構(gòu)建模型的種類

1、模型的概念和種類模型的概念人教版生物教材必修中對(duì)模型的定義是： “模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)”。它是人們?yōu)榱苏J(rèn)識(shí)自然界中某一復(fù)雜的對(duì)象（如非常龐大的太陽(yáng)系或非常微小的細(xì)胞） ，或事物發(fā)生的過(guò)程、規(guī)律等，用形象化的具體實(shí)物或抽象的語(yǔ)言文字、圖表、數(shù)學(xué)公式等對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象進(jìn)行模擬或簡(jiǎn)化描述的一種方法。模型具有 3 個(gè)基本特點(diǎn)：對(duì)實(shí)際對(duì)象的模仿和抽象；組成體現(xiàn)認(rèn)識(shí)對(duì)象系統(tǒng)中的主要因素：反映主要因素之間的關(guān)系。模型的種類模型的種類有很多，高中生物教材中的模型主要有物理模

2、型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。1、物理模型物理模型：以實(shí)物或圖畫形式直觀反映認(rèn)識(shí)對(duì)象的形態(tài)結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)，這類實(shí)物或圖畫即為物理模型。實(shí)物模型常見的有 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型等，圖畫模型則有三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解、池塘生態(tài)系統(tǒng)模式圖等。物理模型的特點(diǎn)是：實(shí)物或圖畫的形態(tài)結(jié)構(gòu)與真實(shí)事物的特征、本質(zhì)非常相像，大小一般是按比例放大或縮小的。新課程教材涉及容：生物體結(jié)構(gòu)的模式標(biāo)本，模擬模型如細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型、各種組織器官的立體結(jié)構(gòu)模型、DNA 分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、生物膜鑲嵌模型、減數(shù)分裂中染色體變化模型、血糖調(diào)節(jié)模型等。(1)形態(tài)結(jié)構(gòu)模型 ：描述生物體、器官、組織、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)

3、示意圖或模式圖或部分圖解。?？嫉男螒B(tài)結(jié)構(gòu)模型如下：細(xì)胞膜模型示意圖Word 文檔根尖的結(jié)構(gòu)示意圖突觸的亞顯微圖(2)過(guò)程模型圖：描述生命活動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程或生物進(jìn)化的過(guò)程。常考的過(guò)程模型如下：Word 文檔酶的專一性解釋模型光合作用過(guò)程模型有氧呼吸過(guò)程模型Word 文檔人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型體溫調(diào)節(jié)過(guò)程模型甲狀腺激素分泌的反饋調(diào)節(jié)模型Word 文檔血糖平衡的調(diào)節(jié)模型體液免疫與細(xì)胞免疫過(guò)程模型生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)模型Word 文檔2、概念模型概念模型：以圖示、文字、符號(hào)等組成的流程圖形式對(duì)事物的生命活動(dòng)規(guī)律、機(jī)理進(jìn)行描述、闡明，這就是概念模型。例如用光合作用圖解描述光合作用的主要反應(yīng)過(guò)程，甲

4、狀腺激素的分級(jí)調(diào)節(jié)等。概念模型的特點(diǎn)是圖示比較直觀化、模式化，由箭頭等符號(hào)連接起來(lái)的文字、關(guān)鍵詞比較簡(jiǎn)明、清楚，它們既能揭示事物的主要特征、本質(zhì)，又直觀形象、通俗易懂。構(gòu)建的一般步驟：（ 1）理清概念之間關(guān)系； （2）畫出初步關(guān)系圖并建立連接； （ 3）標(biāo)明概念之間關(guān)系； （ 4）修改和完善。新課程教材涉及容：高中生物新課程教材中涉及概念的容非常多，幾乎每一章、每一節(jié)容都可以用概念圖的形式加以表示，在復(fù)習(xí)時(shí)，還可以將不同章節(jié)的相關(guān)容以概念圖的形式表現(xiàn)出來(lái)，以便同學(xué)們形成一定的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，便于對(duì)知識(shí)的理解和復(fù)習(xí)。一、集合形式的類型1集合形式之一獨(dú)立型： 理清具有獨(dú)立關(guān)系的生物學(xué)概念(1)模式圖示：

5、(2)實(shí)例運(yùn)用：2集合形式之二包含型 ：理清一系列具有從屬關(guān)系的生物學(xué)概念(1)模式圖示：Word 文檔(2)實(shí)例應(yīng)用3集合形式之三重合型 ：理清完全等同關(guān)系的生物學(xué)概念(1)模式圖示：(2)實(shí)例運(yùn)用：4集合形式之四重疊型 ：理清具有公共關(guān)系的生物學(xué)概念(1)模式圖示W(wǎng)ord 文檔(2)實(shí)例運(yùn)用：5集合形式之五混合型 ：分散的生物學(xué)概念知識(shí)理順為系統(tǒng)化(1)模式圖示(2)實(shí)例運(yùn)用：二、知識(shí)樹形式的類型1.模式圖Word 文檔2.實(shí)例運(yùn)用：細(xì)胞的生命歷程概念圖遺傳的分子基礎(chǔ)概念圖物種的形成概念圖環(huán)境的組成與穩(wěn)態(tài)概念圖Word 文檔種群的數(shù)量特征及變化3、數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型。用來(lái)表達(dá)生命活動(dòng)規(guī)律的計(jì)

