1、常見(jiàn)生物模型構(gòu)建的一 般 步 驟,Nt=N0t,建模是新教材出現(xiàn)的一種新的學(xué)習(xí)方式。建立特定的模型對(duì)于幫助我們更好的掌握知識(shí)之間的聯(lián)系，對(duì)更好的理解一些抽象的知識(shí)是非常有效的。 模型的形式有很多，高中生物教學(xué)中常見(jiàn)的有三種：,模型構(gòu)建的定義及類(lèi)型:,1概念模型 2數(shù)學(xué)模型 3物理模型,一、概念模型：,概念模型是對(duì)生物學(xué)中某個(gè)問(wèn)題或事物進(jìn)行描述。概念模型包括：中心概念、內(nèi)涵、外延。在新課程生物教材中，概念模型通常以概念圖的形式出現(xiàn)，表達(dá)概念之間的相互關(guān)系，體現(xiàn)知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。通過(guò)概念模型的構(gòu)建，有利于對(duì)概念知識(shí)的理解和聯(lián)系。,1.定義：,一、概念模型：,理清概念之間關(guān)系 ； 畫(huà)出初步關(guān)系圖并建立

2、連接 ； 標(biāo)明概念之間關(guān)系 ； 修改和完善。,2. 構(gòu)建的一般步驟：,一、概念模型：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,以基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的模型構(gòu)建為例來(lái)加以說(shuō)明,一、概念模型：,理清概念之間關(guān)系：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,要構(gòu)建概念圖，首先要明確各概念范圍，確定各關(guān)鍵概念等級(jí)，然后理清幾個(gè)概念之間的關(guān)系。關(guān)鍵概念關(guān)系理不清，就無(wú)法正確的構(gòu)建概念圖，所以理清關(guān)系是構(gòu)建概念圖的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。,一、概念模型：,理清概念之間關(guān)系：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,在基因重組概念模型中，首先要確定雜合子、自由組合、交叉重組、基因重組、新基因型、新表現(xiàn)型、變異性、多樣性、生物進(jìn)化的原材料各個(gè)概念的

3、范圍、前后關(guān)系等。比如自由重組和交叉重組應(yīng)該是并列關(guān)系，新基因型是新表現(xiàn)性的基礎(chǔ)和原因等等。,一、概念模型：,畫(huà)出初步關(guān)系圖并建立連接 ；,2. 構(gòu)建的一般步驟：,初步擬定概念圖各個(gè)概念之間的縱向和橫向分支，然后先用鉛筆描出初步的連接，箭頭的指向等。上下級(jí)關(guān)系、并列關(guān)系等都要注意排列的位置，盡量避免交叉。如圖形中的自由重組和交叉重組、變異性和多樣性應(yīng)該是并列的，而導(dǎo)致新基因型產(chǎn)生的原因應(yīng)該是基因重組等。建立初步連接后要仔細(xì)的審定一下連接是否合理，如不合理要及時(shí)糾正。,一、概念模型：,畫(huà)出初步關(guān)系圖并建立連接 ；,2. 構(gòu)建的一般步驟：,初步擬定概念圖各個(gè)概念之間的縱向和橫向分支，然后先用鉛筆描

4、出初步的連接，箭頭的指向等。上下級(jí)關(guān)系、并列關(guān)系等都要注意排列的位置，盡量避免交叉。如圖形中的自由重組和交叉重組、變異性和多樣性應(yīng)該是并列的，而導(dǎo)致新基因型產(chǎn)生的原因應(yīng)該是基因重組等。建立初步連接后要仔細(xì)的審定一下連接是否合理，如不合理要及時(shí)糾正。,一、概念模型：,畫(huà)出初步關(guān)系圖并建立連接 ；,2. 構(gòu)建的一般步驟：,一、概念模型：,標(biāo)明概念之間關(guān)系 ：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,建立好連接后就要考慮在連線(xiàn)上用連接詞標(biāo)明兩者之間的關(guān)系。對(duì)連接詞的使用一定要注意推敲，力求合理準(zhǔn)確。連接詞不能含蓄也不需要華麗，但是要力求簡(jiǎn)練，并一目了然。比如雜合子如何能夠?qū)е伦杂山M合或交叉互換的呢？當(dāng)然是在有性生殖

