生物系统建模与仿真题目综合
生物医学系统的建模和计算机仿真
生物医学系统的建模和计算机仿真生物医学是研究生物体内生理和病理变化的科学，是现代医学的重要分支之一。
生物医学系统建模及计算机仿真是实现生物医学研究和应用的重要手段，它利用计算机技术对生物医学系统进行建模和仿真，能够加深我们对生物医学体系的理解，提高疾病预防、诊断和治疗的水平。
一、生物医学系统建模生物医学系统建模是对生物体系的物理、化学、生物学等方面进行描述和抽象的一种方法，是生物医学仿真的前提和基础。
建模的方法主要有基于微观和宏观物理、化学、生物学原理的数学模型、基于神经网络的模型、基于机器学习的模型等。
基于微观和宏观物理、化学、生物学原理的数学模型是常用的一种建模方法。
例如，在心脏细胞内部的离子通道、钙离子处理、跨膜动力学等功能，可以通过建立描述这些功能的数学模型，来深入理解机制。
这种方法需要深入了解生物医学系统的微观结构和宏观功能，使用复杂的物理、化学方程式、微分方程组等数学方法进行建模。
该方法第一个应用于生物体系的数学模型是Hodgkin-Huxley模型，被广泛应用于生物医学研究和仿真。
基于神经网络的模型是另一种常用的建模方法。
神经网络是指由大量神经元组成的复杂网络，在生物医学中用于研究神经元的计算模型，只要输入神经元的输入和输出，或者给出一组输入和输出的训练数据集，神经网络可以自动学习输入和输出之间的关系。
神经网络在模拟神经元的行为，进行突触的计算、快速剖析复杂的神经电信号等方面发挥着重要的作用。
基于机器学习的模型是一种最近新兴的建模方法，它使用参数化的计算方法，通过将生物医学系统中的数据作为输入，训练和学习数据之间的关系，最终重建模型。
这种方法已经应用于诊断、治疗和预测癌症等领域。
二、生物医学系统计算机仿真计算机仿真是指利用计算机模拟生物医学系统的行为，以了解和预测系统的性能和行为。
计算机仿真可以是基于多学科知识和复杂系统的综合模型，也可以是实验数据集的现实模型。
本文重点讨论了在生物医学仿真中经常使用的两种方法：计算流体动力学仿真和有限元仿真。
2024年北京市高考生物学仿真试题与参考答案
2024年北京市生物学高考仿真试题与参考答案一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、下列关于生物分类的说法正确的是：A、生物分类是根据生物的形态结构进行的B、生物分类是根据生物的遗传信息进行的C、生物分类是根据生物的生态习性进行的D、生物分类是根据生物的生活环境进行的答案：B解析：生物分类是基于生物的遗传信息和进化关系进行的。
形态结构、生态习性和生活环境都是生物分类的参考因素，但遗传信息是最核心的分类依据。
因此，选项B 正确。
2、关于光合作用和呼吸作用的描述，错误的是：A、光合作用发生在植物叶绿体中，呼吸作用发生在所有活细胞中B、光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳C、光合作用和呼吸作用都是生物体能量代谢的重要过程D、光合作用和呼吸作用可以相互独立进行，不需要相互联系答案：D解析：光合作用和呼吸作用是相互联系的过程。
光合作用产生的氧气是呼吸作用的原料，而呼吸作用产生的二氧化碳是光合作用的原料。
此外，光合作用产生的葡萄糖和能量是呼吸作用的底物，呼吸作用释放的能量是生物体进行生命活动的基础。
因此，选项D错误。
3、在细胞分裂过程中，DNA复制发生在哪个时期？A、间期B、前期C、中期D、后期答案：A、间期解析：在细胞周期的间期，具体来说是在S期（合成期），DNA会进行复制，确保每个新细胞都能获得完整的遗传信息。
4、光合作用的主要场所是植物细胞中的哪个结构？A、线粒体B、叶绿体C、核糖体D、高尔基体答案：B、叶绿体解析：光合作用主要发生在植物细胞内的叶绿体中，这是因为它含有叶绿素等色素，能够吸收光能并转化为化学能，进而用于二氧化碳的固定和糖类的合成。
