田奇林,生物特級教師,全國中小學(xué)名師,國家實驗教學(xué)名師工作室核心組成員,教育部基礎(chǔ)教育教研優(yōu)秀論文終評專家,奧林匹克競賽命題專家,“百家講堂”主講專家。
近年來“能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容”和“能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息,并能運用這些信息,結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題”的能力要求類試題在生物高考試題中已經(jīng)占據(jù)半壁江山,成為高考的重中之重?,F(xiàn)就高考復(fù)習(xí)時破解表格、概念圖與坐標(biāo)曲線類試題的策略作一探討。
一、破解表格類試題的策略
表格類試題在高考中常以數(shù)據(jù)表格、過程表格、結(jié)果表格、材料表格及實驗設(shè)計表格等形式出現(xiàn),重點考查學(xué)生的識表、知識遷移、收集和整理數(shù)據(jù)資料等能力。
1.數(shù)據(jù)表格題
【例1】(2013浙江卷·30)為研究某植物對鹽的耐受性,進行了不同鹽濃度對其最大光合速率、呼吸速率及根相對電導(dǎo)率影響的實驗,結(jié)果見下表。請據(jù)表分析回答:
鹽濃度
(mmol·L-1) 最大光合速率
(μmol CO2·m-2·s-1) 呼吸速率
(μmol CO2·m-2·s-1) 根相對電導(dǎo)率(% )
0(對照) 31.65 1.44 27.2
100 36.59 1.37 26.9
500 31.75 1.59 33.1
900 14.45 2.63 71.3
(注:相對電導(dǎo)率表示處理細(xì)胞與正常細(xì)胞滲出液體中的電解質(zhì)含量之比,可反映細(xì)胞膜受損程度)
(1)表中最大光合速率所對應(yīng)的最小光強度稱為
。與低鹽和對照相比,高鹽濃度條件下,該植物積累有機物的量 ,原因是CO2被還原成 的量減少,最大光合速率下降;而且有機物分解增加, 上升。
(2)與低鹽和對照相比,高鹽濃度條件下,根細(xì)胞膜受損,電解質(zhì)外滲,使測定的 升高。同時,根細(xì)胞周圍鹽濃度增高,細(xì)胞會因 作用失水,造成植物萎蔫。
(3)高鹽濃度條件下,細(xì)胞失水導(dǎo)致葉片中的 增加,使氣孔關(guān)閉,從而減少水分的散失。
【答案】(1)光飽和點 減少 三碳糖 呼吸速率 (2)根相對電導(dǎo)率 滲透 (3)脫落酸
【突破策略】破解數(shù)據(jù)表格類試題時要做到:
(1)審準(zhǔn)題意。一要準(zhǔn)確確定表格設(shè)置的目的,行標(biāo)題、列標(biāo)題和數(shù)據(jù)標(biāo)題的含義、單位以及圍繞表格所作的各種文字說明及表后的備注性說明;二要弄清需要解決的問題。
(2)信息整合轉(zhuǎn)換。圍繞問題重新審閱表格信息(弄清數(shù)據(jù)變化規(guī)律,如上升或下降;關(guān)注特殊數(shù)據(jù),如最多、最少、平均、轉(zhuǎn)折和“0”值;比較總結(jié)不同表格之間的異同),分析各行、各列、行內(nèi)、行間、列內(nèi)、列間的數(shù)據(jù)變化特點及原因,盡可能結(jié)合具體問題列出變量的關(guān)系式,將表格信息轉(zhuǎn)換成文字信息并聯(lián)系相關(guān)知識點,最終回扣設(shè)問。
(3)組織答案。依據(jù)以上分析使用規(guī)范語言準(zhǔn)確表達(dá),學(xué)會借用教材中的經(jīng)典語句,使用相關(guān)的生物學(xué)專業(yè)術(shù)語,切忌出現(xiàn)口語化語言和錯別字。
2.實驗表格設(shè)計題
【例2】(2013廣東卷·29)某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精。他們用酶將木薯淀粉降解成單糖。查閱資料后,安裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖所示。
(1)向發(fā)酵瓶中加入5 g酵母菌開始實驗。發(fā)酵初期,通氣閥①需要偶爾短時間打開,并在A通氣口處打氣,以利于 ;實驗過程中,通氣閥②需要偶爾短時間打開,目的是 。
