it in the fridge overnight.
You might want to papier-mâché the styrofoam for safety reasons. Add extra layers for good measure.

Show More Tips

About This Article

Article SummaryX

Before you build your 3D model of a cell, make sure to review cell structure and purchase the supplies you need. When you get home, measure and cut out 1/4 of the styrofoam ball so you can show the inside of the cell. Paint the styrofoam and build the simpler structures, like the nucleus, out of clay. Then, use tubes and cardstock to shape the Golgi apparatus and other more detailed parts. To learn how to make an edible 3D cell using gelatin, scroll down!

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 1,801,351 times.

Did this article help you?

Источник

В 2012 году журнала Cell вышла статья, в которой была представлена математическая модель живой клетки. Вначале я коротко приведу ее описание при использовании заметок из Рунета. Затем я представлю статью 2015 года, где обсуждается вопрос, как должны выглядеть принципы моделирования живой клетки. В заключение я рассмотрю на этом примере общий вопрос о том, что следует ожидать от математической модели.

Модель целой клетки

Karr J.R., Sanghvi J.C., Macklin D.N., Gutschow M.V., Jacobs J.M., Bolival B., Assad-Garcia N., Glass J.I., Covert M.W. A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype. Cell, 2012, 150, 389–401
http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(12)00776-3

Полный текст статьи доступен по ссылке выше. В разделе Images/Data есть более подробное описание математической модели на 122 страницах и анимация, которая показывает работу модели.

Начальное представление о сделанной работе неплохо дано в переводе заметки из ScienceDaily.

Создана первая в мире полноценная кибер-модель живого организма
http://www.facepla.net/index.php/mobile-news/1/2561

«На прошлой неделе учёные из Стэнфордского университета объявили о том, что ими была завершена первая в мире полная компьютерная модель живого организма. Результаты были опубликованы в журнале Cell. Команда исследователей во главе с Маркусом Ковертом, доцентом кафедры биоинженерии в Стэнфордском университете, использовали достижения, описанные более чем в 900 научных работах для того, чтобы учесть в своей модели каждое молекулярное взаимодействие, которое происходит в организме Mycoplasma genitalium, наипростейшей из ныне живущих бактерий.

Охват всей совокупности жизненных функций в рамках компьютерной модели – это давняя цель исследований в этой области. Такая модель является незаменимой в тех случаях, когда вопросы, стоящие перед учёным, могут иметь лишь ответы, полученные на практике. Более того, текущее достижение является первым камешком в полноценном использовании систем автоматизированного проектирования в биоинженерии и медицине.»

«Mycoplasma genitalium – это простейшие бактерии-паразиты, известные зачастую своим неблагоприятным воздействием на мочеполовую и дыхательную систему человека. Но также эта бактерия известна тем, что имеет наименьший геном из всех ныне живущих организмов – всего 525 генов. Даже кишечная палочка, более традиционный объект лабораторных исследований, имеет 4228 генов.»

«Даже несмотря на минимализм генома, объём информации для получения кода виртуальной клетки был огромен. Окончательная модель использует более 1900 экспериментально определяемых параметров. Для того чтобы объединить эти разрозненные точки в единую модель, учёные смоделировали группы биологических процессов в 28 модулях, каждый из которых имеет собственный алгоритм. Далее эти модули были увязаны друг с другом, чтобы воссоздать целостный механизм функционирования Mycoplasma genitalium.»

Более детальное рассмотрение можно найти на Биомолекула.ру.

Дубинный Максим. Рождение виртуальной клеточной биологии
http://biomolecula.ru/content/1097

‘Для того чтобы построить модель разнородных клеточных процессов, которые происходят в живых клетках на разных масштабах времени, авторы статьи в Cell [1] используют оригинальную модульную структуру данных, в которой многочисленные процессы живой клетки развиваются и взаимодействуют друг с другом. Модули, каждый из которых представляет собой отдельный класс процессов (например, транскрипция или метаболизм) разработаны, параметризованы и протестированы независимо друг от друга; в конечной модели они описывают вовлеченные в них компоненты на разных уровнях детализации. Модули взаимодействуют между собой и обмениваются переменными (которые все вместе описывают внутреннее состояние клетки) с интервалом в одну секунду; развитие этой модели во времени позволяет выполнить моделирование всего клеточного цикла M. genitalium. Модель оказывается весьма точной по ряду ключевых пунктов; авторы показывают, что их модель дает значения концентраций метаболитов, которые в пределах порядка величины совпадают с наблюдаемыми в живых клетках.’

