生物技术及其产业化发展前景Biotechnologyan

江阴市第一中学模型构建在生物复习中的应用建模是新教材出现的一种新的学习方式。建立特定的模型对于帮助我们更好的掌握知识之间的联系，对更好的理解一些抽象的知识是非常有效的。模型的形式有很多，今天我们就来借助其中的三种模型来进行复习。模型构建的定义概念模型数学模型物理模型概念模型概念模型是对真实世界中某个问题域内的事物进行描述，概念模型包括：中心概念、内涵、外延。在我们的教材中，概念模型大多以概念图的形式出现。概念图绘制规范概念图中每个概念只出现一次。连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表达具体明确的词。连接概念的直线可以交错。概念名词要用方框和圆圈圈起来，而联系词则不用。概念图绘制一般步骤①选取一个熟悉的知识领域。②确定关键概念和概念等级。③初步拟定概念图纵向分层和横向分支。④建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系。⑤在以后的学习中不断修改和完善。例1：用一些关联词把一些相关的概念联系起来，可以绘制成概念图。如关于植物、光合作用、太阳能三者之间的联系，可用下面不同形式的概念图表示。光合作用植物体内太阳能发生在需要太阳能植物体内光合作用通过被储存在植物太阳能光合作用进行需要练一练(1)参照上图中的某种形式，画出有关“高等动物生命活动的调节”的概念图。要求：一幅图中要包含下列所有概念，并穿插适当的关联词。体液调节、激素调节、神经调节、非条件反射、条件反射，免疫调节，淋巴细胞（2）请以“染色体”这一概念为核心，写出15个以上与“染色体”相关的概念，并仿照上述方式，连接为一个较完整的概念图。主要通过包括主要方式包括免疫调节高等生物生命活动的调节体液调节神经调节激素调节条件反射非条件反射特异性免疫淋巴细胞包括非特异性免疫基因蛋白质DNA脱氧核苷酸染色质染色体非同源染色体同源染色体染色体组四分体染色单体性染色体常染色体多倍体二倍体单倍体有效片段基本单位物质组成解旋螺旋化分类分为组成据此分为复制形成包含四条数学模型数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。或者说是为了某种目的，用字母、数字及其它数学符号建立起来的等式或不等式。数学模型也包括用表格，曲线等其他形式描述客观事实的特征及其内在联系的数学表达式。构建过程：1、观察研究对象，提出问题2、提出模型假设3、根据实验数据，建构模型4、进一步观察，修正模型1、ＤＮＡＤＮＡ分子的多样性：ＤＮＡ的结构：ＤＮＡ的复制：某ＤＮＡ分子复制Ｎ次所需要的游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸：１５Ｎ标记的ＤＮＡ分子在１４Ｎ的原料中复制n次，含１５Ｎ的ＤＮＡ分子占总数的比例：ＤＮＡ中的碱基数和其控制的蛋白质中的氨基酸数的比例关系：４ＮＡ＝Ｔ，Ｇ＝Ｃ，Ａ＋Ｇ＝Ｔ＋Ｃ，（Ａ１％＋Ａ２％）／２＝Ａ％，Ａ１％＋Ｔ１％＝Ａ２％＋Ｔ２％＝Ａ％＋Ｔ％（２Ｎ－１）Ｇ２／２n6:1完成例3２、遗传定律产生的配子种类：2N雌雄配子的组合类型：4N子代的基因型种类：3N子代的表现型种类：2N完成例4３、种群数量Nt＝Noλt这个数学模型成立的条件？No为该种群的起始数量，Nt表示t年后该种群数量，λ表示该种群数量是一年前的种群数量的倍数，t为时间（年数）。假设：在食物和空间条件充裕，气候适宜，没有天敌等条件下，上述数学模型成立模型中各项参数又是什么含义？把100个大肠杆菌接种于营养丰富的适宜培养基，并且条件充裕。已知大肠杆菌每２０分钟就繁殖一代，三个小时后的大肠杆菌的数目为多少？建立数学模型，并解释各项参数的具体含义。Nt=100×2t完成例6思维拓展4、生物进化：基因频率：Ａ＋a＝１基因型频率：ＡＡ＋Ａa＋aa＝１，ＡＡ＝Ａ２，Ａa＝２Ａa，aa＝a２两者的关系应该满足哈迪－温柏格定律相关的数学模型（PA+Qa）2＝P2(AA)+2PQ(Aa)+Q2(aa)，其中A和a是常染色体上的一对等位基因，P和Q分别为A和a的概率，且P+Q＝1完成例55、其他数学模型方式其他知识：间期的细胞数／细胞总数＝间期的时间／细胞周期总时间其他形式：曲线和表格完成例7完成例8、9例题：某学生用显微镜取样观察洋葱根尖细胞有丝分裂的某个切片，并统计个时期的细胞数量。记录再下表中：细胞周期阶段样本１样本２样本３总数间期Ｍ１Ｍ２Ｍ３Ｍ前期Ａ１Ａ２Ａ３Ａ中期Ｂ１Ｂ２Ｂ３Ｂ后期Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ末期Ｄ１Ｄ２Ｄ３Ｄ记数细胞的总数Ｎ若洋葱根尖细胞的一个细胞周期大约７２０分钟。则分裂间期所需要的时间t可用数学模型t＝表示物理模型物理模型就是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。在教材中出现的也有很多，比如细胞模型，细胞的亚显微结构示意图，ＤＮＡ的双螺旋结构，生态农业系统等等。完成例10、11血糖调节的模型促进胰岛素血糖降低抑制促抑抑促进制制进抑制血糖升高胰高血糖素促进尝试构建人体内血浆、组织液、成熟红细胞内液之间O2、CO2扩散的模型（①在图形框间用实线箭头表示O2，用虚线箭头表示CO2。②不考虑CO2进入红细胞内液。血浆组织液成熟红细胞内液模型的构建在我国的高中教育中还是初次出现，其实在国外的教学中是比较普遍的，这也必然是教改的一个方向，其实在２００７年的江苏试题中就已经有所体现了，其中３７题就是一个物理模型的构建，希望通过这节课的复习能给同学们一些启发。课堂小结：2007年的江苏试题37题：尝试构建人体内K+离子的动态平衡模型（①在图形中用箭头表示。②不考虑血细胞和血管壁细胞等特殊细胞）食物中K+消化道K+随粪便排出K+血钾组织液中K+尿液中K+细胞内液中K+谢谢！