其他选项中的细胞器则负责不同的细胞功能。
5、下列关于DNA和RNA的描述，正确的是：A、DNA和RNA都是由核苷酸单元组成的长链分子。
B、DNA和RNA的核苷酸单元都包含磷酸、五碳糖和含氮碱基。
C、DNA的双螺旋结构是由两条互补的RNA链组成的。
[生物学]生物系统建模与仿真题目综合-精品文档
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根据质量守恒定律，血液中药物变化量等于该时刻药物进入血液速率与从血液排泄出去的速率之差，得：由于静脉推注时输入f10=D δ(t) 得：求解此微分方程，得：那么，药物血药浓度为：三、计算题6.在标准状况下，常人进行一次有效呼吸约吸入500ml 空气，其中氧含量约为21%，二氧化碳含量为0.03%，经过一次气体交换呼出气体中氧含量变为15%，二氧化碳量占20%。
试求：呼出气体容量E V 、耗氧量2Q V 及二氧化碳产生量2CO V 解：呼出气体容量 E V =+-2O I V V 2CO V 其中耗氧量 2Q V =IICO E ECO V F V F ..22-（其中F.为气体含量百分比）其中吸入气体中二氧化碳量很少，在计算中可忽略不计，所以可得二氧化碳产生量为 2CO V =E ECO V V .2由已知数据代入以上三式得：⎪⎩⎪⎨⎧=-⨯=+-=E CO E O CO O E V V V V V V V 2.015.050021.05002222101011)()(f t x k dtt dx +-=⎪⎩⎪⎨⎧=-=+Dx t x k dt t dx )0()()(11011tk Det x 01)(1-=t k eVDt C 011)(-=可解得： ⎪⎩⎪⎨⎧===m l V m l v m l V co o E 5.12195.1360722（2）（心电正问题）是研究心脏电兴奋在不同的心脏状态下是如何传播及形成体表电位的；（心电逆问题）是指从体表电位分布推断心脏内的电活动进程即求取心电源的分布。
计算题主动脉模型中，有3个胸主动脉段内含有气囊，故在这三段的建模中，其容积下限设定为该段内气囊的瞬时体积。
由于气囊的介入，在这三个胸主动脉段内产生血流等效粘滞阻力和惯性项。
那么血流等效粘滞阻力和惯性项的计算公式是什么？ L n =L 0/(+)R n =R 0/[1.333r b +0.667式中和分别为第n 段主动脉和其内气囊的半径。
生物仿真考试题库及答案
生物仿真考试题库及答案一、选择题1. 细胞膜的主要功能是什么？A. 保护细胞内部结构B. 调节物质进出C. 储存遗传信息D. 进行光合作用答案：B2. 以下哪个是真核细胞特有的结构？A. 核糖体B. 内质网C. 细胞核D. 细胞壁答案：C3. 光合作用中，光能转化为化学能的主要场所是：A. 线粒体B. 叶绿体C. 核糖体D. 高尔基体答案：B4. DNA复制过程中，需要哪种酶？A. 逆转录酶B. RNA聚合酶C. DNA聚合酶D. 限制性内切酶答案：C5. 细胞周期中，细胞分裂发生在哪个阶段？A. G1期B. S期C. G2期D. M期答案：D二、填空题6. 细胞膜上的蛋白质分子具有________的功能。
答案：选择性通透7. 细胞分裂中，染色体的复制发生在细胞周期的________期。
答案：S期8. 基因突变是指DNA分子中________的改变。
答案：碱基序列9. 真核细胞的细胞核内含有________，是遗传信息的主要储存场所。
答案：染色体10. 细胞呼吸过程中，能量的最终产物是________。
答案：ATP三、简答题11. 简述细胞膜的结构特点。
答案：细胞膜由磷脂双层构成，具有流动性和选择性通透性。
磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部，亲水性头部朝向细胞内外两侧，疏水性尾部相互靠近形成双层结构。
