例析图形、图表在生物复习备考中的应用

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  摘 要:图形、图表题是高考试题的常见类型,试题的难度和区分度在很大程度上都以图形、图表的形式体现出来。本文主要以往年高考题为例,指出在高考复习中如何引导学生对图形、图表进行分析、理解和应用。
  关键字:图形 图表 生物备考
  生物学的概念、名词、术语相对较多,知识点也比较零散,如何能使学生系统地掌握这些知识,深刻地理解每个概念的内涵、外延,准确把握有关公式、原理、生理过程呢?在高考复习过程中,我们常常要求学生对所学知识要进行分类、比较、归纳、整理和综合,而运用图形、图表、或构建概念图等形式能有效的加深学生对知识的理解和强化对知识的记忆。纵观近几年生物高考,图形、图表应用非常广泛,因此,在生物复习备考过程中教会学生读图、识图、审图、分析图表等能力则显得尤为重要。
  一、图形、图表的分类
  根据各类图形图表的使用特点,我们大致可以把图形图表分为概念图、过程图(流程图)、坐标曲线图、数据表格、结构模式图、示意图、柱状图、生理生态图、实验装置图、知识网络图等,这些图形图表在高中生物学教学、学习、备考复习过程中发挥了重要的作用,在高考试题中比分大、重能力考查。
  二、图形、图表的应用
  1、概念图
  在生物学科中,概念图能直观而形象地表示出概念及生理过程之间的联系。该图形的使用不但可以考查考生对知识的整体把握程度,扩大对知识的考查面,还可以考查考生对知识间的内在联系的理解程度。
  例1.(2011.广东高考)24.小杨同学将部分生物学知识归纳如下,其中正确的是
  分析: 解答“概念图”题型的一般步骤为:(1)认真识别图中概念与箭头,通过箭头的方向寻求概念间的相互关系,把握整个图形所蕴含的生物学意义;(2)寻求图中信息与知识储备的“契合点”,快速达成知识“迁移”;(3)根据设问具体指向,具体分析作答。本题中A图通过图中箭头准确指出了细胞内液各组分之间物质流动的方向,A正确;B图正确体现了激素的分级调节功能,是教材必修3第28页“实例二:甲状腺激素分泌的分级调节”这一知识点的迁移、变式,图示下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),CRH作用于腺垂体使其释放促肾上腺皮质激素ACTH,ACTH最后作用在肾上腺的皮质和髓质,分别分泌糖皮质激素和肾上腺素与去甲肾上腺素,当血液中肾上腺分泌的激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,B正确;C图中淀粉和肝糖原不可以相互转化,葡萄糖和肝糖原可以相互转化,故C错。D图中能量流动是单向的,不能从分解者流向生产者,故D错。
  例2.(2011.山东高考)7.图示某些生物学概念间的关系,其中Ⅰ代表整个大圆,Ⅱ包含Ⅳ。下列各项不符合关系的是
  A.Ⅰ体液 Ⅱ细胞外液 Ⅲ细胞内液 Ⅳ组织液
  B.Ⅰ突触 Ⅱ突触前膜 Ⅲ突触后膜 Ⅳ突触小泡
  C.Ⅰ核酸 Ⅱ核糖核酸 Ⅲ脱氧核糖核酸 Ⅳ信使RNA
  D.Ⅰ免疫 Ⅱ特异性免疫 Ⅲ非特异性免疫 Ⅳ细胞免疫
  分析:本题主要运用子集的思想考查考生对高中生物中基本概念的理解与应用能力。突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触小泡不属于突触前膜的结构,故B错。
  通过上述两个2011年高考试题可见,概念图作为一种有效的教与学的认知工具,能有效促进概念间知识联系,加强概念间的理解,帮助学生发展理解生物概念和现象的整体性知识框架,建构完备的生物知识网络,从而促进学生的知识建构。因此教师在常规教学及备考复习中要注重各知识点的联系,用概念图帮助学生理解生物学概念,并要求学生能用概念图画出各章、节或知识点之间的关系。
  2、过程图
  过程图是指描述生命活动和发展动态过程的图形。常用箭头、字母和数字等表示复杂生命运动的过程或新陈代谢中有序的变化关系,有时借助示意图、模式图等以增加流程图信息容量。
  例3:(2009.广东高考)29.下图表示病菌感染人体后,免疫细胞做出应答的部分过程。请据图答问题。
  (1)图中②为_ T _细胞,④为_ B __细胞。