(2)第3天,取出少量發(fā)酵液,滴加含有 的濃硫酸溶液來檢測酒精。
(3)檢測后發(fā)現(xiàn),盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH適宜,但酒精含量(+)比預(yù)期低,他們展開了討論,認(rèn)為還有其他影響因素,如 ,請設(shè)計實驗對此因素進行探究并預(yù)測實驗結(jié)果(用表格形式呈現(xiàn);用“+”表示酒精量,最高含量為“+++++”)。
(4)請對預(yù)測的結(jié)果進行分析,并得出結(jié)論。
【答案】(1)酵母菌生長和繁殖 釋放CO2 (2)重鉻酸鉀 (3)發(fā)酵時間(酵母菌的量、通氣時間/量/次數(shù)或含O2量或O2濃度)
實驗組 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
發(fā)酵天數(shù) 3 4 5 6 7 8 9
預(yù)測結(jié)果 + ++ +++ ++++ +++++ +++++ +++++
(注:酵母菌加量為5 g,其他條件與圖中所給條件相同)
(4)預(yù)測結(jié)果中,發(fā)酵7天(或一定的時間)的產(chǎn)量已達(dá)到最高,大于7天(或一定的時間)酒精含量不再增加,可能原因是高濃度酒精抑制酵母菌活性或淀粉酶解物已被完全利用,因此在此裝置和酵母菌加量為5 g時,最好的發(fā)酵時間是7天(或一定的時間)。
【突破策略】生物學(xué)實驗表格給學(xué)生呈現(xiàn)情境變化的問題材料,讓學(xué)生把預(yù)設(shè)在新情境中的相關(guān)知識準(zhǔn)確地表述出來,是一種適合對較高能力目標(biāo)層次進行測試評價的題型。解題時要明確高中生物學(xué)實驗表格的基本形式,表格通常包括:標(biāo)題(表格名稱)、表頭、列標(biāo)、行標(biāo)、數(shù)據(jù)格。①②③合稱為表頭,⑤⑥分別為列標(biāo)和行標(biāo)、④為數(shù)據(jù)格。其中①是⑤區(qū)域的內(nèi)容,通常表示實驗組別或?qū)嶒炞宰兞康木唧w內(nèi)容,②是④區(qū)域的內(nèi)容,通常表示因變量測量指標(biāo)的名稱。③是⑥區(qū)域的內(nèi)容,通常表示每個實驗組內(nèi)測量的次數(shù)或為同一實驗組內(nèi)不同個體或不同測量時間。④是②的具體化,為實驗測量的具體數(shù)據(jù)。⑤是①的具體化,如A組、B組等。⑥是③的具體化,如第一次測量、第二次測量等。
(1)確定表格標(biāo)題。表格標(biāo)題通常包含三個要素:自變量、實驗對象、因變量,其表示方式為自變量對實驗對象因變量的影響記錄表。而變量可以從實驗?zāi)康闹刑崛?,確定的方法是:實驗要驗證什么、要證明什么、要探究什么,什么就是自變量,什么后面所描述的就是因變量。
(2)確定表格表頭、填寫行標(biāo)和列標(biāo)。確定了相關(guān)變量后,把自變量具體體現(xiàn)或組別填寫在圖中的①處;根據(jù)試題確定表格列標(biāo)。特別注意考慮對照實驗的形式,是自身對照、條件對照、相互對照還是空白對照。若為自身對照,通常分為兩組,即為變量控制前(對照組)和變量控制后(實驗組);若為空白對照,其中一組為空白對照組;另一組為實驗組。
(3)弄清測量指標(biāo),完善表格表頭。因變量的測量指標(biāo)往往在實驗步驟的最后一步有所提示,有的試題則需要從題干中加以提煉。
(4)確定實驗類型,填寫預(yù)期結(jié)果。若為驗證性實驗,那么預(yù)期結(jié)果是唯一的且與實驗?zāi)康氖且恢碌模恍柙趫D中④對應(yīng)的單元格填入一種情況即可;若為探究性實驗,那么預(yù)期結(jié)果不是唯一的,需要在圖中④對應(yīng)的單元格填入多種情況。預(yù)期結(jié)果并不是所有實驗表格的設(shè)計都要求填寫的。
(5)如果同時研究兩個自變量必須將兩個自變量綜合交叉在一個表中,切忌繪制成兩個單表。如繪制探究酶保護劑濃度(0.02—0.06 mol/L)和提取液的pH(6.0—8.0)對木瓜蛋白酶提取效果的影響實驗結(jié)果的記錄表如下:
酶活力(單位:U) 酶保護劑(mol/L)