膜上还嵌有多种蛋白质，参与物质的运输和信号传导。
12. 描述细胞周期的四个阶段及其主要事件。
答案：细胞周期分为G1期、S期、G2期和M期。
G1期是细胞生长和准备DNA复制的阶段；S期是DNA复制的阶段；G2期是细胞继续生长和准备分裂的阶段；M期是细胞分裂的阶段。
四、计算题13. 如果一个细胞的DNA分子含有1000个碱基对，每个碱基对平均含有2个氢键，那么这个DNA分子总共含有多少个氢键？答案：2000个氢键（1000个碱基对× 2个氢键/碱基对）五、论述题14. 论述基因工程在医学领域的应用。
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生物控制论的研究方法
建立系统模型 进行数学仿真 系统稳定性分析 经典控制理论的频率分析 现代控制理论的最优控制 自适应控制理论 系统辨识
生物控制论的研究方法
中国自动化学会生物控制论与生物医学工程专业委员会倡导理论与实 验的紧密结合，模型工作都应有扎实的生物学背景。本领域的研究工 作属于基础与应用基础范畴，但与计算机视觉，信息与自动化技术以 及生物医学工程应用有密切联系，它属于生物科学与信息科学以及医 学工程的交叉科学。
生物控制论的学科地位
生物科学：心理学、生理学、行为学、脑科学、思维科学… 信息科学：信息论、生物信息学、全信息论… 系统科学：系统学、控制论、生物控制论、大系统控制论…
生物科学
信息科学
多学科协同
系统科学
生物控制论的研究内容
从系统的、定量的、动态的角度定量化研究生物系统。 生物反馈系统的定量的和动态的研究 生物系统辨识 神经元与神经网络的研究 感觉系统中信息传递、编码和加工等过程的模型和分析 神经控制论 …………………生物系统的显著特点源自非线性 时变性 紧耦合 多层次
需要： 系统的（整体的） 动态的 定量的
进行研究
生物控制论的发展概况
控制论的产生
《控制论—关于在动物和机器中控制 和通讯的科学》
Cybernetics or control and communication in the animal and
machine
线性系统和非线性系统 多级系统 层次和突现性质
控制：
反馈 开环控制 闭环控制
系统
系统一般是指由许多单元相互联系而组成的一个整体， 通常具有一定的功能。 单元的划分应以其在完成整体功能中的作用为依据， 而单元间的联系主要指其功能间的联系。 实现功能间的联系的方式是多样的，可以通过物质、 能量、信息来实现。
生物系统的建模和仿真研究
生物系统的建模和仿真研究作为生物医学研究领域的核心之一，生物系统的建模和仿真研究在科学界已经展现出极高的研究价值。
这种研究方法的本质是通过将不同的生物系统的模型进行建立和仿真，在多种模型和仿真实验分析的基础上，来研究和探索生物系统的基本规律性，并在一定程度上发掘出重要的治疗途径和预防措施。
本文将从生物系统建模和仿真的概念，生物领域的应用面和生物系统建模和仿真研究领域的发展趋势等方面进行说明和分析。
一、生物系统建模和仿真的概念生物系统建模和仿真是指将生物系统的物理、生理学、生态学等基本参数和变量进行结构化的、数学化的表述，并通过计算模拟的方法仿真研究生物系统的行为、交互作用和扰动响应等现象的过程。
生物系统可以是单个细胞、组织器官、多个器官组成的整个人体、群体动物生物、生态系统、地球的物质循环等任何生物系统。
建立和分析这些模型能够探索生物世界的基本特征和规律性，从而发展出一种生物科学的模型测量方法，使我们更好地理解生物系统的组成和性质，并提供了基础数据来设计更有效的治疗方案和疾病预防措施，以及生态保护工作和环境管理。
二、生物系统建模和仿真的应用面生物系统建模和仿真的应用领域包括生物医学、生态和环境科学、生物信息学等，在许多方面发挥着巨大的作用。
在生物医学方面，建模和仿真技术已经被广泛用于药物研究、自动化医学诊断、分子仿真、药物代谢等领域。