  (2)⑦与④功能上的区别是_⑦可以分泌抗体而④不能_,由④分化为⑦的过程中,④细胞核内的_ mRNA 通过核孔进入细胞质,该分子的作用是作为_合成蛋白质_的模板。
  (3)抗体从在细胞内合成到分泌至细胞外的过程为核糖体—内质网—高尔基体—细胞膜—胞外
  (4)过程③表示_②将抗原传递给④_,过程⑤表示_病菌(抗原)直接刺激 ④_。
  分析:解答此类题的一般步骤是:(1)回忆有关生理过程的知识;(2)从图形入手,根据箭头前后的内容,联想该箭头所示过程的相关知识;(3)对未知内容理性分析思考。本题考查了特异性免疫、细胞器之间的协调配合以合成分泌分泌蛋白的过程,及遗传信息的表达过程。由图抗体可推知7为效应B细胞(浆细胞),再推知B细胞和T细胞,在准确推断细胞类型的基础上,判断细胞间功能的区别,并推出遗传信息表达过程中合成蛋白质的模板是mRNA。图中还表达了病菌(抗原)直接刺激B细胞的过程。
  在人教版的生物必修和选修教材中,均有很多内容对生命活动和发展动态过程配以过程图进行描述,如分泌蛋白的分泌过程,光合作用、呼吸作用的过程、免疫调节过程、细胞的增殖过程、蛋白质工程流程、植物体细胞杂交流程等。通过这些过程(流程)图,可以使学生更容易的掌握知识,并且进一步的理解所掌握的知识。
  3、坐标曲线图
  坐标曲线以直角坐标系为表现形式,通过曲线的变化,直观地揭示生命现象与某些因素之间的内在联系,或反映某项生理指标随某些因素的变化而发生的规律性变化轨迹。坐标曲线实际上是横坐标(自变量)对纵坐标(因变量)的影响结果,“标”不同,曲线的含义就不同,所以首先要认真识别坐标曲线图中坐标的含义,找出它们之间的联系,是解决这类题型的前提,此为“识标”;其次,曲线是满足一定条件的点的集合,这些点中,有些点很特殊,如曲线的起点、转折点、终点、交叉点等,往往隐含了特殊的含义,明确这些特殊点的含义是解题的基础,此为“明点”;再有就是要正确分析曲线的形状,通过曲线的上升、下降、平缓等形状联想与图像相关的生物学规律、原理等,揭示问题的本质,这是解题的关键,此为“析线”。   例4:(2011.广东高考)26.观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下,蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存细胞中。
  (1)依图9分析,长期干旱条件下的蝴蝶兰在0~4时_有_(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成,原因是_呼吸作用合成_;此时段_无_(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生,原因是_叶绿体无光时不能合成ATP和[H]_;10~16时无明显CO2吸收的直接原因是气孔关闭_。
  (2)从图10可知,栽培蝴蝶兰应避免_干旱_,以利于其较快生长。此外,由于蝴蝶兰属阴生植物,栽培时还需适当__遮阴_。
  (3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的_全能性_,通过植物组织培养技术大规模生产,此过程中细胞分化的根本原因是_基因选择性表达_。
  分析:在近几年的广东高考中,图形图表应用非常多,而且形式多样,图形图表的应用,体现了当前的高考注重对学生进行能力的考查。本题同时出现了坐标曲线图和柱状图,柱状图绝大多数与曲线图类似,其解题的要点也相差不大。
  此题在“南方旱情”的背景下,以正常和长期干旱条件下蝴蝶兰的CO2吸收速率日变化和干重增加量为材料,考查了呼吸作用、光合作用、影响光合作用的因素和应用、植物组织培养的原理。(1)0~4时段由于细胞进行呼吸作用,在第一、二阶段均有[H]产生,第一、二、三阶段均有ATP生成。此时,没有光照不能进行光反应,不能产生用于暗反应的ATP和[H],因此不存在暗反应。10~16时,长期干旱条件下,气温高,蒸腾作用强,导致气孔关闭,引起CO2吸收不足,最终光合作用下降。(2)据图10,可知在干旱条件下,植物干重增加量明显少于正常条件下,因此要避免干旱,才有利于蝴蝶兰生长。阴生植物在强光下光合速率会下降,所以阴生植物栽培时应该适当遮荫。
  4、数据表格
