高考生物圖表類(lèi)試題的解讀和破解策略

安徽

近年來(lái)，高考生物試題越發(fā)重視對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，如：基本觀點(diǎn)、基本概念、基礎(chǔ)理論、基本實(shí)驗(yàn)操作技巧等。相比文字表述，生物圖表可將復(fù)雜、多樣、關(guān)聯(lián)的生物學(xué)知識(shí)以形象、直觀、概括的形式表達(dá)出來(lái)，因此成為生物學(xué)相關(guān)知識(shí)表達(dá)中的一種不可或缺的表現(xiàn)形式。在高中生物教材知識(shí)體系及高考生物試題中，都占據(jù)著舉足輕重的地位。預(yù)計(jì)在今后的高考中，對(duì)圖表等資料信息類(lèi)試題的考查力度將進(jìn)一步加大。常見(jiàn)的圖表類(lèi)試題有概念圖模型類(lèi)、圖解圖示類(lèi)、坐標(biāo)曲線類(lèi)、直方圖類(lèi)及數(shù)據(jù)表格類(lèi)等。

一、概念圖模型類(lèi)試題的解讀和破解

概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念，用連線表示概念間關(guān)系的圖示法，是用來(lái)組織和表征知識(shí)的工具。常見(jiàn)的概念圖有集合形式的概念原理圖、知識(shí)樹(shù)形式的概念原理圖。高中生物中的基本概念和原理是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確、全面地掌握其概念的本質(zhì)及相關(guān)概念之間的聯(lián)系是高考的基本要求，也是考查理解能力和綜合能力的良好載體。高考生物試題對(duì)概念原理的考查多以概念模型圖為載體，考查相應(yīng)概念的內(nèi)涵和外延。利用概念模型圖不僅可以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體把握程度，還可以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)之間有機(jī)聯(lián)系的理解程度。

【例1】下圖1是甲、乙細(xì)胞間信息交流的概念模型，a表示信號(hào)分子，與之相符的敘述是 ( )

圖1 細(xì)胞間信息交流的概念模型

A.若甲是精子，乙是卵細(xì)胞，則a是性激素

B.若甲是甲狀腺，乙是下丘腦，則a是促甲狀腺激素

C.若甲是胰島A細(xì)胞，乙是肝細(xì)胞，則a是胰島素

D.若甲是T細(xì)胞，乙是B細(xì)胞，則a是淋巴因子

【答案】D

【解析】本題給出的就是一個(gè)知識(shí)形式的概念原理模型。精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合是通過(guò)精子和卵細(xì)胞細(xì)胞膜的直接接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)分子并不是性激素，而是細(xì)胞膜上的糖蛋白；若甲是甲狀腺，乙是下丘腦，則a是甲狀腺激素；若甲是胰島A細(xì)胞，乙是肝細(xì)胞，則a是胰高血糖素；在體液免疫中B細(xì)胞受到抗原的刺激后，在T細(xì)胞產(chǎn)生的淋巴因子的作用下，增殖分化形成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞，因此，若甲是T細(xì)胞，乙是B細(xì)胞，則a是淋巴因子。

【例2】對(duì)下列概念圖（如圖2）的理解正確的是( )

圖2 4種概念圖示

A.甲圖中若a、b、c分別表示含有細(xì)胞壁、線粒體、中心體的細(xì)胞，那么陰影部分可能表示豌豆

B.乙圖中若a、b分別表示乳酸菌和藍(lán)藻，則c表示細(xì)菌，d表示原核生物

C.丙圖中若a表示體液，則b、c、d依次表示細(xì)胞內(nèi)液、細(xì)胞外液、組織液

D.丁圖中若a表示生態(tài)系統(tǒng)，則b、c分別表示種群、群落

【答案】B

【解析】本題涉及的是集合形式的概念原理圖。豌豆是高等植物，無(wú)中心體；丙圖中若a表示體液，則b和c依次表示細(xì)胞外液、細(xì)胞內(nèi)液，d表示血漿、組織液或淋巴，從屬于b細(xì)胞外液；丁圖中若a表示生態(tài)系統(tǒng)，則其成分應(yīng)包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者及分解者。

概念圖類(lèi)試題意在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)質(zhì)及有機(jī)聯(lián)系的掌握程度，解答步驟一般分為定題眼—鏈知識(shí)—細(xì)判斷。“定題眼”就是需要認(rèn)真審題，找出關(guān)鍵字詞，明確概念圖考查的是什么概念或原理；“鏈知識(shí)”就是回顧教材對(duì)試題涉及的概念和原理的準(zhǔn)確描述，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱由?，?zhǔn)確理解概念的內(nèi)涵和外延；“細(xì)判斷”就是利用所學(xué)知識(shí)驗(yàn)證與題干給出的概念圖是否相符合，最后得出準(zhǔn)確的答案。突破該類(lèi)試題的關(guān)鍵是理清相關(guān)概念間的邏輯關(guān)系，這就要求對(duì)概念的理解要準(zhǔn)確到位、清晰明確，不能似是而非、模棱兩可。因此，在高三復(fù)習(xí)中，需要教師有意識(shí)地帶領(lǐng)學(xué)生熟悉各知識(shí)概念間的聯(lián)系，并需要有一定的技能性練習(xí)。