6、算公式、函數(shù)式、曲線圖以及由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成的柱形圖、餅狀圖等稱為數(shù)學(xué)模型。如酶的活性變化曲線、種群增長(zhǎng)曲線、微生物生長(zhǎng)曲線，還有種群密度計(jì)算公式、組成細(xì)胞的化學(xué)元素餅狀圖、能量金字塔等。曲線圖的特點(diǎn)是在利用坐標(biāo)系描述2 個(gè)變量之間的定性或定量關(guān)系；柱形圖是依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系用柱形方式表示的2 個(gè)變量之間不連續(xù)的定量關(guān)系；餅形圖通常是百分比含量的圓餅狀表示；計(jì)算公式或函數(shù)式則是根據(jù)數(shù)學(xué)上的等量關(guān)系、用字母符號(hào)建立起來(lái)的變量之間定量關(guān)系式。新課程教材涉及容：蛋白質(zhì)的合成分子量和脫水量計(jì)算，蛋白質(zhì)或多肽鏈水解后的某氨基酸數(shù)量， DNA 的結(jié)構(gòu)中堿基數(shù)量及比例計(jì)算，DNA 分子的復(fù)制子代DNA 數(shù)量

7、、標(biāo)記 DNA比例及所需某種脫氧核苷酸比例，遺傳規(guī)律的比例計(jì)算，遺傳病概率計(jì)算，減數(shù)分裂配子類型計(jì)算，基因控制蛋白質(zhì)合成的脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸數(shù)量計(jì)算，基因頻率計(jì)算，種群密度調(diào)查（樣方法、標(biāo)志重捕法、血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)等），種群“ J”型增長(zhǎng)，能量流動(dòng)規(guī)律等。 坐標(biāo)曲線型Word 文檔1單曲線 ：常表示某種生物的數(shù)量或某一生理過(guò)程與某一相關(guān)因素之間的關(guān)系。常有以下種類：(1)升曲線(2)降曲線(3)先升后降(4)先降后升(5)升降不斷變化Word 文檔2雙曲線和多曲線 ：指在一個(gè)坐標(biāo)系中，有兩條或兩條以上的曲線，通常表示不同生物的數(shù)量或同一生物的不同器官或生理過(guò)程與某一相關(guān)因素之間的關(guān)系

8、。圖例相關(guān)變量圖例相關(guān)變量種群數(shù)量 時(shí)間 (共果實(shí)發(fā)育、果實(shí)不發(fā)生 )育 是否受粉種群數(shù)量時(shí)間 (捕恒溫動(dòng)物、變溫動(dòng)物食 )的耗氧量 溫度厭氧生物、好氧生物的呼吸強(qiáng)度 氧氣濃度種群數(shù)量時(shí)間 (寄陰生植物、陽(yáng)生植物生 )的光合強(qiáng)度 光照強(qiáng)度C3 植物、C4 植物光合強(qiáng)度 CO2 濃度種群數(shù)量 時(shí)間（競(jìng)根、芽、莖的生長(zhǎng)狀爭(zhēng)）況 生長(zhǎng)素濃度突破 “坐標(biāo)曲線 ”的關(guān)鍵是 “三看 ”(識(shí)標(biāo)、明點(diǎn)和析線) 1 “識(shí)標(biāo) ”理解圖中縱、橫坐標(biāo)的含義，找出縱、橫坐標(biāo)的關(guān)系，再結(jié)合教材聯(lián)系相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。 2“明點(diǎn) ”明確曲線中的特殊點(diǎn) (頂點(diǎn)、始終點(diǎn)、 轉(zhuǎn)折點(diǎn)、 交叉點(diǎn) )所表示的生物學(xué)含義。3 “析線 ”分析曲