5、的減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為造成的，而自由重組和交叉互換是基因重組的原因；新的表現(xiàn)性能夠增加生物的變異性和多樣性，變異性和多樣性能夠提供生物進(jìn)化的原材料等等。連接詞還不能有歧義，一旦有歧義，就容易給學(xué)習(xí)者造成誤解。,一、概念模型：,標(biāo)明概念之間關(guān)系 ：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,一、概念模型：,修改和完善：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,概念圖建立后，一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)層次的修訂：首先是自己，自己對(duì)所建立的概念圖要認(rèn)真審閱，仔細(xì)推敲，同時(shí)一定要明確，概念圖是要為教學(xué)服務(wù)的，不符合教學(xué)要求的概念圖要修改；其次要將概念圖給自己的同學(xué)看，不同人看問(wèn)題的角度是不一樣的，概念圖建成后不同人的使用是否會(huì)造成誤解，因?yàn)?/p>

6、我們自己看，我們只會(huì)按照我們已經(jīng)形成的思路去思考，而其他人就不一定；第三是要給老師看，因?yàn)槔蠋熕镜母叨缺容^高，也更全面。當(dāng)然在以后的教學(xué)或?qū)W習(xí)中還要不斷的對(duì)構(gòu)建好的概念圖加以修訂和完善。,看下列概念圖：,完成下列概念圖：,概念圖繪制規(guī)范,概念圖中每個(gè)概念只出現(xiàn)一次。 連接兩個(gè)概念間的聯(lián)系詞應(yīng)盡可能選用意義表達(dá)具體明確的詞。 概念名詞要用方框和圓圈圈起來(lái)，而聯(lián)系詞則不用。,二、數(shù)學(xué)模型：,數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式?；蛘哒f(shuō)是為了某種目的，用字母、數(shù)字及其它數(shù)學(xué)符號(hào)建立起來(lái)的等式或不等式。,1.定義：,二、數(shù)學(xué)模型：,2.構(gòu)建的一般步驟：,（1）觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題; （2

7、）提出模型假設(shè); （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建構(gòu)模型; （4）進(jìn)一步觀察，修正模型。,以細(xì)菌繁殖Nt=N0 t為例,二、數(shù)學(xué)模型：,2.構(gòu)建的一般步驟：,（1）觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題： 細(xì)菌基數(shù)為N0，細(xì)菌每分裂一次需要一定的時(shí)間。 （2）提出模型假設(shè)： 在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響。,以細(xì)菌繁殖Nt=N0 t為例,二、數(shù)學(xué)模型：,2.構(gòu)建的一般步驟：,（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建構(gòu)模型： Nt=N0 t，N0代表細(xì)菌初始數(shù)量，t表示第幾代，Nt表示t代細(xì)菌數(shù)量。 （4）進(jìn)一步觀察，修正模型： 觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。,以細(xì)菌繁殖Nt=N

8、0 t為例,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的一些數(shù)學(xué)模型：,（1）蛋白質(zhì)的合成：假設(shè)氨基酸的平均分子量為a，n個(gè)氨基酸縮合形成m條多肽鏈：脫去的水的分子量是多少？ 形成的蛋白質(zhì)的分子量是多少？ 數(shù)學(xué)模型： X（脫去的水分子量）=18（nm） X（蛋白質(zhì)分子量）=na18（nm）,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（2）DNA的結(jié)構(gòu)： 已知某一種堿基的比例，求解另外一種與之不能配對(duì)的堿基所占的比例？ 數(shù)學(xué)模型：X%=50%B% 模型中各參數(shù)的意義：X%為所求堿基的比例；50%為堿基數(shù)的一半；B%為已知堿基所占的比例。 已知DNA分子其中一條鏈中不能配對(duì)的兩個(gè)堿基之和占該單鏈堿基總數(shù)的比率為

9、n時(shí)，則另外一條鏈中，其相對(duì)應(yīng)的比值是多少？ 數(shù)學(xué)模型：X（另外一條單鏈）=1,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（3）DNA分子的復(fù)制： 復(fù)制n次，需游離的與已知堿基不能配對(duì)的堿基數(shù)是： 數(shù)學(xué)模型：N=（2n）M（1/2q1） 第n次復(fù)制，需游離的與已知堿基不能配對(duì)的堿基數(shù)是： 數(shù)學(xué)模型：N=2（n1）M（12q）/2q 模型中各參數(shù)的意義：N為所求堿基酸數(shù)量；n次復(fù)制或第n次復(fù)制；M為某種堿基的數(shù)量；q為這種堿基所占的比例。,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（4）遺傳定律： 將Dd個(gè)體自交，在F1中選擇顯性個(gè)體讓其自交得到F2，在F2中再選擇顯性個(gè)體讓其自交，F(xiàn)n代中，能

