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課件36張PPT。常見生物模型構(gòu)建的一 般 步 驟江蘇省沭陽高級中學(xué) 陳衛(wèi)東Nt=N0λt 建模是新教材出現(xiàn)的一種新的學(xué)習(xí)方式。建立特定的模型對于幫助我們更好的掌握知識之間的聯(lián)系，對更好的理解一些抽象的知識是非常有效的。
模型的形式有很多，高中生物教學(xué)中常見的有三種：模型構(gòu)建的定義及類型:1．概念模型
2．?dāng)?shù)學(xué)模型
3．物理模型一、概念模型： 概念模型是對生物學(xué)中某個問題或事物進行描述。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)知識的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。通過概念模型的構(gòu)建，有利于對概念知識的理解和聯(lián)系。 1.定義：一、概念模型：⑴理清概念之間關(guān)系 ；
⑵畫出初步關(guān)系圖并建立連接 ；
⑶標(biāo)明概念之間關(guān)系 ；
⑷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化提供原材料的模型構(gòu)建為例來加以說明 一、概念模型：⑴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，然后理清幾個概念之間的關(guān)系。關(guān)鍵概念關(guān)系理不清，就無法正確的構(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：⑴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、生物進化的原材料各個概念的范圍、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：⑵畫出初步關(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，如不合理要及時糾正。 一、概念模型：⑵畫出初步關(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，如不合理要及時糾正。 一、概念模型：⑵畫出初步關(guān)系圖并建立連接 ；2. 構(gòu)建的一般步驟：一、概念模型：⑶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上用連接詞標(biāo)明兩者之間的關(guān)系。對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)然是在有性生殖的減數(shù)分裂過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：⑶標(biāo)明概念之間關(guān)系 ：2. 構(gòu)建的一般步驟：一、概念模型：⑷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)過三個層次的修訂：首先是自己，自己對所建立的概念圖要認(rèn)真審閱，仔細(xì)推敲，同時一定要明確，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，不同人看問題的角度是不一樣的，概念圖建成后不同人的使用是否會造成誤解，因為我們自己看，我們只會按照我們已經(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，因為老師所站的高度比較高，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)范概念圖中每個概念只出現(xiàn)一次。
連接兩個概念間的聯(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，而聯(lián)系詞則不用。二、數(shù)學(xué)模型： 數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式?；蛘哒f是為了某種目的，用字母、數(shù)字及其它數(shù)學(xué)符號建立起來的等式或不等式。 1.定義：二、數(shù)學(xué)模型： 2.構(gòu)建的一般步驟：（1）觀察研究對象，提出問題;
（2）提出模型假設(shè);
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，建構(gòu)模型;
（4）進一步觀察，修正模型。以細(xì)菌繁殖Nt=N0 λt為例二、數(shù)學(xué)模型： 2.構(gòu)建的一般步驟：（1）觀察研究對象，提出問題：
細(xì)菌基數(shù)為N0，細(xì)菌每分裂一次需要一定的時間。
（2）提出模型假設(shè)：
在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長不會受種群密度增加的影響。以細(xì)菌繁殖Nt=N0 λt為例二、數(shù)學(xué)模型： 2.構(gòu)建的一般步驟：（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，建構(gòu)模型：
Nt=N0 λt，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）進一步觀察，修正模型：
觀察、統(tǒng)計細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。以細(xì)菌繁殖Nt=N0 λt為例二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的一些數(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個氨基酸縮合形成m條多肽鏈：①脫去的水的分子量是多少？ ②形成的蛋白質(zhì)的分子量是多少？
數(shù)學(xué)模型：
① X（脫去的水分子量）=18·（n—m）
