概念模型、物理模型与数学模型

热考培优(七)|概念模型、物理模型与数学模型

[热考解读]

模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式，

模型一般可分为概念模型、物理模型和数学模型三大类。

1．概念模型

含义：指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。例

如光合作用示意图、中心法则图解、免疫过程图解、过敏反应机理图解、达尔文的自然选择

学说的解释模型、血糖平衡调节的模型等。概念模型的特点是图示比较直观化、模式化，由

箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简明、清楚，它们既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、通俗易懂。

2．物理模型

含义：根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，其状态变化和原事物基本

相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。如生物体结构的模式标本、细胞结构模式图、

减数分裂图解、DNA分子双螺旋结构、生物膜流动镶嵌模型、食物链和食物网等。物理模型

的特点是：实物或图画的形态结构与真实事物的特征、本质非常相像，大小一般是按比例放

大或缩小的。

3．数学模型

含义：用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制

成的柱形图、饼状图等。如组成细胞的化学元素饼状图，酶的活性受温度、酸碱度影响的曲

线，光合作用中随光照强度、温度、CO2等条件变化时光合作用强度的变化曲线，有丝分裂

和减数分裂过程中染色体、染色单体以及DNA数量的变化规律，碱基与氨基酸的对应关系，

基因分离定律和自由组合定律的图表模型，用数学方法讨论种群基因频率的变化，探究自然

选择对种群基因频率的影响，同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线，“J”型种群增长曲线的数学模型和公式N t＝N0λt，能量金字塔等。

[命题设计]

1．模型可以简化生物学问题，有助于问题的解决。下列关于模型建立的说法，正确的是( ) A．可用计算机软件制作真核细胞的三维实物模型

B．用公式N t＝N0λt表示单个种群的“S型”增长趋势

C．光合作用过程图解是描述光合作用主要反应过程的数学模型

D．“建立血糖调节模型”活动是用物理模型再构建出概念模型

解析：选D。用计算机软件制作出的真核细胞的三维模型不是实物模型，A 错误。公

式

Nt＝

N0λt表示的是单个种群的“J”型增长趋势，B错误。光合作用过程图解是概念模型

“建立血糖调节模型”活动是把学生所做的模拟活动看作是构建动态的物理模型

，C错误。，再根据模

拟活动的体验构建图解式概念模

型

，D 正确。

2．(2016·高考北京卷)将与生物学有关的内容依次填入下图各框中，其中包含关系错误的选项是( )

框号

1 2 3 45

选项

A 组成细胞

有机物无机物水无机盐的化合物

B

人体细胞常染性染X染Y染

的染色体色体色体色体色体C

物质跨膜主动被动自由协助(易

运输运输运输扩散化)扩散

D

分裂染色单体同源染色有丝分裂分裂期

间期分离体分离

解析：选D。组成细胞的化合物包括有机物和无机物，无机物又包括水和无机

盐，A项正确；

人体细胞的染色体包括常染色体和性染色体，性染色体又包括X染色体和Y染色体，B项正

确；物质跨膜运输包括主动运输和被动运输，被动运输又包括自由扩散和协

助(易化)扩散，C

项正确；有丝分裂的细胞周期包括分裂期和分裂间期，分裂期会出现姐妹染色单体分

离，分

裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，不进行染色单体分离和同源染色体分

离，有

丝分裂过程中不发生同源染色体联会、分离等行为，D项错误。

3．下列对种群数量变化曲线的解读，合理的

是( )

A．图1所示为种群在自然环境条件下的增长规律，图2所示为曲线Ⅰ条件下种群的存活率B．鱼类捕捞在图1的e点和图2的g点时进行，能获得最大日捕捞量

C．若图1为酵母菌种群数量增长曲线，则曲线Ⅰ为培养早期，曲线Ⅱ的cd段酒精大量积累D．图1中曲线Ⅱ的f点与图2曲线的g点，种内斗争最激烈

解析：选C。分析曲线可知：图1中曲线Ⅰ为食物和空间充足、气候适宜、没有天敌的理想

条件下的“J”型增长，种群增长不受密度制约，因此不能用图2表示。图1的e点对应K/2，此时种群增长速率最大，图2的g点对应种群存活率最高，种群数量增长迅速，要获得最大

日捕捞量应该选择K值时进行。酵母菌培养早期近似呈“J”型增长，在有限的空间和资源条件下呈“S”型增长，cd段为衰亡期，是有害物质酒精大量积累所致。图1中曲线Ⅱ的f点时种内斗争最激烈，而图2的g点后比g点时的种内斗争要激烈。