生态和环境科学领域，生物系统建模和仿真被广泛应用于环境创新、模拟气候变化、永续发展等各个方面。
在生物信息学方面，生物系统模型和仿真技术在基因组学、蛋白质结构预测、和代谢途径模拟等方面得到了广泛应用。
三、生物系统建模和仿真研究领域的发展趋势随着现代生物技术和计算机技术的发展，生物系统建模和仿真的相关技术不断创新，研究领域和应用范围在不断扩大。
未来，生物系统建模和仿真的研究趋势及其未来的发展前景将包括以下几个方面：1、生物系统建模和仿真的数学化技术会更加复杂和精细，致力于描述生物系统的各种物理、化学、生物学的参数和变量，维度和细节更为丰富，更接近实际的情况。
建模与仿真习题集
1. 以下关于神经元功能的表述中错误的是（A）A.时变特性B.输出与输入之间有固定的时滞，取决于突触延搁C.神经元有一定的阈值，并表现适应性D.时间和空间加和2.根据心肌缺血的严重程度和梗塞心肌的电气特性，可以将梗塞心肌分为三种类型，以下哪一个错误（B）A.坏死型心肌B.病理型心肌C.损伤型心肌D.缺血型心肌3.皮肤的散热可分为生理散热和物理散热，生理散热可分为血管运动和汗腺活动。
4.体温控制规律（即控制系统定律）的表达式为R—R0=—k(Ty—Ts).5.已知呼出气体的容量Ve等于吸入气体的容量V1减去耗氧量Vo2加上二氧化碳的产生量Vco2;耗氧量等于吸入气体的氧容量减去呼出气体的氧容量（Fio2,Feo2分别表示吸入，呼出气体中的O2浓度的百分数）；CO2产出量等于呼出气体的CO2容量减去吸入气体的CO2容量（Fico2,Feco2分别为吸入，呼出气体中的CO2浓度的百分比，吸入气体中的CO2可忽略不计），求耗氧率？解： Ve=V1--Vo2+Vco2耗氧量 Vo2=Fio2 *V1--Feo2 *VeCO2产出量 Vco2=Feco2 *Ve联立以上三式，对时间求导，得把V1代入耗氧量公式，求的耗氧率1.以下不是系统概念特性的是（D）A.整体性B.抽象性C.模型性D.具体性2.人们将人体视为有三个不同层次的同心圆柱体，由里向外分别为体核，肌肉脂肪组织，皮肤，其中热容量最大的是（A）A.体核B.肌肉脂肪组织C.皮肤3.写出体温控制规律（R-R0=-k（Ty-Ts））4生理系统建模中常用的工程方法（用频域法解线性微分方程）（系统辨识）（方式分析）5.下图为电路的频域表示,其中各参数都采用了频域表示,求V0（t）解：1.（系统）是由相互制约的各个成分排列和连结成具有一定功能的整体。
2.（逆问题）是心电理论研究的最终目的。
1.归纳有关循环系统的仿真模型，不包括CA物理仿真B数字仿真C生物仿真D物理数字仿真2.确定等价系统的过程，也是建立模型的过程，正确的步骤为B①参数估计②模型结构的确定③试验设计④模型验证A ①②③④B ③②①④C ③①②④D ③④①②1如图所示，神经元i 有4个输入，分别为5，-10，6和-4，对应的权值分别为0.6、0.8、-1.5和-0.8，偏差为0.5。
生物系统的动态建模与仿真研究
生物系统的动态建模与仿真研究随着计算机技术和生物学的迅猛发展，生物系统的动态建模与仿真已经成为一个极其重要的研究领域。
生物系统是一个复杂的非线性系统，其内部存在着大量的相互作用关系，包括基因与蛋白质之间的相互作用、细胞与细胞之间的相互作用、生物体与环境之间的相互作用等等。
如何建立一个准确的生物系统模型，从而进行细胞、器官或者整个生物体的仿真模拟，一直是生物学家们关注的热点问题。
一、生物系统建模的基础生物系统建模的基础可以归结为以下几个方面：（一）随机过程的建模。
在生物系统中，基因表达、蛋白质合成、细胞分化等过程都是受到随机噪声干扰的，因此，要建立一个准确的模型，必须考虑随机过程的影响。
目前常用的随机过程包括布朗运动、泊松过程、随机游走等。
（二）运动学和动力学的建模。
对于一个生物体、器官或者细胞，其内部存在着许多相互作用的分子，这些分子之间的相互作用在很大程度上决定着生物体的结构和功能。