二、圖解、圖示類(lèi)試題的解讀和破解

圖解、圖示主要有流程圖、示意圖和模式圖等，高考中經(jīng)常涉及的內(nèi)容主要有細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖、光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程示意圖、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式示意圖、細(xì)胞分裂模式圖、免疫過(guò)程示意圖、激素調(diào)節(jié)過(guò)程示意圖、神經(jīng)調(diào)節(jié)模式圖等。這些圖解、圖示型試題主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是一般都是創(chuàng)設(shè)在新情境中，以圖像、圖形或流程圖為試題的信息來(lái)源，即通過(guò)圖解、圖示創(chuàng)設(shè)新情境，提供新材料；另一個(gè)是對(duì)學(xué)生能力的考查力度大。該類(lèi)試題是以生物學(xué)科中的基本概念、基本理論等作為載體，通過(guò)精心設(shè)計(jì)而命制的一種信息處理和分析遷移題，主要考查學(xué)生對(duì)圖解、圖示的識(shí)別與分析及解決問(wèn)題的能力。

【例3】干細(xì)胞中c-Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2和Oct-3/4等基因處于活躍表達(dá)狀態(tài)，Oct-3/4的精確表達(dá)對(duì)于維持干細(xì)胞的正常自我更新是至關(guān)重要的。科學(xué)家利用逆轉(zhuǎn)錄病毒，將Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四個(gè)關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入高度分化的體細(xì)胞內(nèi)，讓其重新變成一個(gè)多功能iPS細(xì)胞(如下圖3所示)。下列說(shuō)法不正確的是( )

圖3 干細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)

A.生物體內(nèi)細(xì)胞的生命歷程是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果

B.高度分化的體細(xì)胞不分裂是由于Oct-3/4基因未表達(dá)

C.細(xì)胞凋亡是c-Myc、Klf4和Fas基因活躍表達(dá)的結(jié)果

D.體細(xì)胞誘導(dǎo)分化成iPS細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性

【答案】D

【解析】本題中涉及的圖示是流程圖，也可以看作是示意圖，通過(guò)圖示可知給出相關(guān)基因的表達(dá)對(duì)于維持干細(xì)胞的正常自我更新是至關(guān)重要的。Oct-3/4基因能使高度分化的體細(xì)胞變成類(lèi)似胚胎干細(xì)胞，從而恢復(fù)細(xì)胞的分裂能力，因此Oct-3/4基因在高度分化的細(xì)胞中處于未表達(dá)（或沉默）狀態(tài)；當(dāng)c-Myc和Klf4基因使高度分化的體細(xì)胞的染色體打開(kāi)后，F(xiàn)as基因的表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，因此細(xì)胞凋亡是在c-Myc、Klf4和Fas等基因控制下的細(xì)胞程序性死亡過(guò)程；體細(xì)胞誘導(dǎo)分化成iPS細(xì)胞，類(lèi)似于植物組織培養(yǎng)中的脫分化和再分化過(guò)程，未發(fā)育成一個(gè)完整的生物體，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。

圖解、圖示模型是信息的重要載體和工具，是生物試卷重要的命題形式和手段。它能直觀地反映生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生命過(guò)程,高度簡(jiǎn)潔地概括生理活動(dòng)之間的相同點(diǎn)、區(qū)別和聯(lián)系。因此，一直受高考命題專(zhuān)家的青睞，應(yīng)成為高三復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)。具體解題可以按照識(shí)圖——架橋——渡橋三步進(jìn)行?！白R(shí)圖”就是識(shí)別圖解、圖像中各部分的名稱(chēng)及其關(guān)系，對(duì)于圖解的每一個(gè)步驟和過(guò)程需要與教材圖示和相關(guān)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比；“架橋”就是將識(shí)圖獲得的信息與教材相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而明確試題新情景背后的核心知識(shí)；“渡橋”就是根據(jù)核心知識(shí)點(diǎn)明確、挖掘試題圖示中的隱含信息，最終得出正確答案。

三、坐標(biāo)曲線、直方圖及數(shù)據(jù)表格類(lèi)試題的解讀和破解

生物與生物之間、生物與環(huán)境之間或某一生理活動(dòng)中某種物質(zhì)量的變化等，常以坐標(biāo)曲線、數(shù)據(jù)表格或直方圖的形式進(jìn)行考查，借助數(shù)學(xué)方法分析生命現(xiàn)象，既有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的檢測(cè)，又有利于考查學(xué)生的能力，其涉及的內(nèi)容廣、變化形式多。

單曲線常表示某種生物的數(shù)量或某一生理過(guò)程與某一相關(guān)因素之間的關(guān)系。如圖4所示，曲線走勢(shì)是在某范圍內(nèi)縱坐標(biāo)變量隨橫坐標(biāo)變量增加而不斷減少。相關(guān)變量的描述有以下可能：①雜合子所占比例—雜合子自交代數(shù)；②無(wú)氧呼吸—氧氣濃度；③可再利用元素—葉齡；④恒溫動(dòng)物耗氧量—溫度等。