  数据表格是信息呈现的一种重要方式,如内容比较表、实验过程表、数据对比表等。表格题要看清横格和纵格的含义,把握数据规律,要求能正确理解、分析生物学中以表格形式表达的内容和意义,并能准确地描述生物学现象和实验结果。
  研究2011-2013年的广东生物高考试题发现,每年的高考题里面都有大量的数据表格题型。
  例5:(2012.广东)26. (16分)荔枝叶片发育过程中,净光合速率及相关指标的变化见下表。
  叶片 发育时期 叶面积
  (最大面积的%) 总叶绿素含量
  (mg/g·fw) 气孔相对开放度
  (%) 净光合速率
  (μmolCO2/m2·s)
  A 新叶展开前 19 — — -2.8
  B 新叶展开中 87 1.1 55 1.6
  C 新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
  D 新叶已成熟 100 11.1 100 5.8
  注“—”表示未测数据
  (1)B的净光合速率较低,推测原因可能是:①叶绿素含量低,导致光能吸收不足;②__气孔开放度相对低_,导致_二氧化碳供应不足_。
  (2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中,一段时间后,A的叶肉细胞中,将开始积累_酒精;D的叶肉细胞中,ATP含量将_增多_。
  (3)与A相比,D合成生长素的能力_低_;与C相比,D的叶肉细胞的叶绿体中,数量明显增多的结构是基粒_。
  (4)叶片发育过程中,叶面积逐渐增大,是_细胞分裂_的结果;D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著,其根本原因是__基因的选择性表达_。
  分析:本题考查了学生的理解能力和综合分析能力,此类表格综合性强,要求学生能将所学知识融会贯通,能从表格里面获取信息,能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。
  近几年的高考中,数据表格等题型似乎成了高考的主角,彰显其重要性。在解答数据表格类题型时,要注意以下几点:
  (1) 注意数据中的最大值、最小值,平均值和总和等,表格中出现“0”等特殊值的地方要特别小心,弄清原因。
  (2)注意表格中数据或现象间差异形成的原因。
  (3)要看清数据变化的规律,比如是上升、下降还是保持稳定,并分析其原因。
  三、图形、图表在复习中应用存在的问题
  可以预见,图形、图表等题型在今后高考中的地位将越来越重要。利用图形、图表进行教学、复习,能有效的促进学生思维发展,能提高学生的自学能力、思维能力和自我反思能力。但图形图表综合性强,由于学生的个体差异,有部分学生的理解能力、思维能力、动手能力较差,比如在要求画某一知识的概念图时,基础差的同学对概念分层和关系理解混乱,背景知识掌握不透彻,画概念图无从下手或画错或效率较低,如果这个时候老师不理睬、不及时指正,则学生极容易丧失信心,对此类题有敬畏的心理。我们可以通过课堂反馈、作业反馈及时找学生进行个别辅导,作业面批面改,即时反馈,增加互动,让学生感受到我们生物老师无微不至的关怀,引起学生的学习兴趣。总而言之,图形、图表在复习备考的应用是一种高效促进学生知识与能力共同发展的高考复习策略。
  参考文献:
  [1]百度百科.概念图[EB/OL]. http://baike.baidu.com/view/30037.htm
  [2]姚冰娜.例谈生物学坐标曲线图[J].生物学教学,2009,34(2):49-50.
  [3]王源.例析概念图在高中生物教学中的应用[J].教育与管理,2010,07:55-57.
  [4]沈德洪.高考生物图表题常见类型及解题策略[J].理论导报,2011,07:43.
  [5]陶文杰.生物坐标图应对“三步曲”[J].生命世界,2009,07:94-95.
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  [7]2011-2013年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)理科综合试题
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