我們通過對(duì)《考試大綱》的研究發(fā)現(xiàn),生物學(xué)科更加注重考生的能力與素養(yǎng),考查考生對(duì)生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、實(shí)驗(yàn)探究能力、獲取新知識(shí)和處理信息的能力等。本文筆者結(jié)合高三生物教學(xué)實(shí)踐,以圖表為重點(diǎn),以光合作用影響因素相關(guān)高考題為依托,總結(jié)該類題型的一般解法,引導(dǎo)考生從題干中獲取相關(guān)生物學(xué)信息,提升思維轉(zhuǎn)化能力。
一、曲線信息圖試題——緊抓關(guān)鍵點(diǎn),以不變應(yīng)萬變
曲線圖是通過曲線的變化,直觀地揭示生命現(xiàn)象與某些因素之間的內(nèi)在聯(lián)系,或反映某項(xiàng)生理指標(biāo)(因變量)隨某些因素(自變量)的變化而規(guī)律性變化的軌跡圖形??忌毧炊€圖才能解決曲線信息圖試題。
例1 為了探究生長條件對(duì)植物光合作用的影響,某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組,置于人工氣候室中,甲組模擬自然光照,乙組提供低光照,其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時(shí)間(T)后,測定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度(即單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量),光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示,回答下列問題:
(1)根據(jù)圖判斷,光照強(qiáng)度低于a時(shí),影響甲組植物光合作用的限制因子是 。
(2)b光照強(qiáng)度下,要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高,可以考慮的措施是提高 (填“CO2濃度”或“溫度”)。
(3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子,得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)一段時(shí)間(T)后,再測定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度,得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是
。
【方法與解析】1. 確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,找出相關(guān)變量
認(rèn)真審題,明確解題要求,仔細(xì)辨識(shí)橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的變量。找出橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)之間的聯(lián)系,是解曲線信息圖試題的基礎(chǔ)。該實(shí)驗(yàn)是在不同生長條件下,即在自然光照和低光照兩種情況下,研究自變量光照強(qiáng)度(橫坐標(biāo))與因變量光合作用強(qiáng)度(縱坐標(biāo))之間的關(guān)系。
2. 緊抓關(guān)鍵點(diǎn),分析曲線走勢
坐標(biāo)圖上的曲線是滿足一定條件點(diǎn)的集合。有些關(guān)鍵點(diǎn),如曲線的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)、曲線與橫縱坐標(biāo)以及其他曲線的交叉點(diǎn),這些點(diǎn)往往隱含著某些限制條件或特殊的生物學(xué)含義,明確這些關(guān)鍵點(diǎn)是解答題目的關(guān)鍵。圖中a、b兩點(diǎn)各代表在不同條件下的光飽和點(diǎn),即達(dá)到最大光合速率的最小光照強(qiáng)度。在光飽和點(diǎn)之后,光合作用強(qiáng)度已不再隨光照強(qiáng)度的變化而變化,說明在a、b點(diǎn)之前的影響因素就是橫坐標(biāo)所代表的因素。在a、b點(diǎn)之后的影響因素就是橫坐標(biāo)所代表的因素之外的因素。所以第(1)題的正確答案是光照強(qiáng)度。
3. 回歸書本知識(shí),找出知識(shí)關(guān)聯(lián)點(diǎn)
光合作用的主要影響因素如下:
考題往往都是以書本知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)的,所以聯(lián)想與曲線變化有關(guān)的知識(shí)點(diǎn),回歸課本基礎(chǔ)知識(shí)是很有必要的。 在b點(diǎn)之后的影響因素就是橫坐標(biāo)所代表的因素之外的因素。外因有溫度、CO2的供應(yīng)量;內(nèi)因有色素的含量、酶的數(shù)量和活性等。所以第(2)題的答案就是提高CO2濃度。
第(3)題意在考查考生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)通過比較、分析、綜合等方法對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行解釋和推理的能力。題干涉及遺傳問題,而結(jié)合書本知識(shí)“生物體的性狀表現(xiàn)由基因和外界環(huán)境共同決定”可知,兩組植株光合作用強(qiáng)度的差異是由不同光照條件(即環(huán)境因素)引起的,若環(huán)境因素相同則表現(xiàn)型相同,那么這種改變就是由環(huán)境因素引起的,而非遺傳物質(zhì)改變造成的。
【思維能力轉(zhuǎn)化點(diǎn)撥】
曲線信息圖試題要注意分區(qū)段分析,挖掘、捕捉題目所給予的有效信息,重視題目設(shè)問的角度,通過必要的信息加工和轉(zhuǎn)化,使題目要求解決的問題明朗化,運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)分析作答。