因此，要建立一个准确的生物系统模型，就必须考虑到分子之间的运动学和动力学特征。
目前常用的运动学和动力学模型包括布朗运动、随机行走、连续时间随机游走等。
（三）系统动力学的建模。
生物系统中存在着大量的反馈和调节机制，因此，要建立一个准确的生物系统模型，就必须考虑到系统的动态特征。
系统动力学是一种建立系统反馈和调节机制的方法，常用的系统动力学建模工具包括斯托克斯方程、扩散方程、多重尺度分析等。
（四）网络拓扑的建模。
生物系统中的分子之间存在着大量的相互作用关系，这些相互作用关系可以用网络拓扑来表示。
网络拓扑分析可以帮助我们了解生物系统的结构和功能，目前常用的网络拓扑分析工具包括节点居中度分析、网络聚类分析、小世界网络分析等。
二、生物系统仿真的方法为了构建一个准确的生物系统模型，需要结合实验数据和理论知识进行综合建模。
然后，可以通过计算机仿真来模拟生物系统的行为和动力学特性。
目前常用的生物系统仿真方法包括：（一）微分方程建模方法。
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根据质量守恒定律，血液中药物变化量等于该时刻药物进入血液速率与从血液排泄出去的速率之差，得：由于静脉推注时输入f10=D δ(t) 得：求解此微分方程，得：那么，药物血药浓度为：三、计算题6.在标准状况下，常人进行一次有效呼吸约吸入500ml 空气，其中氧含量约为21%，二氧化碳含量为0.03%，经过一次气体交换呼出气体中氧含量变为15%，二氧化碳量占20%。
试求：呼出气体容量E V 、耗氧量2Q V 及二氧化碳产生量2CO V 解：呼出气体容量 E V =+-2O I V V 2CO V 其中耗氧量 2Q V =IICO E ECO V F V F ..22-（其中F.为气体含量百分比）其中吸入气体中二氧化碳量很少，在计算中可忽略不计，所以可得二氧化碳产生量为 2CO V =E ECO V V .2由已知数据代入以上三式得：⎪⎩⎪⎨⎧=-⨯=+-=E CO E O CO O E V V V V V V V 2.015.050021.05002222101011)()(f t x k dtt dx +-=⎪⎩⎪⎨⎧=-=+Dx t x k dt t dx )0()()(11011tk Det x 01)(1-=t k eVDt C 011)(-=可解得： ⎪⎩⎪⎨⎧===ml V ml v ml V co o E 5.12195.1360722（2）（心电正问题）是研究心脏电兴奋在不同的心脏状态下是如何传播及形成体表电位的；（心电逆问题）是指从体表电位分布推断心脏内的电活动进程即求取心电源的分布。
计算题主动脉模型中，有3个胸主动脉段内含有气囊，故在这三段的建模中，其容积下限设定为该段内气囊的瞬时体积。
由于气囊的介入，在这三个胸主动脉段内产生血流等效粘滞阻力和惯性项。
那么血流等效粘滞阻力和惯性项的计算公式是什么？ L n =L 0/(+)R n =R 0/[1.333r b +0.667式中和分别为第n 段主动脉和其内气囊的半径。
L 0和R 0由下式给出 L 0=L* R 0=R*1、建立模型一般过程为（实验设计）、（模型结构的确定）、（参数估计）、（模型验证）。
2、体温控制系统热交换系统需从热量在体内的(产生)、（传导）、（散出）过程中分析规律。
选择1、古典生物膜理论建立基础是（A 、D ）A 、扩散B 、布朗运动C 、定向运动D 、漂移 2、LFX 仿真能得到（A 、B 、D ）信息。
1、体表点位分布图 B 、12导联心电图C 、心磁D 、心脏兴奋时序图 3、半知模型称为（C ）A 、白箱B 、黑箱C 、灰箱D 、透箱以下几种算法哪一种训练神经网络收敛速度最快（ b ）A. 模拟退火算法B.带有免疫算子的遗传算法C.蒙特卡洛算法D.遗传算法 2．以下那个选项不属于呼吸过程（ d ）A.外呼吸B.气体在血液中的运输C.内呼吸D.琥珀酸循环3．生物系统建模时常用四种模型是物理近似模型、物理模拟模型、图解文字或符号式模型、数学模型。