圖4

圖5

雙曲線和多曲線指在一個(gè)坐標(biāo)系中，有兩條或兩條以上的曲線，通常表示不同生物的數(shù)量或同一生物的不同器官或生理過(guò)程與某一相關(guān)因素之間的關(guān)系。如圖5所示，相關(guān)變量的描述是不同溫度或光照強(qiáng)度下，光合作用強(qiáng)度的變化。

【例4】為了研究2個(gè)新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測(cè)定了新育品種與原種(對(duì)照)葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量，結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

圖7

（1）圖6的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在_____________________________相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)得的單位時(shí)間、單位葉面積 __________________的釋放量。

（2）光合作用過(guò)程中，CO2與C5結(jié)合生成________________，消耗的C5由_______________________________經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)再生。

（3）由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強(qiáng)，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產(chǎn)生更多的______________________；另一方面是其蛋白質(zhì)含量較高，含有更多的______________________________。

（4）栽培以后，P2植株干重顯著大于對(duì)照，但籽實(shí)的產(chǎn)量并不高,最可能的生理原因是___________________________________。

【答案】（1）光照強(qiáng)度、CO2濃度 O2

（2）三碳化合物（或C3） 三碳化合物（或C3）

（3）[H]和ATP 參與光合作用的酶

（4）P2植株光合作用能力強(qiáng)，但是向籽實(shí)運(yùn)輸?shù)墓夂献饔卯a(chǎn)物少

【解析】本題涉及了多曲線和直方圖，在作答過(guò)程中，需要對(duì)這些圖做具體分析。該實(shí)驗(yàn)為探究三個(gè)品種植株的光合作用特性，圖6的自變量為溫度，因變量為葉片的凈光合速率，其余條件為無(wú)關(guān)變量，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，即葉齡、光照強(qiáng)度、CO2濃度等條件應(yīng)該相同；植物凈光合速率可通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間、單位葉面積O2的釋放量或CO2吸收量來(lái)表示。光合作用暗反應(yīng)過(guò)程中，CO2與C5結(jié)合生成C3,而C3在暗反應(yīng)的過(guò)程中通過(guò)光合作用提供的能量和原料經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)再生成C5，即碳循環(huán)的過(guò)程。P1植株的葉片光合作用能力最強(qiáng)，由圖7可知其不但葉綠素含量最高，同時(shí)蛋白質(zhì)，含量也是最高的，葉綠素參與光合作用光反應(yīng)過(guò)程，光反應(yīng)過(guò)程在葉綠體類(lèi)囊體薄膜上進(jìn)行，產(chǎn)生[H]和ATP；光合作用過(guò)程進(jìn)行了一系列復(fù)雜的反應(yīng)，需要許多不同的酶來(lái)催化，參與反應(yīng)的酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，酶含量增加可以促進(jìn)光合作用。栽培以后，P2植株干重顯著大于對(duì)照，說(shuō)明P2植株的光合作用速率明顯較對(duì)照組快，但籽實(shí)產(chǎn)量并不高，最可能的原因是P2植株向籽實(shí)運(yùn)輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少。

坐標(biāo)圖是運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)生物學(xué)過(guò)程、狀態(tài)、關(guān)系的方法之一，意在考查學(xué)生將數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為生物學(xué)信息進(jìn)而進(jìn)行分析、推理、轉(zhuǎn)化的能力，是知識(shí)應(yīng)用型圖表題中的難點(diǎn)。與曲線圖反映線性過(guò)程相比，柱狀圖反映的是某一點(diǎn)或某一時(shí)期的特點(diǎn)。解題思路是把柱狀圖反映的各時(shí)期特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的線性過(guò)程中，分析圖中各數(shù)量不同的原因。坐標(biāo)題失分的很大一部分因素是學(xué)生忽略了題中給出的橫縱坐標(biāo)含義，而根據(jù)自己的想當(dāng)然開(kāi)始做題，導(dǎo)致會(huì)的題做錯(cuò)。為避免類(lèi)似情況發(fā)生，需要在平時(shí)練習(xí)時(shí)，讓學(xué)生養(yǎng)成“見(jiàn)坐標(biāo)圖，先看橫縱坐標(biāo)含義”的習(xí)慣。對(duì)于曲線圖或數(shù)據(jù)表的題型，一要“三看”：看縱坐標(biāo)（因變量），看橫坐標(biāo)，看曲線的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)；二要控制相關(guān)量（無(wú)關(guān)變量），分析其他量（自變量）對(duì)因變量的影響；三要記住限制圖表中的變量關(guān)系。

綜合以上分析，高三生物復(fù)習(xí)時(shí)，教師需要對(duì)教材的組織更為科學(xué)，合理利用概念圖、圖解圖示、坐標(biāo)曲線、數(shù)據(jù)表格及直方圖等來(lái)開(kāi)展教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)師生互動(dòng)，力爭(zhēng)做到對(duì)每種類(lèi)型的試題、知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行逐一解讀，對(duì)每種類(lèi)型的試題進(jìn)行解法的破解指導(dǎo)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題和理科思維能力，從而全面提高高三生物復(fù)習(xí)效率。