【答案】(1)光照強(qiáng)度 (2) CO2濃度 (3)乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的,而非遺傳物質(zhì)的改變造成的
二、表格信息試題——表格小轉(zhuǎn)化,解題大不同
表格信息試題常將許多生物學(xué)數(shù)據(jù)用表格形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì),概括性強(qiáng)、知識(shí)容量大、隱含信息多。表格不僅考查考生的思維結(jié)果,更考查考生的思維過程。如何將表格中的信息轉(zhuǎn)化為圖像或文字是考查的重點(diǎn)。
例2 為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A品種小麥光合作用的影響,某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長作為對(duì)照組,另4組在人工氣候室中生長作為實(shí)驗(yàn)組,并保持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同,于中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示:
回答下列問題:
(1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以推測中午時(shí)對(duì)小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是 ,其依據(jù)是 ;并可推測 (填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。
(2)在實(shí)驗(yàn)組中,若適當(dāng)提高第 組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率,其原因是 。
(3)小麥葉片氣孔開放時(shí),CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過程 (填“需要”或“不需要”)載體蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
【方法與解析】1. 確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模页鱿嚓P(guān)變量
解答表格信息試題首先要弄清表格設(shè)置的目的,行、列各有哪些項(xiàng)目和規(guī)律,其次要理解行列代表的含義。該實(shí)驗(yàn)涉及兩個(gè)自變量,分別為濕度和相對(duì)濕度,因變量為光合速率。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí),應(yīng)遵循單一變量原則。
2. 比較、分析與綜合
比較是把各組結(jié)果加以對(duì)比,確定它們的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)及相互關(guān)系的過程。比較后要通過細(xì)致的分析,尋找差異產(chǎn)生的原因,最后又要綜合考慮,聯(lián)系生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),進(jìn)一步加深對(duì)該實(shí)驗(yàn)本質(zhì)和規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。
第(1)題要用比較、分析與綜合的思維方法來解決。通過比較對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組一、實(shí)驗(yàn)組二發(fā)現(xiàn),在相同溫度條件下,小麥光合速率隨相對(duì)濕度的增加而加快,但比較實(shí)驗(yàn)組二、實(shí)驗(yàn)組三、實(shí)驗(yàn)組四可知,相對(duì)濕度相同時(shí),小麥光合速率隨溫度變化不明顯。由此分析推測中午時(shí)對(duì)小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對(duì)濕度。結(jié)合人教版教材必修1課后類似的習(xí)題,先了解什么是“午休”現(xiàn)象。植物在夏季晴朗的中午由于光照強(qiáng)度大,氣溫高,氣孔關(guān)閉,反而光合作用減弱,這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱之為“午休”現(xiàn)象。綜合題目提供的信息,可推測增加麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用的“午休”現(xiàn)象。
第(2)題通過比較實(shí)驗(yàn)組二、實(shí)驗(yàn)組三、實(shí)驗(yàn)組四可知,小麥光合作用的較為適合溫度為31℃左右,而實(shí)驗(yàn)組四的溫度為25℃,遠(yuǎn)低于31℃,所以可適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)組四的環(huán)境溫度以提高小麥的光合速率。
【思維能力轉(zhuǎn)化點(diǎn)撥】
在分析實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)將對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)照分析,將實(shí)驗(yàn)組和實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比分析,兩組實(shí)驗(yàn)之間遵循單一變量原則。從題干和表格中取得有效信息,將表格內(nèi)的信息正確轉(zhuǎn)化為文字,運(yùn)用專業(yè)術(shù)語正確答題。
【答案】(1)相對(duì)濕度 在相同溫度條件下,相對(duì)濕度改變時(shí)光合速率變化較大 增加 (2)四 該實(shí)驗(yàn)組溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度 (3)不需要不需要