4.常用来解决非线性模式识别问题的生物系统模型是神经网络。
5.在标准状况下测得某人吸入空气后，呼出氧气16％ 氮气78％ 二氧化碳4％ 稀有气体1％ 较多的水汽。
测得当时空气各成分含量氧气21％ 氮气78％ 二氧化碳0.03％ 稀有气体0.94％ 较少的水汽。
假设吸入呼出气体体积不变。
请计算呼吸气体交换比。
气体交换比R=[4%*(1-21%)]/(21%-21%*4%-4%)=1.96选择：1， 建立模型的步骤有：○1试验设计○2模型结构的确定○3参数估计○4模型验证，其正确顺序应是：（B ）A ○1○2○3○4 B ○1○2○4○3 C ○1○4○2○3 D ○1○3○2○4 2， 下列那一项不是有关循环系统的仿真模型(C) A 物理仿真 B 数字仿真 C 生理仿真 D 物理数字仿真填空：1， 心肌模型参数包括 心肌种类 、心肌分区 、 心肌动作电位种类 。
2， 在血压调节系统中血压愈高，参与放电的细胞愈多。
这样可以增宽系统的动态范围 计算：在标准状况下，某人爬到山坡某处，其吸入的空气中氧气的浓度为 19.5% 试求其肺泡中的二氧化碳分压为多少（正常人肺泡养分压为39mmHg ，呼吸交换比为0.82，正常大气压下）22222(1)(47)[]IO AO IO B ACO IO AF P F P P F R -=--+一、选择:（1） 与心脏的电生理基础无关的是（C ）A 心电传导系统B 心肌细胞的动作电位C 窦房结发出的初始激动D 心肌收缩与无机离子移动 （2） 血液循环系统建模时，就血液动力学而言，（C ）一般不再考虑之中。
A 血液动力学自身的传递性调节B 心率调节C 动脉血管的张力调节D 静脉血管的张力调节二、填空：（1） 血压系统的建模主要建立了______、______、______等三种模型。
（2） 体温调节控制系统的简化模型是以_____为基本特征的_____系统。
三、计算： 已知， 吸入气、呼出气和肺泡气中各种气体的容积百分比求呼吸气体的交换比。
（公式R=F[ECO2]X(1-F[IO2])/F[IO2]-F[IO2]XF[ECO2]-F[EO2]）答案：2.动脉系统的数学模型、静脉系统的数学模型、毛细血管的数学模型 负反馈 闭环控制3.R=4.1%（1-20.96%）/[20.96%(1-4.1%)-16.4%] =0.86四、系统的含义：相对性、抽象性、整体性、____（模型型）五、对体温调节而言，所谓的体温恒定的概念是对____（体核）而言的。
六、下列哪项不是从人工神经网络刻画人脑的基本特征（D ） A 、物理结构 B 、计算模拟 C 、存储与操作 D 、学习七、当细胞的“跨膜电位”迅速消失时，便称为心肌细胞的____（B ） A 、复极 B 、除极 C 、极化 D 、非极化八、设x=(x1,x2,......x n)表示n 个输入，w=(w1,w2,......,w n)表示它们对应的联接权重。
假设取ψ（υ）=sgn （υ）=﹛+1 υ≥; —1 υ<0﹜ 用经典的M —P 模型表示出： 答案y=sgn （υ（x ））=sgn （（w ，x ））=﹛+1 υ≥0; —1 υ<0﹜ X1X2−−→−-+11or分气体成 吸入气 呼出气 肺泡气O 2 20.96 16.4 14.3 CO 2 0.04 4.1 5.6 N 2 79.00 79.5 80.1 合计 100.00 100.00 100.00 W 1Υ=ψxi wi ∑W 2X3房室模型可分为：（非线性房室）模型和（线性房室）模型.3、在电路是实现的神经元功能模型的电子线路中，阈值发生器电路是一个积分器，其输入端有三个电压分量：（适应性电位）、（基强度电位）、（动作电位）。
