李成云
生物課程標(biāo)準(zhǔn)基本理念提出“逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力”的要求;歷年生物高考考綱也有關(guān)于“獲取信息的能力”的考查說(shuō)明,要求考生“能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息,并能運(yùn)用這些信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題”。基于此,考查學(xué)生搜集處理信息能力無(wú)疑成為某些生物試題的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),筆者著重對(duì)生物試題中隱含信息的呈遞方式給予歸納,以供一線教師參考。
1 條件隱含在題圖中
1.1 題圖中顯性的“隱含條件”
【例1】 某自然保護(hù)區(qū)地震后,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),植被毀損達(dá)到30%以上。圖1為該地區(qū)人為干預(yù)下恢復(fù)過(guò)程的能量流動(dòng)圖[單位為kJ/(m2·a)],下列敘述正確的是( )
A. A表示細(xì)胞呼吸,其中第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為3.5%
B. 流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能
C. 營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高的生物,在這場(chǎng)地震中受到的影響較大
D. 各級(jí)消費(fèi)者同化量中都有一小部分能量通過(guò)糞便流入分解者
答案:C。
分析:該題以人教版必修3“賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解”為材料進(jìn)行改編和考查。在學(xué)生作答時(shí),對(duì)A選項(xiàng)“第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為3.5%”,能很快判斷為錯(cuò)誤選項(xiàng)。但當(dāng)筆者提問(wèn)學(xué)生:命題人在試題中所給的3.5%有來(lái)歷嗎?學(xué)生卻很難找到依據(jù)。這時(shí),教師因勢(shì)利導(dǎo),讓他們說(shuō)出自己對(duì)A選項(xiàng)的判斷思路,結(jié)果異口同聲:第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量為14+2=16 kJ/(m2·a),第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量為4個(gè)去向能量總和,即0.05+0.25+2.1+5.1=7.5 kJ/(m2·a),故第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為7.5÷16=46.9%,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。筆者并沒(méi)有對(duì)他們的解答作出評(píng)價(jià),而是再次讓他們尋找A選項(xiàng)中3.5%的來(lái)歷。這時(shí),有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)圖中植食動(dòng)物從生產(chǎn)者獲得能量為14,其流出能量為4+9+0.5,所以流向第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量為0.5 kJ/(m2·a),故傳遞效率為0.5/14=3.5%。這時(shí)筆者再讓學(xué)生比較兩種解答方法是否有誤,他們馬上說(shuō)出答案為3.5%是沒(méi)有考慮第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的植食動(dòng)物同化能量還應(yīng)包括同化了“有機(jī)物輸入”的2 kJ/(m2·a)。而46.9%的解答就正確嗎?學(xué)生討論認(rèn)為圖中第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量值不是全部由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞過(guò)來(lái),而包含了有機(jī)物輸入被同化的部分,學(xué)生雖然準(zhǔn)確判斷出A選項(xiàng),但實(shí)質(zhì)上解題思路還是錯(cuò)誤的。
綜合來(lái)看,兩種解答的錯(cuò)誤都一沒(méi)有充分考慮題圖中顯而易見(jiàn)的“隱含條件”——“有機(jī)物輸入”,A選項(xiàng)中對(duì)前者來(lái)說(shuō),同化能量包含來(lái)自“有機(jī)物輸入”的能量,而第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)因前者傳遞來(lái)的能量就不包含來(lái)自“有機(jī)物輸入”的部分。所以正解為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總同化量16 kJ/(m2·a),由它輸入到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量=16-4-9-0.5=2.5 kJ/(m2·a),故第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為2.5÷16=15.6%。