② X（蛋白質(zhì)分子量）=na—18·（n—m）二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（2）DNA的結(jié)構(gòu)：
①已知某一種堿基的比例，求解另外一種與之不能配對的堿基所占的比例？
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。
② 已知DNA分子其中一條鏈中不能配對的兩個堿基之和占該單鏈堿基總數(shù)的比率為n時，則另外一條鏈中，其相對應(yīng)的比值是多少？
數(shù)學(xué)模型：X（另外一條單鏈）=1—ｎ 二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（3）DNA分子的復(fù)制：
①復(fù)制n次，需游離的與已知堿基不能配對的堿基數(shù)是：
數(shù)學(xué)模型：N=（2n－１）M（1/2q－1）
② 第n次復(fù)制，需游離的與已知堿基不能配對的堿基數(shù)是：
數(shù)學(xué)模型：N=2（n—1）M（1－2q）/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.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（4）遺傳定律：
① 將Dd個體自交，在F1中選擇顯性個體讓其自交得到F2，在F2中再選擇顯性個體讓其自交，……，F(xiàn)n代中，能夠穩(wěn)定遺傳的顯性個體占所有顯性性狀個體的比例是多少？
數(shù)學(xué)模型：X=（2n—1）/（2n+1）
② 將Dd個體自交，在F1中選擇顯性個體讓其自由交配（自交和雜交）得到F2，在F2中再選擇顯性個體讓其自由交配，……，F(xiàn)n代中，能夠穩(wěn)定遺傳的顯性個體占所有顯性性狀個體的比例是多少？
數(shù)學(xué)模型：X= n/（n+2）二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（6）遺傳病概率：一對夫婦，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，則這對夫妻結(jié)婚后，要生一個孩子，此孩子①只有一種病的可能性是多少？②兩病均患可能性是多少？③患病的可能性是多少？④不患病的可能性是多少？
數(shù)學(xué)模型：①X（只有一種?。? a＋c—２ac＝ad+bc
②X（兩病均患）= ac＝（1—b）×（1—d）
③X（患?。? a＋c—ac =ad+bc+ ac
④X（不患?。?bd=（1—a）×（1—c）二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（7）基因頻率：
①抽樣調(diào)查：新課程教材中給出了種群抽樣調(diào)查后基因頻率的計算方式，根據(jù)課本給出例題總結(jié)出來的基因頻率的計算公式為：
數(shù)學(xué)模型：A=AA個體比率+Aa個體比率/2； a=Aa個體比率/2+aa個體比率
② 穩(wěn)定群體基因頻率：對于大而穩(wěn)定的種群，由于基因頻率一般是穩(wěn)定的，所以不會給出很多參考數(shù)據(jù)，往往只有一個數(shù)據(jù)，對于這一類問題基因頻率的計算公式為：
數(shù)學(xué)模型：（p+q）2?p2＋q2＋２pq＝１
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.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（8）酵母菌數(shù)量調(diào)查數(shù)學(xué)模型：
①直接記數(shù)：計算的數(shù)學(xué)模型為：N=（m×n）×103/（1×1×0.1）
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為每個小方格中酵母菌的平均數(shù)；103為1mL=103mm3；1×1×0.1為記數(shù)板上溶液的體積（1為記數(shù)板每邊總長，0.1為記數(shù)板上溶液厚度）。
②對比記數(shù)法：計算的數(shù)學(xué)模型為：N=（M×n）/ m
模型中各參數(shù)的意義：N為1mL溶液中酵母菌的數(shù)量；M為已知的紅細(xì)胞總數(shù)；n為每個小方格中酵母菌的平均數(shù)；m為每個小方格中紅細(xì)胞的平均數(shù)。二、數(shù)學(xué)模型： 3.其他常見的數(shù)學(xué)模型：（9）能量流動數(shù)學(xué)模型：
數(shù)學(xué)模型：Qn+1=λQn
模型中各參數(shù)的意義：Qn+1表示n+1營養(yǎng)級同化的能量；λ表示從n營養(yǎng)級到n+1營養(yǎng)級的能量傳遞效率；Qn表示n營養(yǎng)級同化的能量。 三、物理模型： 物理模型就是以實物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征。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，ＤＮＡ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）檢驗與修補。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）了解各基本原件之間的關(guān)系；
DNA主干的五碳糖與磷酸交互連接是一個脫氧核苷酸的磷酸與另外一個脫氧核苷酸的3號碳原子連接；中間堿基互補配對只能A—T，G—C，其他方式則不能。DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械摹?br/>（4）按照相互關(guān)系連接各基本原件；
按照上述要求相互之間初步連接。
（5）檢驗與修補。
對照模型構(gòu)建要求，不斷檢驗和修補模型。 1. 明確需要制作模型的特點；
2. 對照制作步驟進行有序操作；
3. 注意后期檢驗和完善。 模型構(gòu)建要求：謝 謝！

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