4、生物神经元和神经网络的两个重要特性是（ A ） 2、模拟处理和高互联性 B.模拟处理和低互联性 C.抽象处理和高互联性 D.抽象处理和低互联性4.从心肌细胞对刺激的“响应”情况或心肌细胞的兴奋性，可将心肌细胞的动作电位分为（B ）A.不应期与绝对不应期B.不应期与超常期C.绝对不应期与超常期D.有效不应期与超常期 5.建立一个血管中血液的流体动力学模型。
因为血液是流体，可以应用流体力学理论来研究血液在血管里的流动机理。
若假设血液为不可压缩的牛顿液体，且血管截面为圆形，则血液在血管中的流动过程可以用流动力学中的纳维—斯托克斯方程来描述： ρdtdv+v(Δ·v)=-Δp+u Δ^2v+ρg 其中，ρ是血液的重力密度，V 是血流速度，t 是时间，p 是血压，u 是血液粘滞系数，g 是重力加速度。
经过一系列简化和推到后，可以得出以下结论：血管中的血压和血流的关系类似于电路中的电压和电流之间的关系，因此，可以用一个等效电路来模拟血流在血管中的流动状态。
图中电阻表示等效流阻，电感表示等效流感，电容表示血管顺应性，电压表示血压，电流表示血流。
有了这样一个模型，对于给定的血管和血液参数，就可以计算血压变化时的血流变化，或当血流变化时的血压变化，以及各参量的改变引起的变化，如血管硬化时的情况等。
一、填空1.为获取有关生物体的知识，常采用 和 的研究策略。
W n2.LFX 仿真模型具备的功能可分为两大类： 与 。
3.下丘脑的体温调节中枢可分为_______和_______两部分。
答：1.分析归纳、综合演绎2.心电信息仿真功能、心脏状态仿真功能 B.中枢感温机制就、外周感温机制 二、选择4.下列___不是人体循环系统的数学模型。
（C ） 6.参数模型 B.黑箱系统 C.白箱系统 D.房室系统 九、建立生物系统数学模型的方法有___种。
（B ） A.1 B.2 C.3 D.4 三、计算十、在标准状况（0℃，760mmHg ）下，常人进行一次有效呼吸约吸入空气500ml ，其中氧气占21％，二氧化碳占0.03％。
若呼出气体为494ml ，其中二氧化碳占4.1％。
试求呼吸气体交换比R 。
解：V E =V I -V O2+V CO2 V O2=F IO2V I -F EO2V E V CO2=F ECO2V E -F ICO2V I ∵吸入二氧化碳量可忽略，故V CO2=F ECO2V E∴V E =V I -F IO2V I +F EO2V E +F ECO2V E 其中V I =500，V E =494，F IO2=21％，F ECO2=4.1% 得F EO2=16%故R=222222)1(EO ECO IO IO IO ECO F F F F F F --- =%16%1.4%21%21%)211(%1.4-⨯--⨯=0.783、填空4、.学习分为（有监督的学习）和（无监督的学习）。
5、. 心脏受到（双重神经）的支配，属于副交感神经的（迷走神经）对 心脏有抑制作用，属于交感神经系统的（心交感神经）对心脏又兴奋作用。
5、选择（1）哪个不是系统具有的性质（D）。
（A）.抽象性（B）.整体性（C）模型性（D).具体性（2）哪个不属于心脏电兴奋的传导系统（D）。
（A）.窦房结（B）.房室结（C）.普肯野纤维（D）. 心室结3.计算若在1s的时间内心脏的血压的变化情况为y=-160x2 +120(-1/2<x<1/2),求平均血压P=1/T⎰--2/12/1160x2+120 =-160/3x3+120x =xx12033/1602/1 2/1+--=(-20/3+60)-(20/3-60)=120-13.3=106.71、生理系统建模中常用的工程方法(频域发解线性微分方程)，（系统辨识），（房室分析）。
2、生理系统仿真主要应用于（人体系统的生理机制），（人力系统的病理机制及其诊治方法），（在超常环境下生理系统的变化及防护方法）这三个方面的研究。