高考生物图表类试题的解读和破解策略
高考生物图表类试题的解读和破解策略吴志强 （安徽省芜湖市第十二中学）
近年来，高考生物学科试题越发重视生物学基础知识的考查，生物学的基本观点、基本概念、基础理论、基本实验操作技巧。相比文字表述，生物图表可将复杂的、多样的、关联的生物学知识，以形象、直观、概括的形式表达出来，因此成为生物知识表达中的一种不可或缺的表现形式，在高中生物教材知识体系及生物高考试题中，都占据着举足轻重的地位。在今后的高考生物试题中，生物图、表等资料信息题的考查力度将进一步加大。高中生物图表试题，常见的有概念图模型类、图解图示类、坐标曲线、数据表格及直方图类等。
一、概念图模型类试题的解读和破解
概念图是一种用节点代表概念、连线表示概念间关系的图示法，是用来组织和表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念图包括节点、连线、连接词、层次4个基本要素。节点是置于圆圈或方框中的概念；连线表示节点概念间的意义关系；连接词是置于连线上的两个概念之间的意义联系词；层次是指关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示等级关系。常见于试题中的概念图有集合形式的概念原理图、知识树形式的概念原理图。高中生物中的基本概念和原理是学生学习的基础，准确、全面地掌握其概念的本质及相关概念之间的联系是高考的基本要求，也是考查理解能力和综合能力的良好载体。高考试题对概念原理的考查多以概念模型图为载体，考查相应概念的内涵和外延。利用概念模型图不仅可以考查学生对知识的整体把握程度，还可以考查学生对知识之间有机联系的理解程度。
例1.下图1是甲、乙细胞间信息交流的概念模型，a表示信号分子，与之相符的叙述是()
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图1.细胞间信息交流的概念模型
A．若甲是精子，乙是卵细胞，则a是性激素
B．若甲是甲状腺，乙是下丘脑，则a是促甲状腺激素
C．若甲是胰岛A细胞，乙是肝细胞，则a是胰岛素
D．若甲是T细胞，乙是B细胞，则a是淋巴因子
例1中，给出的就是一个知识树形式的概念原理模型。精子和卵细胞之间的识别和结合是通过精子和卵细胞细胞膜的直接接触来实现的，信号分子并不是性激素，而是细胞膜上的糖蛋白；若甲是甲状腺，乙是下丘脑，则a是甲状腺激素；若甲是胰岛A细胞，乙是肝细胞，则a是胰高血糖素；在体液免疫中B细胞受到抗原的刺激后，在T细胞产生的淋巴因子的作用下，增殖分化形成浆细胞和记忆细胞，因此，若甲是T细胞，乙是B细胞，则a是淋巴因子。通过以上分析，可知答案选D。
例2.对下列概念图（如图2）的理解正确的是()
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图2. 4种概念图示
A．甲图中若a、b、c分别表示含有细胞壁、线粒体、中心体的细胞，那么阴影部分可能表示豌豆
B．乙图中若a、b分别表示乳酸菌和蓝藻，则c表示细菌，d表示原核生物
C．丙图中若a表示体液，则b、c、d依次表示细胞内液、细胞外液、组织液
D．丁图中若a表示生态系统，则b、c分别表示种群、群落
本题涉及的是集合形式的概念原理图。豌豆是高等植物，无中心体；丙图中若a表示体液，则b和c依次表示细胞外液、细胞内液，d表示血浆、组织液或淋巴，从属于b细胞外液；丁图中若a表示生态系统，则其成分应包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。通过以上分析，可知答案选B。
概念图题型意在考查学生对基础知识的实质及有机联系的掌握程度。具体阶梯的步骤一般分为“定题眼——链知识——细判断”三步骤。定题眼就是需要认真审题，找出关键字词，明确概念图考查的是什么概念或原理。链知识就是回顾教材对试题涉及的概念和原理的准确描述，并进行适当的拓展和延伸。准确理解概念的内涵和外延。细判断就是利用所学知识验证与题干给出的概念图是否相符合，最后做出准确的答案。突破该类题的关键是理清相关概念间的逻辑关系。这就要求对概念的理解要准确到位、清晰明确，不能似是而非、模棱两可。因此，在高三复习中，需要教师有意识带领学生熟悉各知识概念间联系，并需要有一定的技能性练习。
二、图解图示模型类试题的解读和破解
图解图示主要有流程图、示意图和模式图等，高考中经常涉及的内容主要有细胞结构模式图、光合作用和呼吸作用过程示意图、物质出入细胞的方式示意图、细胞分裂模式图、免疫过程示意图、激素调节过程示意图、神经调节模式图等。这些图解图示型试题主要有两个特点，
一般都是创设在新情境中，以图像、图形或流程图为试题的信息来源，即通过图解图示创设新情境，提供新材料。另一个对学生能力的考查力度大。该类试题是以生物学科中的基本概念、基本理论等作为载体，通过精心设计而命制的一种信息处理和分析迁移题，主要考查学生对图解图示的识别与分析及解决问题的能力。
例3.干细胞中cMyc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2和Oct3/4等基因处于活跃表达状态，Oct3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct3/4、Sox2、cMyc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞(如下图3所示)。下列说法不正确的是()