‘Чрезвычайно сложная и масштабная модель, построенная авторами работы [1], — это ключевой шаг на пути создания практичных и надежных методов моделирования клетки. Особенно впечатляет то, что эта изощренная модель дает нам не только приблизительное количественное согласие с разнообразными экспериментально измеренными параметрами, но и новое понимание механизмов регуляции биологических процессов. Тем не менее, мы должны особо подчеркнуть, что эта модель далека от идеальной «платонической» модели M. genitalium. Каждый модуль, входящий в модель, наверняка может быть раскритикован с точки зрения математического содержания, однако на настоящий момент этот подход достигает оптимального баланса между реалистичностью, вычислительной сложностью и количеством свободных параметров. Как обращают внимание сами авторы, данная модель представляет собой лишь первый черновой набросок, скорее важный в качестве отправной точки для дальнейшего уточнения, чем как модель сама по себе.’

На русском языке также есть статья, где автор статьи (последний в списке авторов) популярно рассказывает про сделанную работу.

Маркус Коверт, Моделирование живой клетики, В мире науки, 2014, N 9.

«Исходя из всего этого, мы решили строить модель в виде совокупности 28 модулей, каждый из которых использует алгоритм, наилучшим образом представляющий определенный биологический процесс и учитывающий все, что мы о нем знаем. Получаемый в результате набор математических моделей нужно будет объединить в единое целое.

Нечто подобное я уже делал, когда, будучи студентом, проходил практику на химическом заводе. Нашей группе нужно было построить блок-схему работы большой нефтеперегонной установки. Для этого мы использовали целый пакет программ под названием HYSYS. Он был устроен так, что каждую реакцию можно было имитировать по отдельности, как если бы она протекала в изолированном сосуде. С помощью трубок выход каждого предыдущего сосуда соединялся с входом следующего. Такая схема объединяла множество разнородных химических процессов в упорядоченную систему с предсказуемым поведением.

Аналогичный подход к некоторым модификациям можно было бы использовать в нашем случае, сделав одно важное упрощающее допущение: несмотря на то что все описываемые биологические процессы протекают в клетке одновременно, их ход за период менее секунды независим. Тогда мы можем разделить жизнь клетки на протекающие в течение секунды события, сверяя все 28 модулей на каждом этапе, чтобы уточнить значения всех параметров. Наша модель учитывала все взаимосвязи биохимических процессов, например зависимость транскрипции и синтеза ДНК от энергии и наличия нуклеотидов, образуемых в ходе метаболизма, — но во временном масштабе более одной секунды.»

Перед переходом к следующему разделу, я приведу одну цитату из статьи, посвященной моделированию бактериальных сообществ. В ней статья выше только упоминается, поскольку непонятно как можно перейти от такой модели одной клетки к модели колонии бактерий. Меня однако заинтересовал заключительный параграф статьи.

А. И. Клименко, З. С. Мустафин, А. Д. Чеканцев, Р. К. Зудин, Ю. Г. Матушкин, С. А. Лашин. Современные подходы к математическому и компьютерному моделированию в микробиологии. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015;19(6):745-752.

«В данной работе показано, что одним из трендов развития данной области является объединение возможностей различных подходов к моделированию в рамках гибридных или многоуровневых моделей, что позволяет получить более полное знание о такой биологической системе, как микробное сообщество. Однако на этом пути существует ряд проблем, связанных как с межуровневой интеграцией моделей, так и с интеграцией данных из гетерогенных источников. Несмотря на все эти сложности, нет никаких сомнений, что исследователям удастся их преодолеть и вывести моделирование прокариотических сообществ на новый уровень.»

Что, собственно говоря, означает утверждение, что все трудности удастся разрешить? Как выглядит идеал математической модели в случае одной клетки или в случае сообщества бактерий?

Принципы моделирования

Jonathan R Karr, Koichi Takahashi and Akira Funahashi, The principles of whole-cell modeling, Current Opinion in Microbiology, 2015, Volume 27, Pages 18-24.

Давайте рассмотрим, что ученые ожидают, от математической модели клетки. Ключевой задачей является описание того, как генотип формирует фенотип и на на этом пути предлагаются следующие принципы.

Моделирование индивидуальной клетки

Авторы не написали, чему противопоставляется этот принцип.

Функциональная завершенность

Поведение определяется взаимодействием разных путей и генами. Поэтому модель клетки должна включать все функции генов и все клеточные функции.

Молекулярная завершенность

Модель описывает клетку и окружение как закрытую систему. Она должна включать взаимодействие путей и окружения, а не произвольные источники и стоки.

Темпоральная завершенность

Модель должна описывать полный цикл клетки.

Биофизика

Модель должна быть основана на известной биофизике и биохимии клетки.

Динамика

Модель должна предсказывать появление возникающих динамических процессов. (Насколько я понял, подразумевается игра в возникаемость новых уровней организации.)

Стохастичность

Модель должна быть дискретна и стохастична. Стохастичность важна для возникаемости.

Видовая специфичность

Модель должна быть основана на экспериментальных данных и представлять определенный геном.

