模型构建在“蛋白质”专题复习的应用

沈锡颜

摘 要：“蛋白质”专题是高考生物学科复习过程中的重点模块，也是广大考生普遍觉得比较难掌握的内容。实际上，只要借助模型构建的相关思维和方法来对蛋白质专题内容进行梳理、强化，就可以在短时间内把握相关的高考知识点，提升复习的效果。文章主要围绕模型构建在蛋白质专题复习中的应用这一主题进行探讨，以深化模型的复习价值。

关键词：模型构建;蛋白质专题;高考生物;复习

前言：模型构建作为高中阶段学生重点掌握理性思维素养，除了能够提升学生生物学科知识学习的方法和效率以外，还在高考第二轮专题复习中有着十分积极的应用价值。将模型构建的思维和方法引入到专题复习之中一方面可以节省学生拥有知识梳理的时间，另一方面也能够明确专题复习的目标，使复习变得更加科学有效。然而明确模型构建在专题复习中的重要性仅仅是第一步，如何将其真正运用到高考复习中，提升学生复习的效率和效果是解决问题的关键所在。本文拟以高考第二轮复习中的蛋白质专题为例来对如何借助模型来进行专题复习进行分析，以促进该方法在高考复习中的应用。

1.模型构建的具体方法

模型构建所要实现的目标是以简化的形式呈现出事物原本复杂的结构与功能，直观地展示事物的本质与规律。在模型应用过程中，掌握模型构建的具体方法和流程是实现科学利用的前提和基础。就生物学科中的模型构建来说，主要涉及概念模型、数学模型和物理模型，其中数学模型应用比较普遍，下面就以数学模式为例来对模型构建的具体方法进行分析。

1.1理清概念之间的关系

对于蛋白质专题的复习来说，主要是为了梳理高考考察范围内的与蛋白质相关的基本概念和知识。因此，在对相关概念进行梳理时，宜以全国统一考试大纲的要求为基础来开展。

在高考生物大纲中，与蛋白质相关的考点主要有蛋白质的结构和功能（要求为“Ⅱ”）。对于该考点而言，主要可以细化为两个：能够在题目所描述的情境中识别相应的概念知识点;理解所列知识点与其他相关知识之间的关联，并进行综合性的分析、判断、推理和评价。

根据教学大纲中所明确的关于蛋白质的相关考点，结合相应的课程教学内容，可以梳理出来高考生物学科考察的蛋白质模块的相关知识点主要有：蛋白质的结构、蛋白质的功能、蛋白质的性质及鉴定，以及蛋白质与生物技术的关系、蛋白朱与多样和进化、蛋白质生物合成等三个概念、三种关系。

1.2绘制初步的概念关系图

在细化、把握考试大纲中关于蛋白质这一专题的相关基本概念和关系以后，就可以借助一定的图形来直观地展示相关概念的基本情况，从而简化专题复习的知识复杂性和难度。通过图1可以直接看出在专题复习过程中需要掌握的基础概念、关系等知识，该图借助思维导图来画概念模式，可以清晰标注出了两类基本的内容，即相关的概念和相关的关系。

1.3深化对概念、关系的分析

在初步構建完与蛋白质相关的概念和关系的相关考点以后，可以以此为基础进行专题知识点的细化分析，以现有的结构图为基础进行知识的进一步拓展，例如对于蛋白质的功能这一概念，可以将其进一步明确为结构蛋白和功能蛋白，其中结构蛋白的主要功能在于构成细胞和生物体结构的重要物质;功能蛋白的作用为：催化作用、运输载体的功能、信息传递和调节作用、免疫功能。此环节的概念、关系深化是专题复习中的重点，也是难点，需要投入大量的时间和精力来围绕概念模块的内容进行知识的梳理、归类。