10、夠穩(wěn)定遺傳的顯性個(gè)體占所有顯性性狀個(gè)體的比例是多少？ 數(shù)學(xué)模型：X=（2n1）/（2n+1） 將Dd個(gè)體自交，在F1中選擇顯性個(gè)體讓其自由交配（自交和雜交）得到F2，在F2中再選擇顯性個(gè)體讓其自由交配，F(xiàn)n代中，能夠穩(wěn)定遺傳的顯性個(gè)體占所有顯性性狀個(gè)體的比例是多少？ 數(shù)學(xué)模型：X= n/（n+2）,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（6）遺傳病概率：一對(duì)夫婦，其后代若僅考慮甲病的得病幾率，則得病可能性為a，正常的可能性為b，若僅考慮乙病的得病幾率，則得病幾率為c，正常的可能性為d，則這對(duì)夫妻結(jié)婚后，要生一個(gè)孩子，此孩子只有一種病的可能性是多少？?jī)刹【伎赡苄允嵌嗌?？患病的可能性是多少?/p>

11、不患病的可能性是多少？ 數(shù)學(xué)模型：X（只有一種病）= acacad+bc X（兩病均患）= ac（1b）（1d） X（患病）= acac =ad+bc+ ac X（不患?。?bd=（1a）（1c）,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（7）基因頻率： 抽樣調(diào)查：新課程教材中給出了種群抽樣調(diào)查后基因頻率的計(jì)算方式，根據(jù)課本給出例題總結(jié)出來(lái)的基因頻率的計(jì)算公式為： 數(shù)學(xué)模型：A=AA個(gè)體比率+Aa個(gè)體比率/2； a=Aa個(gè)體比率/2+aa個(gè)體比率 穩(wěn)定群體基因頻率：對(duì)于大而穩(wěn)定的種群，由于基因頻率一般是穩(wěn)定的，所以不會(huì)給出很多參考數(shù)據(jù)，往往只有一個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)于這一類(lèi)問(wèn)題基因頻率的計(jì)算公式為：

12、數(shù)學(xué)模型：（p+q）2p2q2pq 模型中各參數(shù)的意義：如p表示顯性基因基因頻率，則q表示隱性基因基因頻率，p2表示顯性純合子基因型頻率，q2表示隱性純合子基因型頻率，2pq表示雜合子基因型頻率。,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（8）酵母菌數(shù)量調(diào)查數(shù)學(xué)模型： 直接記數(shù)：計(jì)算的數(shù)學(xué)模型為：N=（mn）103/（110.1） 模型中各參數(shù)的意義：N為1mL溶液中酵母菌的數(shù)量；m為小方格總數(shù)；n為每個(gè)小方格中酵母菌的平均數(shù)；103為1mL=103mm3；110.1為記數(shù)板上溶液的體積（1為記數(shù)板每邊總長(zhǎng)，0.1為記數(shù)板上溶液厚度）。 對(duì)比記數(shù)法：計(jì)算的數(shù)學(xué)模型為：N=（Mn）/ m 模型

13、中各參數(shù)的意義：N為1mL溶液中酵母菌的數(shù)量；M為已知的紅細(xì)胞總數(shù)；n為每個(gè)小方格中酵母菌的平均數(shù)；m為每個(gè)小方格中紅細(xì)胞的平均數(shù)。,二、數(shù)學(xué)模型：,3.其他常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型：,（9）能量流動(dòng)數(shù)學(xué)模型： 數(shù)學(xué)模型：Qn+1=Qn 模型中各參數(shù)的意義：Qn+1表示n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量；表示從n營(yíng)養(yǎng)級(jí)到n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率；Qn表示n營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。,三、物理模型：,物理模型就是以實(shí)物或圖畫(huà)形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。在教材中出現(xiàn)的也有很多，比如細(xì)胞模型，細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，的雙螺旋結(jié)構(gòu)，生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)等等。,1.定義：,三、物理模型：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,（1）了解構(gòu)建模型的基本

14、構(gòu)造； （2）制作模型構(gòu)建的基本原件（單位）； （3）了解各基本原件之間的關(guān)系； （4）按照相互關(guān)系連接各基本原件； （5）檢驗(yàn)與修補(bǔ)。,以DNA雙螺旋模型構(gòu)建為例,三、物理模型：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,（1）了解構(gòu)建模型的基本構(gòu)造； DNA為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其中五碳糖與磷酸交互連接在外圍，含氮堿基通過(guò)氫鍵連接。 （2）制作模型構(gòu)建的基本原件（單位）； DNA的基本單位為脫氧核苷酸，DNA是由四種脫氧核苷酸（腺嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸）組成的。尋找材料并制作這些基本原件，如以什么材料表示磷酸、五碳糖、含氮堿基、氫鍵、膦酸二酯鍵等。,三、物理模型：,2. 構(gòu)建的一般步驟：,（3）了