Экономичность

Не надо включать в модель то, что не требуется.

Модулярность

Следует комбинировать между собой известные подмодели, описывающие разные процессы в клетке.

Воспроизводимость

Другие ученые должны быть в состоянии воспроизвести модель.

Далее в статье рассматривается процесс построения модели из статьи 2012 года и статья завершается радужными перспективами того, что модель всего организма потребует иерархической модели, основанной на использовании агентов, в рамках которой можно соединить вместе модели целых клеток разных видов.

Модель и реальность

Живая клетка — это хороший пример для обсуждения вопроса о соотношении между моделью и реальности. При обсуждении моделей в физике происходит невольное смешение математики и реальности. Например, спросите физиков в чем заключается разница между электроном и математической моделью электрона. Или, что есть в электромагнитном поле кроме решения уравнений Максвелла? Четкого ответа нет. Одни скажут, что реальность заключается именно в математических объектах (яркий пример — книга Макс Тегмарк, Наша математическая вселенная). Другие ответят, что разница, конечно, есть, но не совсем понятно, в чем она заключается.

В случае живой клетки несовершенство существующих математических моделей подчеркивает явное отличие между самой клеткой и моделями клетки. Вопрос однако в том, что хотят достичь биологи. В статье, описанной в предыдущем разделе, есть принципы моделирования, но прямого ответа на этот вопрос нет.

Предположим, что математическая модель клетки описывает экспериментальные данные и позволяет решать разные биоинженерные задачи. Что из этого следует? Мы по сути дела приходим к вопросу о модели и реальности в физике, но в биологии к этому добавляются следующие соображения.

Механизм или организм

Интересный вопрос: чем является объект исследования биологов: организмом или механизмом? Например, робот является типичным механизмом и, соотвественно, вопрос можно поставить так: В чем отличие организма от робота? На этом пути важно помнить, что алгоритмическое описание эквивалентно механизму. Рассмотрим игру Жизнь:

Есть предыдущее состояние системы.
Есть правила перехода.
Последующее состояние системы получается из предыдущего на основе правил перехода.

Модель клетки в статье 2012 года и принципы моделирования в статье 2015 года вполне укладываются в такую схему. Тогда получается, что авторы модели не видят разницы между механизмом и организмом. Более того, можно сказать, что последующее развитие биологии на этом пути похоже отождествляется именно с механистической моделью организма.

Стохастичность

Стохастические процессы моделируются посредством генератора случайных чисел. Тем не менее, вопрос в том, что соотвествует генератору случайных чисел в реальности. Возможно представить себе два ответа. С одной стороны, можно сказать, что стохастичность возникает из-за незнания условий протекания реальных процессов, то есть, случайность описывает меру нашего незнания. С другой стороны, можно себе представить стохастичные процессы как фундаментальные природные явления (Бог играет в кости).

Ответы биологов про случайность в биологических процессах крайне непоследовательны. Хотя следует отметить, что в физике положение не лучше. Одни интерпретируют экспериментально наблюдаемую стохастичность квантовых процессов как принципиальную черту природных процессов. Другие утверждает, что квантовые процессы детерминированы в рамках многомировой интерпретации, а случайность появляется от того, что наблюдатель не знает, в какой вселенной он находится.

Чтобы рассердить биолога, достаточно спросить его про отличие организма от робота, либо поинтересоваться его интерпретацией случайности в биологии.

Существование сущностей

Еще раз напомню, что мы рассматриваем случай, когда математическая модель работает. Можно ли однако сказать, что в реальной клетке существуют подсистемы-модули, введенные в модель статьи 2012 года? Или даже можно поставить вопрос, как в природе определяется граница между клеткой и окружением. Совершенно понятно, как такое разделение происходит в модели: ученый говорит, что вот это уравнение описывает клетку, это — окружение, а это — взаимодействие клетки и окружения. Однако в природе молекулярные взаимодействия одинаковы для молекул внутри и снаружи клетки. Более того, при переходе к рассмотрению молекул найти четкую границу, проходящую между клеткой и окружением явно не удастся. Рассмотрим например модель границы клетки на уровне молекулярной динамики. Как определить в данном случае, какие молекулы принадлежат клетке, а какие нет?

Возникаемость (emergence)

У биологов, по всей видимости, есть надежда на то, что в рамках механистического алгоритма произойдет чудо и возникнут новые сущности, которые не были заложены в алгоритм. Направление Искусственная жизнь построено на ожидании нахождения нечто, напоминающего реальную жизнь, в рамках алгоритма, похожего по структуре на игру Жизнь. Примерно также биологи ожидают, что если взять модель молекул и молекулярного взаимодействия, то по ходу работы модели появится жизнь. Посмотрим, как у них это получится.

Обсуждение

http://evgeniirudnyi.livejournal.com/131042.html

Источник