同樣,B選項(xiàng)中流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量不僅是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,還應(yīng)考慮題圖中提及的“有機(jī)物輸入”的能量等。
1.2 題圖中隱蔽的“隱含條件”
【例2】 圖2示為某一哺乳動(dòng)物體內(nèi)一組有關(guān)聯(lián)的細(xì)胞分裂圖象,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A. 圖中所示細(xì)胞分裂順序依次為甲→丙→乙→丁
B. 若乙的基因組成為AAaaBBbb,則丁的基因組成為AaBb
C. 丁細(xì)胞染色體數(shù)減半,可能是卵細(xì)胞或第二極體
D. 甲、乙、丙細(xì)胞中含有的染色體組數(shù)依次為4、2、1
答案:D。
分析:該題在檢測(cè)中錯(cuò)誤率較高,且學(xué)生對(duì)C項(xiàng)答案是深信不疑。學(xué)生思路是:圖2為某一動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞圖,其中乙圖細(xì)胞質(zhì)不均等分裂,所以該動(dòng)物為雌性個(gè)體。該細(xì)胞染色體帶有姐妹染色單體,所以是初級(jí)卵母細(xì)胞,丁圖為減數(shù)第二次分裂結(jié)束的細(xì)胞,所以有兩種可能性,即可能是卵細(xì)胞或第二極體。學(xué)生一致認(rèn)為這樣的分析無(wú)懈可擊、完備細(xì)致,既考慮了題圖中隱含條件——乙圖的細(xì)胞質(zhì)分裂方式,所以丁圖排除了精細(xì)胞的可能性,也考慮了減數(shù)第二次分裂的不同情形,所以存在兩種情況。
殊不知該選項(xiàng)的解題條件真正是層巒疊嶂、迷霧重重,光撥開(kāi)第一層隱含條件排除了精細(xì)胞的可能性還不夠;因各細(xì)胞分裂有聯(lián)系,則丁細(xì)胞是乙圖細(xì)胞第二次分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞,又因該題題圖中染色體有父、母本區(qū)分,比較乙圖和丁圖,發(fā)現(xiàn)丁細(xì)胞染色體來(lái)自于乙圖中細(xì)胞質(zhì)較小的一極,所以丁細(xì)胞只能是第二極體,而沒(méi)有兩種可能性。
2 條件隱含在文字中
2.1 條件隱含在題干中
【例3】 在一個(gè)小型湖泊內(nèi)投餌養(yǎng)殖肉食性魚(yú)類。5年后,藻類爆發(fā),引起水草(沉水植物)死亡,之后浮游動(dòng)物及魚(yú)類大量死亡,導(dǎo)致水體發(fā)臭。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 導(dǎo)致水草死亡的最主要非生物因素是光照
B. 投放以浮游植物為食的魚(yú)類可防止藻類的爆發(fā)
C. 水生生物死亡加重了水體的污染,屬于正反饋調(diào)節(jié)
D. 流經(jīng)該湖泊的總能量為全部生產(chǎn)者所固定的能量之和
答案:D。
分析:該題解答時(shí),學(xué)生出于思維定式,多認(rèn)為D選項(xiàng)正確,因?yàn)镈選項(xiàng)的表述很全面,該項(xiàng)提及流經(jīng)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的總能量,這顯然包括藻類、植物固定的太陽(yáng)能以及化能自養(yǎng)型生物固定的能量。
但題干中增設(shè)了“投餌養(yǎng)殖肉食性魚(yú)類”的條件,所以這是一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng),流經(jīng)該湖泊的總能量除生產(chǎn)者固定之外,還應(yīng)該包括人工投放餌料被肉食性魚(yú)類同化的能量。
2.2 條件隱含在題支中
【例3】 圖3為某單基因遺傳病的系譜圖,人群中此病的患病概率約為1/10 000。下列分析正確的是( )
A. 此病可能是伴X顯性遺傳病
B. 若Ⅰ-1和Ⅰ-2均攜帶致病基因,則Ⅱ-2是攜帶者概率的1/2
C. 若Ⅰ-1和Ⅰ-2的后代患病概率為1/4,則此病為常染色體隱形遺傳
D. 若Ⅱ-2攜帶致病基因,則Ⅱ-3與該地區(qū)無(wú)親緣關(guān)系的正常男子婚配,子女患病概率為1/303
答案:D。
分析:該題題干提供的信息僅僅是某疾病為單基因遺傳病,結(jié)合題圖該病符合“無(wú)中生有”特征,但除此以外再無(wú)其他信息,則只能得出該病是隱性遺傳病——包括常染色體隱性遺傳和伴X染色體隱性遺傳,乍看覺(jué)得無(wú)法解題。
逐項(xiàng)分析時(shí)發(fā)現(xiàn),B項(xiàng)首句“若Ⅰ-1和Ⅰ-2均攜帶致病基因”,其實(shí)就是隱含了該病為常染色體隱性遺傳方式;D項(xiàng)首句“若Ⅱ-2攜帶致病基因”,同樣隱含了該病為常染色體隱性遺傳方式。
2.3 條件隱含在正常解題過(guò)程中
【例5】 請(qǐng)回答下列有關(guān)光合作用的問(wèn)題。
在一定濃度的CO2和適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下,測(cè)定某雙子葉植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度,結(jié)果如表1所示。表中負(fù)值表示二氧化碳釋放量,正值表示二氧化碳吸收量。
(1) 在圖示坐標(biāo)系上繪出光照強(qiáng)度與該植物葉片光合作用速度的關(guān)系圖。
(2) 在一天中,將該植物葉片置于10 klx光照下10 h,其余時(shí)間置于黑暗中,則每100 cm2葉片產(chǎn)生的葡萄糖中 mg將轉(zhuǎn)化為淀粉。(取小數(shù)點(diǎn)后一位)
答案:
(2) 43.6