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图3.干细胞相关基因表达
A．生物体内细胞的生命历程是基因选择性表达的结果
B．高度分化的体细胞不分裂是由于Oct3/4基因未表达
C．细胞凋亡是cMyc、Klf4和Fas基因活跃表达的结果
D．体细胞诱导分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
本题中，涉及的图示是流程图，也可以看做是示意图，通过图示给出相关基因的表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。从图中看出，Oct3/4基因能使高度分化的体细胞变成类似胚胎干细胞，从而恢复细胞的分裂能力，因此Oct3/4基因在高度分化的细胞中处于未表达(或沉默)状态。当cMyc和Klf4基因使高度分化的体细胞的染色体打开后，Fas基因的表达导致细胞凋亡，因此细胞凋亡是在cMyc、Klf4和Fas等基因控制下的细胞程序性死亡过程。体细胞诱导分化成iPS细胞，类似于植物组织培养中的脱分化和再分化过程，未发育成一个完整的生物体，不能体现细胞的全能性。通过以上分析，本题答案选D。
例4.如图4所示，乙烯在细胞内部生理状态及外界环境条件变化引起生成速度的改变，下列说法不正确的是（ ）
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图4. 乙烯在细胞内部生理状态及外界环境条件变化引起生成速度的改变图
A．乙烯是气体物质可通过空间传播，亚麻酸等是乙烯合成的前体之一
B．温度对乙烯生成速度的影响与对呼吸作用中O2吸收速度的影响相近
C．生长素在体内的运转与乙烯产生之间存在负反馈调节机制
D．膜结构功能改变削弱或破坏分室作用，降低底物的可用性
本题考查乙烯的相关知识，其中原理以模式图的形式展示。乙烯是植物体内目前已知的五大类激素之一，对植物的生命活动有重大的调节作用。乙烯是一种气体植物激素，能够通过空间传播进行传播。据图分析，蛋氨酸、亚麻酸等都可以作为乙烯合成的前体，即乙烯的合成体系和途径决不止一条。乙烯合成酶系需要有氧呼吸功能，因此，温度对乙烯生成速度的影响与对呼吸作用中O2吸收速度的影响相近。生长素在体内的运转和分布是调节乙烯产生的重要因素,它刺激生成的乙烯参与。产生的乙烯反过来又影响生长素的运转, 分布和破坏, 两者形成一个负反馈的调节系统。膜的改变除了削弱或破坏分室作用，提高底物可用性。通过以上分析，确定答案选D。
图解图示模型是信息的重要载体和工具，是生物试卷重要的命题形式和手段。它能直观地反映生物的形态、结构和生命过程,高度简洁地概括生理活动之间的相同点、区别和联系。因此一直被高考命题专家青睐，应成为高三复习备考的重点。需要考生做到细心审题，确定每个选项的考察范围，逐一将各选项答案代入图中，根据已有知识储备仔细辨别正确答案。具体解题可以按照“识图——架桥——渡桥”三步解题步骤进行。识图就是识别图解图像中各部分的名称及其关系，对于图解的每一个步骤和过程需要与教材图示和相关知识进行对比。架桥就是将识图获得的信息与教材相关知识联系起来，从而明确试题新情景背后的核心知识。最后就是渡桥，根据核心知识点的明确，挖掘试题中获图示中的隐含信息，最终做出正确答案。
三、坐标曲线、直方图及数据表格类试题的解读和破解
生物与生物之间、生物与环境之间或某一生理活动中某种物质量的变化等，常以坐标曲线、数据表格或直方图的形式进行考查，借助数学方法分析生命现象，既有利于对基础知识的检测，又有利于考查学生的能力，其涉及的内容广，变化形式多。常见的图示有单曲线、双曲线、多曲线、直方图等几种类型。
单曲线常表示某种生物的数量或某一生理过程与某一相关因素之间的关系。如图5所示，曲线走势是在某范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不断减少。相关变量的描述有以下可能，①杂合子所占比例—杂合子自交代数；②无氧呼吸—氧浓度；③可再利用元素—叶龄；④恒温动物耗氧量—温度等。
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图5
双曲线和多曲线指在一个坐标系中，有两条或两条以上的曲线，通常表示不同生物的数量或同一生物的不同器官或生理过程与某一相关因素之间的关系。如图6所示，相关变量的描述是不同温度或CO2浓度下，光合作用强度—光照强度。
图6
例5.为了研究2个新育品种P1、P2幼苗 的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题:
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图7
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图8
