我們通過對《考試大綱》的研究發(fā)現(xiàn),生物學科更加注重考生的能力與素養(yǎng),考查考生對生物科學和技術的基礎知識的掌握、實驗探究能力、獲取新知識和處理信息的能力等。本文筆者結合高三生物教學實踐,以圖表為重點,以光合作用影響因素相關高考題為依托,總結該類題型的一般解法,引導考生從題干中獲取相關生物學信息,提升思維轉化能力。
一、曲線信息圖試題——緊抓關鍵點,以不變應萬變
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在聯(lián)系,或反映某項生理指標(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。考生須看懂曲線圖才能解決曲線信息圖試題。
例1 為了探究生長條件對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)較長一段時間(T)后,測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量),光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示,回答下列問題:
(1)根據(jù)圖判斷,光照強度低于a時,影響甲組植物光合作用的限制因子是 。
(2)b光照強度下,要使甲組的光合作用強度升高,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)一段時間(T)后,再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度,得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是
。
【方法與解析】1. 確定實驗目的,找出相關變量
認真審題,明確解題要求,仔細辨識橫坐標、縱坐標代表的變量。找出橫坐標、縱坐標之間的聯(lián)系,是解曲線信息圖試題的基礎。該實驗是在不同生長條件下,即在自然光照和低光照兩種情況下,研究自變量光照強度(橫坐標)與因變量光合作用強度(縱坐標)之間的關系。
2. 緊抓關鍵點,分析曲線走勢
坐標圖上的曲線是滿足一定條件點的集合。有些關鍵點,如曲線的起點、轉折點、終點、曲線與橫縱坐標以及其他曲線的交叉點,這些點往往隱含著某些限制條件或特殊的生物學含義,明確這些關鍵點是解答題目的關鍵。圖中a、b兩點各代表在不同條件下的光飽和點,即達到最大光合速率的最小光照強度。在光飽和點之后,光合作用強度已不再隨光照強度的變化而變化,說明在a、b點之前的影響因素就是橫坐標所代表的因素。在a、b點之后的影響因素就是橫坐標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度。
3. 回歸書本知識,找出知識關聯(lián)點
光合作用的主要影響因素如下:
考題往往都是以書本知識為出發(fā)點的,所以聯(lián)想與曲線變化有關的知識點,回歸課本基礎知識是很有必要的。 在b點之后的影響因素就是橫坐標所代表的因素之外的因素。外因有溫度、CO2的供應量;內因有色素的含量、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)題意在考查考生運用所學知識通過比較、分析、綜合等方法對相關問題進行解釋和推理的能力。題干涉及遺傳問題,而結合書本知識“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,而非遺傳物質改變造成的。
【思維能力轉化點撥】
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,重視題目設問的角度,通過必要的信息加工和轉化,使題目要求解決的問題明朗化,運用所學基礎知識分析作答。
【答案】(1)光照強度 (2) CO2濃度 (3)乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的,而非遺傳物質的改變造成的
二、表格信息試題——表格小轉化,解題大不同
表格信息試題常將許多生物學數(shù)據(jù)用表格形式進行統(tǒng)計,概括性強、知識容量大、隱含信息多。表格不僅考查考生的思維結果,更考查考生的思維過程。如何將表格中的信息轉化為圖像或文字是考查的重點。
例2 為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對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照組,另4組在人工氣候室中生長作為實驗組,并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同,于中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實驗處理及結果如表所示:
回答下列問題:
(1)根據(jù)本實驗結果,可以推測中午時對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)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。
(2)在實驗組中,若適當提高第 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,CO2進入葉肉細胞的過程 (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. 確定實驗目的,找出相關變量
解答表格信息試題首先要弄清表格設置的目的,行、列各有哪些項目和規(guī)律,其次要理解行列代表的含義。該實驗涉及兩個自變量,分別為濕度和相對濕度,因變量為光合速率。對實驗結果進行分析時,應遵循單一變量原則。
2. 比較、分析與綜合
比較是把各組結果加以對比,確定它們的相同點、不同點及相互關系的過程。比較后要通過細致的分析,尋找差異產(chǎn)生的原因,最后又要綜合考慮,聯(lián)系生物學基礎知識,進一步加深對該實驗本質和規(guī)律性的認識。
第(1)題要用比較、分析與綜合的思維方法來解決。通過比較對照組和實驗組一、實驗組二發(fā)現(xiàn),在相同溫度條件下,小麥光合速率隨相對濕度的增加而加快,但比較實驗組二、實驗組三、實驗組四可知,相對濕度相同時,小麥光合速率隨溫度變化不明顯。由此分析推測中午時對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度。結合人教版教材必修1課后類似的習題,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度大,氣溫高,氣孔關閉,反而光合作用減弱,這種現(xiàn)象在生物學上稱之為“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)題通過比較實驗組二、實驗組三、實驗組四可知,小麥光合作用的較為適合溫度為31℃左右,而實驗組四的溫度為25℃,遠低于31℃,所以可適當提高實驗組四的環(huán)境溫度以提高小麥的光合速率。
【思維能力轉化點撥】
在分析實驗時,應將對照組和實驗組進行對照分析,將實驗組和實驗組進行對比分析,兩組實驗之間遵循單一變量原則。從題干和表格中取得有效信息,將表格內的信息正確轉化為文字,運用專業(yè)術語正確答題。
【答案】(1)相對濕度 在相同溫度條件下,相對濕度改變時光合速率變化較大 增加 (2)四 該實驗組溫度未達到光合作用的最適溫度 (3)不需要不需要