分析:第(1)題只要將表中對(duì)應(yīng)值描點(diǎn)、連線即可。第(2)小題要求出給定面積的植物葉片在一天中的淀粉積累量,顯然,在不考慮一天當(dāng)中溫度變化的前提下,除知道該植物一天中光合作用的時(shí)間、光合作用速度外,還必須知道該植物的呼吸作用速度。但該題從題干文字到題圖、表格,沒(méi)有任何關(guān)于呼吸速度的提示。學(xué)生解題時(shí)感覺(jué)無(wú)從入手、山窮水盡疑無(wú)路。
這時(shí),筆者引導(dǎo)學(xué)生思考,植物在黑暗條件下只進(jìn)行呼吸作用,黑暗即光照強(qiáng)度為0,因此第(1)題坐標(biāo)曲線的下降支和y軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)便對(duì)應(yīng)著呼吸作用強(qiáng)度。如此,只需將第(1)小題描點(diǎn)所得曲線下降支延長(zhǎng)和y軸相交,找出交點(diǎn)坐標(biāo)即找到解題的鑰匙。由此看來(lái),本題部分解題條件極其隱蔽,被隱含在正常解題過(guò)程中。
2.4 條件隱含在后續(xù)解題過(guò)程中
【例6】 狗是恒溫動(dòng)物,其體溫調(diào)節(jié)是一種反饋調(diào)節(jié)。溫度感受器接受溫度變化的刺激,發(fā)出信息作用于體溫調(diào)節(jié)中樞,信息在中樞整合后引起骨骼肌、皮膚血管、汗腺及內(nèi)分泌腺(如甲狀腺、腎上腺)等器官的活動(dòng)變化,進(jìn)而改變機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱能力,從而維持體溫恒定。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),血液中腎上腺素含量也會(huì)升高,促使代謝活動(dòng)增強(qiáng),產(chǎn)熱量增加。為探究其調(diào)節(jié)模式,請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì):
(1) 選取甲、乙、丙、丁4只 的實(shí)驗(yàn)狗。
(2) 甲狗剪斷支配腎上腺髓質(zhì)的神經(jīng)并結(jié)扎通向腎上腺的門(mén)靜脈;乙狗 ;丙狗 ;丁狗不做任何處理(說(shuō)明:垂體分泌的促激素通過(guò)門(mén)靜脈進(jìn)入腎上腺)。
(3) 將4只實(shí)驗(yàn)狗置于同一寒冷環(huán)境中12 h,每隔2 h測(cè)定一次血液中腎上腺素的含量,分別記錄其變化過(guò)程,對(duì)比分析(說(shuō)明:不考慮手術(shù)創(chuàng)傷對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響)。
預(yù)期可能結(jié)果并分析結(jié)論:
① 若血液中腎上腺素的含量為丁=乙>丙=甲,其調(diào)節(jié)方式只為體液調(diào)節(jié);
② ,其調(diào)節(jié)方式只為神經(jīng)調(diào)節(jié);
③ 若血液中腎上腺素的含量為丁>乙>甲、丁>丙>甲, 。
答案:(1) 性別、體重、發(fā)育狀況相同
(2) 剪斷支配腎上腺髓質(zhì)的神經(jīng) 結(jié)扎通向腎上腺的門(mén)脈系統(tǒng)
(3) ② 若血液中腎上腺素的含量為丁=丙>乙=甲 ③ 其調(diào)節(jié)模式為神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)
分析:(1) 做對(duì)照實(shí)驗(yàn)必須保持各無(wú)關(guān)變量相同,因此選取甲、乙、丙、丁四只性別、體重、發(fā)育狀況相同的實(shí)驗(yàn)狗。
第(2)題該采取何種處理方式,即如何進(jìn)行自變量處理,則取決于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,但該題沒(méi)有給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。通過(guò)閱讀試題后面部分材料發(fā)現(xiàn),得出的結(jié)論是腎上腺素調(diào)節(jié)模式有三種:神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)—體液調(diào)節(jié),故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該是能夠得出包含這三種模式的處理方法。
分析第(2)題甲狗的處理是使得既沒(méi)有神經(jīng)調(diào)節(jié),也沒(méi)有體液調(diào)節(jié),丁狗是對(duì)照組,理論上是兩種方式能夠并存的組別,所以乙狗、丙狗可隨機(jī)進(jìn)行“剪斷支配腎上腺髓質(zhì)的神經(jīng)”或“結(jié)扎通向腎上腺的門(mén)靜脈”的處理,比較判斷是否只進(jìn)行某一種調(diào)節(jié)方式。但仔細(xì)分析預(yù)期結(jié)果①全部文字內(nèi)容發(fā)現(xiàn),該調(diào)節(jié)方式只為體液調(diào)節(jié),而對(duì)應(yīng)的血液中腎上腺素的含量是有特定關(guān)系的,即“丁=乙>丙=甲”。其中甲狗的處理是既沒(méi)有神經(jīng)調(diào)節(jié),也沒(méi)有體液調(diào)節(jié),丙狗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其相同,則說(shuō)明丙狗進(jìn)行的處理是切段體液調(diào)節(jié)通路——結(jié)扎通向腎上腺的門(mén)脈系統(tǒng),而乙狗與丁狗實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,所以其處理方式是剪斷支配腎上腺髓質(zhì)的神經(jīng)。
由此看來(lái),試題的解答有時(shí)光“瞻前”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,“顧后”方能“識(shí)大局、顧大體”。