0.02 0.04 0.06
提取液PH 6.0
7.0
8.0
值得注意的是:無論是一種生命過程,還是一個實驗流程,其結(jié)果都可以用表格的形式表示。表格信息就是相關(guān)試題中最重要的信息,分析結(jié)果時,首先要弄清表格的由來,然后根據(jù)生命過程的原理或?qū)嶒灥哪康暮驮恚_分析題中的設(shè)問。在解答材料表格題時必須通過閱讀表格,理解表格中所表達(dá)的生物學(xué)內(nèi)涵,簡化轉(zhuǎn)化有效信息為可利用的信息,并將其遷移到新情景中去解答問題。
二、破解概念圖與坐標(biāo)曲線類試題的策略
正確理解、分析生物學(xué)中以概念圖與坐標(biāo)曲線圖等表達(dá)的內(nèi)容和意義,并能用圖表等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)現(xiàn)象和實驗結(jié)果是當(dāng)今高考生物學(xué)科中的一項重要能力要求。概念圖與坐標(biāo)曲線圖不僅直觀形象,且信息量大,覆蓋面廣,對學(xué)生能力的考查層次高,能很好地體現(xiàn)生物科學(xué)的學(xué)科特點,能較好反映學(xué)生的綜合分析水平和靈活應(yīng)變的能力。近幾年生物高考中命題以圖表曲線形式出現(xiàn)有逐年增多的趨勢,應(yīng)引起高度重視。
1.概念圖試題
【例3】小楊同學(xué)將部分生物學(xué)知識歸納如下,其中正確的是
物質(zhì)流動 激素分泌調(diào)節(jié)
A B
血糖調(diào)節(jié) 能量流動
C D
【答案】AB
【突破策略】(1)常見的概念圖類試題有“節(jié)點連線型”和“集合層級型”。前者常用節(jié)點表示概念,連線表示兩概念間存在某種關(guān)系;后者往往借助數(shù)學(xué)集合知識,考查對基本概念間某種關(guān)系(如并列或從屬)的判定。
(2)解答此類概念圖試題,首先要從基本概念出發(fā),準(zhǔn)確把握概念的內(nèi)涵和外延,并根據(jù)試題所反映的內(nèi)容,提煉出與概念有關(guān)的信息,分析找出知識點間的內(nèi)在聯(lián)系,最后根據(jù)選項作出合理的判斷。把握好概念及概念與概念間的關(guān)系是解答此類試題的關(guān)鍵。
2.坐標(biāo)曲線類試題
【例4】(2013福建卷·26)為研究淹水時KNO3對甜櫻桃根呼吸的影響,設(shè)四組盆栽甜櫻桃,其中一組淹入清水,其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定時測定甜櫻桃根有氧呼吸速率,結(jié)果如圖。請回答:
(1)細(xì)胞有氧呼吸生成CO2的場所是 ,分析圖中A、B、C三點,可知在 點單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的[H]最多。
(2)圖中結(jié)果顯示,淹水時KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有 作用,其中 mmol·L-1 的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生長均受到阻礙,地上部分葉色變黃,葉綠素含量減少,使光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和 減少;根系缺氧會導(dǎo)致根細(xì)胞無氧呼吸增強,實驗過程中能否改用 CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)?請分析說明 。
【答案】(1)線粒體基質(zhì) A (2)減慢 30
(3)ATP 不能,因為無氧呼吸也可產(chǎn)生CO2
【突破策略】正確破解曲線坐標(biāo)題的析題原則可分為識標(biāo)、明點、析線三個步驟。
(1)識標(biāo):弄清縱、橫坐標(biāo)的含義及它們之間的聯(lián)系,這是解答此類習(xí)題的基礎(chǔ)。
(2)明點:坐標(biāo)圖上的曲線有些特殊點,如曲線的起點、轉(zhuǎn)折點、曲線與縱橫坐標(biāo)以及其他曲線的交叉點等,它們隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義,明確這些特殊點的含義是解答此類習(xí)題的關(guān)鍵。若為多重變化曲線坐標(biāo)圖,則應(yīng)以行或列為單位進行對比、分析,揭示其變化趨勢。
