高中生物物理模型建构活动的“图纸”

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -= …………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= ………………………………………②或者 x a ry 183-=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子1.111.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较亲脂小分子高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（ATP ） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP ）1.14细胞有丝分裂中核内DNA 、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响注：＋ 表示有影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.17细胞分裂与分化的关系G 21.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点1.20分化与细胞全能性的关系1.21分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高1.22癌细胞的特点1.23衰老细胞的特点水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -=…………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-=………………………………………②或者 x a ry 183-=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.11水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.17细胞分裂与分化的关系1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高永生细胞1.23衰老细胞的特点水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递 细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低--溶酶体为细胞提供稳定的内环境脱再1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较第二单元生物的新陈代谢Ⅰ植物代谢部分：酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮- - 优质资料-- 优质资料2.1酶的分类2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列 生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。

教学·策略高中生物学教学中建构物理模型的现状和实践———以“分子与细胞”为例文|陈云物理模型是三大模型中最普遍的一种，它在高中生物学中的应用具有覆盖面广、简单化、直观等特点，如果学生能建立一个高效的物理模型，就可以直观地感受到生物学中那些难以观察到的、抽象的、理论性强的知识，从而更好地了解和掌握这些知识，也能够对生命现象和规律的本质特征有更深的认识。

教师引导学生构建物理模型的过程，既可以提高学生的协作沟通能力，又可以提高学生主动建构知识、批判性思维和协作沟通的能力，使之能够更好地进行深度学习，进而有效地培养学生的核心素养。

物理模型在高中生物学教学中的引入无论从应用结果还是过程上来说都还不够成熟，面临诸多挑战。

一方面，由于课时有限，教学费用高昂，大部分教师都没有大规模地实施，一般都是由教师直接买来或者自己做一个物理模型，然后再拿出来给大家看，没有让学生亲自动手构建的过程，这对学生来说还只是肤浅的学习，不能很好地发挥物理模型的真正价值。

虽然有部分教师在进行物理建模的工作，但他们更多的是限于自己的体验，尚无具体可行的方法来指导学生构建物理模型。

大多数情况下，师生都将构建物理模型视为一种纯粹的手工活动，学生只会“依葫芦画瓢”，对物理模型的构建缺乏深入的认识，只停留在形式上，致使有关的活动只停留在表层，因而忽略了物理建模活动所蕴含的更深层次的意义，因而未能真正地发挥物理建模活动的功能。

一、引入原型，深度感知阶段“分子与细胞”是高中必修一第3章第1节的内容，其主要内容是讲解了细胞膜的功能成分，与功能的探索历程和流动镶嵌模型等。

“分子与细胞”具有承前启后的作用，一方面，以前一章节组成细胞的分子为基础；另一方面，又为后续关于细胞物质输入和输出的相关学习做铺垫。

由于高一学生在学习思维方面已经逐渐成熟，再加上学生具有较强的好奇心和探索欲。

在课程设计方面，教师要注意突出活动的趣味性、丰富性，要重点培养学生的科学精神。

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）化学元素与生物体的关系生物体中化学元素的组成特点生物界与非生物界的统一性和差异性细胞中的化合物一览表蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -= …………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= ………………………………………②或者 x a ry 183-=………………………………………③蛋白质的组成层次核酸的基本组成单位生物大分子的组成特点及多样性的原因生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定选择透过性膜的特点水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖真核生物细胞器的比较细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。

理化因素对细胞周期的影响注：＋表示有影响细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果细胞分裂与分化的关系已分化细胞的特点 分化后形成的不同种类细胞的特点分化与细胞全能性的关系细胞的生活史SG2分化程度高，全能性也高，全能性最高癌细胞的特点衰老细胞的特点水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x −= …………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18−= ………………………………………②或者 x a ry 183−=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.11水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。

1.15理化因素对细胞周期的影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。

取得了良好的效果。

2．图画物理模型的构建提升了识图水平实物物理模型在大小、色彩、视觉等方面有着一定的局限性，在日常教学中使用不是很广，但是以图画形式构建物理模型则相当普遍，如呼吸作用和光合作用、转录与翻译、噬菌体侵染细菌等过程模型、各种细胞器结构的静态模型、人体细胞与外界环境的物质交换模型等。

通过多次这样的物理模型的构建，学生养成了一种思维习惯，凡遇抽象的结构或过程，都会尝试用简易的图画协助理解、思考。

而且，在高中生物中，识图水平极为重要。

图表是生物科学研究成果的一种重要表现形式，所以在生物高考中注重考查学生读图、识图、析图和绘图的水平。

平时的学习中养成了构建图形这种良好的习惯之后，考试中对图形题也更胸有成竹了。

二、概念模型概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物的本质特征的模型。

我们很多学生都存有这样的问题：课本中的单个知识点都掌握得很好，但是在做综合题时总有很多的“想不到”，究其原因是不能迅速地把相关知识联系起来，而构建概念模型能够改变这个状况。

1．构建概念模型，整合零碎知识学完必修1第3章后，我利用学案中事先设计好的框架，让学生构建了概念模型，将课本中第3章的第1节、第4章第1节、第2节、第3节的内容整合在一起，使零碎的知识完整化。

模型如下：构建这样的概念模型，有利于学生对某个单元、某个模块知识实行加工、理解、储存，全面系统地掌握和记忆知识要点，有利于学生形成完整、清晰、系统、科学的知识体系，同时也促动了学生感知、记忆、想象水平的发展。