(1)图7的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 _________ 相同的实验条件下,测得的单位 时间、单位叶面积 ______ 的释放量。
(2)光合作用过程中, CO2与C5结合生成 _______ ,消耗的C5由 ______ 经过一系列反应再生。
(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较 高,可以产生更多的 _____________ ;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 ___________ 。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因______________
【答案】（1）光照强度、二氧化碳强度 氧气 （2）三碳化合物 三碳化合物。（3）和ATP 参与光合作用的酶 （4）品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少。
本题涉及了多曲线和直方图，试题在作答中，需要对这些图做具体分析。该实验为探究三个品种的光合作用特性，图7的自变量为温度，因变量为叶片的净光合速率，其余条件为无关变量，为了保证实验结果的准确性，实验中应该严格控制无关变量，即叶片年龄、光照强度、二氧化碳浓度等条件应该相同；植物净光合速率可通过测定单位时间单位面积氧气的释放量或二氧化碳吸收量来表示。光合作用暗反应过程中，二氧化碳与C5结合生成C3；而C3在暗反应的过程中通过光合作用提供的能量和原料经历一系列反应再生C5，达到了碳循环的过程。P1的叶片光合作用能力最强，由图8可知其不但叶绿素含量更高，同时含有更多的蛋白质，叶绿素参与光合作用光反应过程，光反应过程在叶绿体类囊体薄膜上进行，产生和ATP；光合作用过程进行了一系列复杂的反应，需要许多不同的酶来催化反应，酶的本质为蛋白质，参与光合作用的酶含量的增加可以促进光合作用。栽培以后，P2植株干重显著大于对照，说明P2光合作用速率明显较对照组快，但籽实产量并不高，最可能的原因是P2向籽实运输的光合产物少。
例6.为了研究呼吸作用和光合作用的关系，某研究小组以大棚种植的青菜为研究对象开展实验，结果如下：
组别
实验
处理
温度℃
20
30
光照强度
klx
12
16
12
16
实验
结果
光合速率
-2
-4
14
14
(1)实验中测得的光合速率是____，（填“净光合速率”或“总净光合速率”），指代的是____。
(2)光照强度4klx时，30℃青菜光合作用固定的C02量____(填“大于”、“等于”或“小于”)20℃光合作用固定的CO2量，原因是____。30℃的温度下，光照大于12klx以后限制青菜光合作用速率，可以通过增加来达到增产的目的。
【答案】（1）净光合速率 单位时间单位面积C02的吸收量（2）大于 30℃青菜的呼吸速率大于15℃时的呼吸速率 二氧化碳浓度（施加干冰、有机肥等）。
本题考查光合速率与净光合速率之间的关系、对光合作用的影响因素分析和对光合速率曲线解读等知识，旨在考查考生对基础知识的理解和曲线图的分析处理能力。（1）图中起点是负值，即在黑暗下释放了C02，所以图示的是净光合速率。根据图示的光合速率的单位是mgCO2/（单位叶面积•h）可知，净光合速率指代的是单位时间单位面积C02的吸收量。（2）光照强度4klx时，30℃青菜的净光合速率等于20℃时的净光合速率，因为30℃青菜的呼吸速率大于15℃时的呼吸速率，所以30℃青菜光合作用固定的CO2量大于20℃时光合作用固定的CO2量。30℃的温度下，光照大于12klx时，光照强度已饱和，此时限制光合速率的外界因素主要是CO2浓度，可以通过施干冰、增施有机肥等措施来增加CO2浓度达到增产的目的。
坐标图是运用数学语言来表达生物学过程、状态、关系的方法之一，意在考查学生将数学语言转化为生物学信息的分析、推理、转化能力，是知识应用型图表题中的难点。柱状图与曲线图反应线性过程相比，柱状图反应的是某一点或某一时期的特点。解题思路是把柱状图反应的时期特点，对应到相应的线性过程中，分析图中各数量不同的原因。坐标题失分的很大一部分因素是学生忽略题中给出的横纵坐标含义，而根据自己的想当然开始做题，导致会的题做错，这是完全可以避免的。因此要在平时练习中，让学生养成“见坐标图，先看横纵坐标含义”的习惯。曲线图或数据表的题型，一要三看：看纵坐标（因变量），看横坐标，看曲线的起点、拐点和终点；二要控制相关量（无关变量），分析其他量（自变量）对因变量的影响；三要记住限制图表中的变量关系，如例6中的光合速率与呼吸速率的内、外部因素及光合速率和呼吸速率的关系，结合通常于密闭状态下的具体情况进行分析。
综合以上分析，高三生物复习中，教师需要对教材的组织更为科学、合理，合理利用概念图、图解图示、坐标曲线、直方图及数据表格等来开展教学。在教学过程中加强师生互动，力争做到对每种类型的试题、知识点进行解读，对每种类型的试题进行解法的破解指导，从而调动学生学习的积极性、能动性，培养学生的解决问题能力和理科思维能力，从而全面提高高三生物复习效率。
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