9、線的走向、變化趨勢(shì)，揭示各段曲線的變化含義和原因。若為“多重變化曲線 ”，則應(yīng)先確定某一自變量來(lái)分析，然后再多重綜合考慮。表格分析型例題： (診斷 )為探究 “影響酶活性的因素”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，見下表：下面有關(guān)分析合理的是（）A實(shí)驗(yàn)想要探究影響酶活性的因素是溫度Word 文檔B 1號(hào)試管設(shè)置正確合理，為空白對(duì)照組C 3號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)條件是 37水浴， pH 為 8D蛋清液和酶液應(yīng)在混合均勻后再進(jìn)行水浴表格分析題的一般解題方法1審題 ：首先，要明白行標(biāo)題、列標(biāo)題和數(shù)據(jù)標(biāo)題的含義。其次，分析各行各列的數(shù)據(jù)變化。2找答案 ：首先，把表格轉(zhuǎn)變成文字，經(jīng)聯(lián)想找出所要考的知識(shí)。其次，分析各行各列

10、的數(shù)據(jù)變化，找出最大值、最小值和數(shù)據(jù)變動(dòng)的原因。第三，要行與行、列與列進(jìn)行比較，看有無(wú)單一變量的對(duì)照關(guān)系或因果關(guān)系等，從而得出結(jié)論。3定答案 ：結(jié)合概念和原理答題，把表格轉(zhuǎn)變成文字。表達(dá)要準(zhǔn)確，盡量用課本上的生物學(xué)術(shù)語(yǔ)表述；書寫要工整、條理要清楚，同時(shí)也可把信息變成表格，即表格設(shè)計(jì)題，如過(guò)程表格設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)。 柱 (條 )形坐標(biāo)圖 (或坐標(biāo)直方圖)1、例題：直方圖能直接明了地描述生物學(xué)的原理與本質(zhì)，因此得到了廣泛地運(yùn)用，請(qǐng)你依據(jù)所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，分析下列直方圖，其中錯(cuò)誤的是2、（ 2008 年市一模， 10）模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述。模型的形式有

11、多種，下列各項(xiàng)中正確的是：A沃森和克里克的DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型B種群增長(zhǎng)模型屬于生物模型C血糖調(diào)節(jié)模型屬于化學(xué)模型D生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型屬于概念模型模型的構(gòu)建步驟建立特定的模型對(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，一般可按以下步驟進(jìn)行：（ 1）掌握原理。掌握模型所代表的知識(shí)、過(guò)程、規(guī)律、機(jī)理等，弄清模型的構(gòu)成要素或包含容之間的邏輯關(guān)系。（ 2）明確類型。明確所構(gòu)建的模型屬于哪種類型，知道該種模型的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式，注意構(gòu)建這類模型的注意事項(xiàng)。Word 文檔（ 3）構(gòu)建草圖 (框架 )。選擇適當(dāng)?shù)膱D形、文字、符號(hào)勾勒出草圖，或用適當(dāng)?shù)拇罱蚣堋?/p>

12、基于模型的通適性、典型性，所以在構(gòu)建時(shí) 只需要考慮大多數(shù)情況即可，一般不考慮極少數(shù)情況或特例。（ 4）修飾完善。對(duì)照原理查驗(yàn)所構(gòu)建的草圖(框架 )，確保其科學(xué)性；然后進(jìn)一步修飾完善模型，力求規(guī)、簡(jiǎn)潔、直觀、有美感；最后構(gòu)建出正式的模型。（ 5）補(bǔ)充詮釋。對(duì)一些模型要添加必要的文字說(shuō)明、示例、圖注等，使模型更科學(xué)、更清楚、更規(guī)。如嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，利用廢舊物品制作生物膜模型，建立動(dòng)態(tài)的血糖調(diào)節(jié)的模型，培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化模型等。通過(guò)具體的構(gòu)建體驗(yàn)，可以加深對(duì)模型特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，理解模型在反映事物或過(guò)程方面的簡(jiǎn)化和直觀性。在細(xì)胞呼吸部分復(fù)習(xí)呼吸方式判斷時(shí)，與學(xué)生一起構(gòu)建的有氧呼吸

13、和無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行時(shí)，兩者比例關(guān)系的數(shù)學(xué)模型：生物同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸時(shí)，假設(shè)兩者氧化分解葡萄糖為 M ，釋放的總能量為 QkJ，則有： 有氧呼吸和酒精生成途徑消耗葡萄糖物質(zhì)的量的比：XC6H12O6-2870X kJ(有氧呼吸 )；YC6H12O6-222 Y kJ(酒精生成途徑 )。則： X+Y=M；2870X+222Y=Q。X/Y= 。即： y=kx(k= )有氧呼吸和乳酸生成途徑消耗葡萄糖物質(zhì)的量的比：XC6H12O6-2870X kJ(有氧呼吸 )；YC6H12O6-196.65 Y kJ(乳酸生成途徑)。則： X+Y=M；2870X+196.65Y=Q。X/Y=。即： y=kx(k= )模型之間的轉(zhuǎn)換例：（ 2007 全國(guó)卷I） 5、下圖表示用3H亮氨酸標(biāo)記細(xì)胞的分泌蛋白