〔2〕内环境的成分和理化性质、分泌蛋白的合成运输加工和分泌、生物膜在结构与功能上的联系等等，很多方面的知识要点都能够通过构建这样的概念模型，使学生更系统地掌握、理解生物学知识。

2．构建概念模型，简化复杂知识血糖调节是高中生物教材中一个重要的知识，而且与人体健康有密切的联系，但是这个内容既“看不见，摸不着”，又极为复杂。

故而教材中安排了一个模型建构活动：“建立血糖调节的模型”，意在引导学生通过这个探究活动，更好地理解人体内是如何对血糖含量实行调节的，并在此基础上理解体内激素如何对生命活动实行调节；同时，也力图引导学生初步了解建构概念模型的基本方法和意义。

预祝2017级高考学子梦想实现。

高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设构成蛋白质的氨基酸个数m，构成蛋白质的肽链条数为n，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白质中的肽键个数为x，蛋白质的相对分子质量为y，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r，则肽键数＝脱去的水分子数，为nmx-=…………………………………①蛋白质的相对分子质量xmay18-=………………………………………②或者xary183-=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.111.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响注：＋表示有影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点1.201.21G 2分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高1.22癌细胞的特点水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递 细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。

高中生物框架图第一单元生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性不同种生物体中化学元素的组成特点元素种类大体相同C 、H 、O 、N 四种元素含量最多元素含量差异很大统一性组成生物体的化学元素，在无机自然界中都能找到差异性组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大化学元素必需元素大量元素有害元素微量元素基本元素：C 、H 、O 、N主要元素：C 、H 、O 、N 、P 、S最基本元素：C非必需元素无害元素C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、MgFe 、Mn 、B 、Zn 、Cu 、Mo 等Al 、Si 等Pb 、Hg 等1.4细胞中的化合物一览表化合物分类元素组成主要生理功能水①组成细胞②维持细胞形态③运输物质④提供反应场所⑤参与化学反应⑥维持生物大分子功能⑦调节渗透压无机盐①构成化合物（Fe 、Mg ）②组成细胞（如骨细胞）③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压）糖类单糖二糖多糖C 、H 、O①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）②组成核酸（核糖、脱氧核糖）③细胞识别（糖蛋白）④组成细胞壁（纤维素）脂质脂肪磷脂（类脂）固醇C 、H 、OC 、H 、O 、N 、P C 、H 、O①供能（贮备能源）②组成生物膜③调节生殖和代谢（性激素、Vit.D ）④保护和保温蛋白质单纯蛋白（如胰岛素）结合蛋白（如糖蛋白）C 、H 、O 、N 、S（Fe 、Cu 、P 、Mo ……）①组成细胞和生物体②调节代谢（激素）③催化化学反应（酶）④运输、免疫、识别等核酸DNA RNAC 、H 、O 、N 、P①贮存和传递遗传信息②控制生物性状③催化化学反应（RNA 类酶）1.5蛋白质的相关计算设构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ，蛋白质中的肽键个数为x ，蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则肽键数＝脱去的水分子数，为n m x -=……………………………………①蛋白质的相对分子质量x ma y 18-=…………………………………………②或者x a ry 183-=…………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位名称基本组成单位核酸核苷酸（8种）一分子磷酸（H3PO4）一分子五碳糖（核糖或脱氧核糖）核苷一分子含氮碱基（5种：A、G、C、T、U）DNA 脱氧核苷酸（4种）一分子磷酸一分子脱氧核糖脱氧核苷一分子含氮碱基（A、G、C、T）RNA 核糖核苷酸（4种）一分子磷酸一分子核糖核糖核苷一分子含氮碱基（A、G、C、U）1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因名称基本单位化学通式聚合方式多样性的原因多糖葡萄糖C6H12O6脱水缩合①葡萄糖数目不同②糖链的分支不同③化学键的不同蛋白质氨基酸①氨基酸数目不同②氨基酸种类不同③氨基酸排列次序不同④肽链的空间结构核酸（DNA和RNA）核苷酸①核苷酸数目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸种类不同C、H、O、N、S氨基酸肽链基本成分C、H、O、N、P、Fe、Cu……离子和（或）分子其它成分蛋白质RNH2COOHHC1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA 的鉴定物质试剂操作要点颜色反应还原性糖斐林试剂（甲液和乙液）临时混合加热砖红色脂肪苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）切片高倍镜观察桔黄色（红色）蛋白质双缩脲试剂（A 液和B 液）先加试剂A 再滴加试剂B紫色DNA二苯胺加0.015mol/LNaCl 溶液5Ml 沸水加热5min蓝色1.10选择透过性膜的特点1.11细胞膜的物质交换功能1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖选择透过性膜的特点三个通过水自由通过可以通过不能通过被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子物质交换大分子、颗粒内吞外排离子、小分子自由扩散主动运输亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP ）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP ）膜的流动性膜的流动性、膜融合特性原理1.13真核生物细胞器的比较名称化学组成存在位置膜结构主要功能线粒体蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA动植物细胞双层膜能量代谢有氧呼吸的主要场所叶绿体蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素植物叶肉细胞光合作用内质网蛋白质、酶、脂质动植物细胞中广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关高尔基体蛋白质、脂质蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成溶酶体蛋白质、脂质、酶细胞内消化核糖体蛋白质、RNA、酶无膜合成蛋白质中心体蛋白质动物细胞低等植物细胞与有丝分裂有关1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律间期前期中期后期末期DNA含量2a—→4a4a4a4a2a 染色体数目（个）2N2N2N4N2N 染色体单数（个）04N4N00染色体组数（个）22242同源染色数（对）N N N2N N 注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。