1.4完善概念关系图

在对概念、关系进行二次深化加工以后，就可以根据所掌握的主要知识点进行概念关系图的进一步明确，使蛋白质专题复习的主要考点内容通过图形更加全面、直观地表现出来。

图1 是基于概念、关系深化后对蛋白质与生物合成的关系所进行的知识网络的完善与细化。

当然，在图1的基础上还可以对生物合成细化的内容进行再次的完善（如图2），使知识点通过一定的关系串联起来，形成一个围绕蛋白质这一主题的网络，通过该网络可以掌握与蛋白质相关的大部分概念、关系的位置和意义，从而在学生的大脑中嵌入一张网络。

2.数学模型构建在蛋白质专题复习中的具体应用

在蛋白质专题复习中，除了要借助概念模型对高考考察的基本概念及关系进行把握以外，还可以通过构建一定的数学模型来强化考生对一些计算类知识和技巧的掌握。下面以氨基酸脱水缩合形成蛋白质这一计算内容为例对数学模型构建在蛋白质专题复习中的应用进行分析。

由图3所展示的结构模式图，可以提出若不考虑R基团上的氨基和羧基，未发生脱水缩合时n个氨基酸应用n个氨基和n个羧基，所提出的问题是：脱水缩合后该蛋白质分别有几个游离的氨基和羧基。

根据图3可以得出m个游离的氨基和m个游离的羧基。而对于剩余的n-m个氨基和羧基，可以提出其主要用于脱水缩合后形成了肽键和水这样的假设。然后就可以得出氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中所脱去的水分子数即为肽键数，其数值上为n-m（氨基酸数-肽链数）。

由上述的数学模型可以看出，其能够帮助学生更好地掌握与蛋白质相关的计算题的原理和方法，使学生知道计算题如何解答。

3.模型构建在蛋白质专题复习中的实际应用价值

3.1构建清晰的专题复习知识网络

专题复习过程中面临的主要问题在于时间紧、任务重，如何通过有效的方法来简化知识的复杂性，使专题复习更加科学、有效是师生共同关注的问题。通过构建简单的模型，可以将与蛋白质相关的考点通过简单的图形展示出来，使学生对知识的了解更直接和有效。可以清晰地把握氨基酸的分子结构，避免考生大量知识梳理与记忆的时间和精力，提升专题复习的效果。

3.2模型构建强化了学生建模的学科核心素养

构建模型是高中生物课程教学和考试大纲中明确的学生需要掌握的学科核心素养。对于学生来说，使用文字、图标及数学公式等多种表达形式来准确地描述生物学方面的内容是高中阶段学生需要重点掌握的核心素养，也是塑造学生理性思维的重要方式。通过构建相应的模型，学生不仅能够掌握专题复习中的相关知识内容，同时也可以根据知识之间的关联性来提出相关的命题假设，然后根据相关的理论和实验数据来验证假设，最终得出结论。由此可以看出，模型构建是强化学生知识内容与核心素养之间关系转化的有效方式，是提升学生理性思维能力水平的有效方式。

3.3模型构建丰富了学生的科学思维

对于高中阶段的学生来说，需要重点掌握的是问题思维和能力，即能够独立地提出问题、分析问题和解决问题，将学习中所掌握的内容和技能充分应用到自己的生活和学习中。通过构建相关的模型，学生不仅掌握了理性的思维，还具备了相应的模型分析思维，能够根据需要来构建模型、解决问题，从而丰富了学生的科学素养。

结语：模型构建作为高中生物学教学中的理性思维方式之一，是考生高考复习备考过程可以重点使用的技巧。通过对模型构建在蛋白质专题复习中的应用的分析可以看出，考生主要对该方法有深入的理解，把握模型构建的主要方法，就可以在专题复习中围绕相应的知识点构建相应的内容模型，深化对概念、关系以及计算方法等规律的认识和把握，提升备考的有效性。

参考文献

[1]唐德权.开展构建“细胞生命系统”模型活动的初步探索[J].生物学通报，2013（03）：38-39.

[2]周荷静.利用模型方法提高“蛋白质专题”的复习效率[J].生物学教学，2012（05）：26-28.

基金项目：2017年福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）课题“模型建构在高中生物复习教学中的案例研究”，No.JZ170400，福建教育学院资助。