(3)析線:根據(jù)縱、橫坐標(biāo)的含義可以得出:在一定范圍內(nèi),隨“橫坐標(biāo)的量”的增加,“縱坐標(biāo)的量”逐漸增加或減小。超過一定范圍后,隨“橫坐標(biāo)的量”的增加,“縱坐標(biāo)的量”減少或增加,或者達(dá)到某種平衡狀態(tài)。從而揭示出各段曲線的變化趨勢及其含義。若為多重變化曲線坐標(biāo)圖,則可先分析每一條曲線隨橫坐標(biāo)變量的變化規(guī)律,再分析不同曲線變化的因果關(guān)系、先后關(guān)系,分別揭示其變化趨勢,然后對比分析,找出符合題意的曲線、結(jié)論或者是教材中的結(jié)論性語言。
值得一提的是:生物坐標(biāo)曲線分析題主要考查學(xué)生對生物之間、生物與環(huán)境或某一生理活動中某種物質(zhì)量的變化等有關(guān)的數(shù)值變量函數(shù)關(guān)系的理解和掌握情況。生物坐標(biāo)曲線題可分為定性曲線和定量曲線,這些曲線都可分為單曲線和雙曲線、多曲線。單曲線常表示某種生物的數(shù)量或某一生理過程與某一相關(guān)因素之間的關(guān)系,常有升曲線、降曲線、先升后降、先降后升和升降不斷變化5大類。雙曲線和多曲線指在一個坐標(biāo)系中,有兩條或兩條以上的曲線,通常表示不同生物現(xiàn)象與多個因素之間的關(guān)系。解答此類試題時,首先要用分析單曲線的方法對每一條曲線進行分析,然后將多個曲線進行比較,找出它們的異同并分析原因。定量曲線在定性曲線的基礎(chǔ)上,通過具體的數(shù)量更為準(zhǔn)確表示生命活動與相關(guān)因素之間的關(guān)系,常伴隨著一些生物量的計算,此類題難度較大。最常見的是光合作用和呼吸作用之間,無氧呼吸與有氧呼吸之間的生物量關(guān)系,細(xì)胞分裂過程中染色體與DNA的數(shù)量關(guān)系。
3.多個變量的柱形圖
【例5】龍蝦是極受歡迎的海鮮,在世界各地都有過度撈捕的危險。兩位生物學(xué)家在加勒比海的安歸拉島調(diào)查龍蝦種群和捕撈的情形時,量取龍蝦的背甲長度(龍蝦的大?。┳鞣治?,依照所得的資料做出四個圖(a1、a2、b1、b2)。請根據(jù)調(diào)查結(jié)果,回答以下問題:
(1)通過圖 可以看出,龍蝦的種群密度與棲息地質(zhì)量 (有關(guān)或無關(guān))。
(2)通過圖 可以看出,棲息地質(zhì)量對龍蝦生長的影響 (大或?。?。
(3)圖b1和b2是根據(jù)甲地和乙地所采得的龍蝦的背甲長度所做出的百分比分布圖。甲地和乙地最多的“背甲長度值”分別是 。
(4)根據(jù)圖b1和b2可以看出, 地點的捕撈情形比較嚴(yán)重。判斷的理由是 。
【答案】(1)a1 有關(guān) (2)a2 小 (3)50 mm、40 mm (4)乙 因為分布的曲線和甲地比較,數(shù)量高峰偏向左邊,說明乙地點的大龍蝦都被捕走了,導(dǎo)致平均背甲長度低于甲地
【突破策略】柱形圖相對復(fù)雜,解題的核心是要學(xué)會讀圖,讀圖時要深刻理解:自變量為橫坐標(biāo),即隨著橫坐標(biāo)的改變,每一種柱形圖的走勢如何,從而得出相關(guān)的結(jié)論;自變量為不同的觀測指標(biāo),即當(dāng)橫坐標(biāo)為某一定值時,看不同的柱形圖之間有無差異,從而得出相關(guān)的結(jié)論。
解題的關(guān)鍵:弄清縱橫坐標(biāo)的含義及坐標(biāo)系中直方圖所代表的意義,分析直方圖所蘊藏的生物學(xué)信息;認(rèn)真分析各變量之間的變化關(guān)系,找出各變量之間的內(nèi)在聯(lián)系;結(jié)合相關(guān)的生物學(xué)知識作更進一步的推理分析,善于進行圖文轉(zhuǎn)換和直方圖與坐標(biāo)圖之間的轉(zhuǎn)換。
能否破解表格、概念圖與坐標(biāo)曲線類試題事關(guān)高考的成敗,因此,一方面要通讀教材,學(xué)會用教材中的語言組織答案;另一方面要學(xué)會緊扣背景材料中的信息建構(gòu)不同的圖表模型或數(shù)學(xué)模型。