新2017高考生物一輪復(fù)習 第十二單元 生物學(xué)科思想案例解讀 第3講 抽象問題具體化的思想學(xué)案（含解析）北師大版

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1、 第3講　抽象問題具體化的思想 抽象問題具體化的思想在生物學(xué)科中的應(yīng)用充分體現(xiàn)了“能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達形式準確地描述生物學(xué)事實、概念、規(guī)律和模型等內(nèi)容”的考綱能力要求。 抽象問題具體化的思想是把難以把握又存在復(fù)雜關(guān)系的問題，轉(zhuǎn)變成直觀的具體問題去思考，這種思想是解決問題的策略化思想。其中模型方法是抽象問題具體化思想的最重要的體現(xiàn)。模型方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是邏輯方法的一種特有形式，模型一般可分為概念模型、物理模型和數(shù)學(xué)模型三大類。 　概念模型　是指以圖示、文字、符號等組成的流程圖形式對事物的規(guī)律和機理進行描述、闡明。例如光合作用示意圖、中心

2、法則圖解、免疫過程圖解、超敏反應(yīng)機理圖解、達爾文的自然選擇學(xué)說的解釋模型、血糖平衡調(diào)節(jié)的模型等。概念模型的特點是圖示比較直觀化、模式化，由箭頭等符號連接起來的文字、關(guān)鍵詞比較簡明、清楚，它們既能揭示事物的主要特征、本質(zhì)，又直觀形象、通俗易懂。 案例　如圖是用集合的方法表示各種概念之間的關(guān)系，其中正確的是(　　) 剖析　本題利用集合方法考查相關(guān)概念間的關(guān)系，意在考查學(xué)生的分析、判斷和理解能力。RNA包括mRNA、tRNA和rRNA，三者是并列關(guān)系；染色質(zhì)和染色體是同種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種形態(tài)；真核細胞的分裂方式包括有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂三種；遺傳信息儲存在DNA的堿基排列順

3、序中。 答案　B 備考指導(dǎo) 構(gòu)建概念模型除了上述集合方法外，還有以下方法： 1．知識鏈法：分清概念間的隸屬關(guān)系，把相關(guān)的概念串聯(lián)成知識鏈，如生物體—細胞—細胞核—染色體—DNA—基因—脫氧核糖核苷酸—遺傳信息—遺傳密碼—氨基酸—蛋白質(zhì)—性狀，從而使學(xué)生把分散的知識點整合為知識鏈，形成知識結(jié)構(gòu)的整體性。還可以進一步拓展形成網(wǎng)絡(luò)，如： 2．比較法：就是對相近或相對的概念進行比較，明確這些概念的共同點和差異點，從而能夠?qū)⑺鼈兛茖W(xué)有效地區(qū)分，使概念的外延和內(nèi)涵更清晰，從而形成相近或相對概念的知識體系。 3．分析法：就是把一個概念分成幾個點，通過點了解面，再從面掌握概念。也就是說，對教材

4、概念進行逐詞逐句挖掘，得到條理化的信息。如減數(shù)分裂的概念，在讀完之后，可從范圍、時期、特點、結(jié)果等四個方面進行總結(jié)梳理。 4．圖解法：是一種把事物所包含的內(nèi)容或知識點，用圖解的方法表示其動態(tài)變化的過程、階段(或時期)的特點的思維方法。起到化繁為簡、重點突出、加深記憶的作用。例如，碳循環(huán)過程圖解如下： 生物學(xué)中概念復(fù)習的方法多種多樣，學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容，選擇科學(xué)的學(xué)習方法，區(qū)分開概念的內(nèi)涵和外延，揭示概念反映的客觀事物的本質(zhì)，只有這樣才能達到事半功倍的學(xué)習效果。 　物理模型　就是根據(jù)相似原理，把真實事物按比例大小放大或縮小制成的模型，其狀態(tài)變化和原事物基本相同，可以模擬客觀事物的某些功能

5、和性質(zhì)。如生物體結(jié)構(gòu)的模式標本、細胞結(jié)構(gòu)模式圖、減數(shù)分裂圖解、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)、細胞膜液態(tài)鑲嵌模型、食物鏈和食物網(wǎng)等。物理模型的特點是：實物或圖畫的形態(tài)結(jié)構(gòu)與真實事物的特征、本質(zhì)非常相像，大小一般是按比例放大或縮小的。 案例　如圖是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)過程圖解(1～5)，請據(jù)圖探討相關(guān)問題： (1)物質(zhì)1是構(gòu)成DNA的基本單位，與RNA的基本單位相比，兩者成分方面的差別是________________________________________________________________________ ____________________________

6、____________________________________________。 (2)能形成圖2中的磷酸二酯鍵的酶有______________________________________(供選酶：RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA連接酶)，中心法則中能形成圖中的磷酸二酯鍵的過程有________________________________________________________________________。 (3)圖3和圖4中的氫鍵用于連接兩條脫氧核糖核苷酸鏈，如果DNA耐高溫的能力越強，則________(G—C/A—T)堿基對的比例越高。 (4)RN

7、A病毒相比DNA病毒更容易發(fā)生變異，請結(jié)合圖5和有關(guān)RNA的結(jié)構(gòu)說明其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 剖析　(1)本小題考查了脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的區(qū)別，答題時一定要全面，不要僅僅答出五碳糖種類不同，還要答出堿基種類方面的區(qū)別。脫氧核糖核苷酸中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是胸腺嘧啶(T)；核糖核苷酸中的五碳糖是核糖，特

8、有的堿基是尿嘧啶(U)。 (2)圖中的磷酸二酯鍵是連接脫氧核糖核苷酸之間的化學(xué)鍵，解答本題時要注意，該圖中的核苷酸鏈是脫氧核糖核苷酸鏈，所以RNA聚合酶不會形成圖中的化學(xué)鍵。DNA聚合酶和DNA連接酶都可以形成磷酸二酯鍵，但二者又有所區(qū)別：DNA聚合酶可以將一個個單個的脫氧核糖核苷酸連接到脫氧核糖核苷酸鏈上，而DNA連接酶是將DNA片段連接在一起。中心法則中能形成圖中的化學(xué)鍵的過程就是能產(chǎn)生DNA的過程，包括DNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄。 (3)解答本題時要注意G—C和A—T之間的氫鍵的數(shù)量方面上的差別：G—C之間有三個氫鍵，A—T之間有兩個氫鍵。然后結(jié)合氫鍵數(shù)量多少與DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面的關(guān)系：

9、氫鍵越多則越穩(wěn)定，抵抗高溫的特性就越強，進行判斷。 (4)解答本題要根據(jù)答題的要求進行，圖5是DNA的立體結(jié)構(gòu)模式圖，可以看出DNA的結(jié)構(gòu)是一種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性較強。但RNA一般是單鏈的，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要低于DNA，所以RNA病毒要比DNA病毒更容易發(fā)生變異。 答案　(1)物質(zhì)1中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是T，而RNA的五碳糖是核糖，特有的堿基是U　 (2)DNA聚合酶、DNA連接酶　 DNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄 (3)G—C (4)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)較RNA單鏈結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定(其他合理答案也可) 備考指導(dǎo) 在教材中，物理模型主要是體現(xiàn)生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理過程和生命現(xiàn)象的模

10、式圖或示意圖，在高考試卷中出現(xiàn)的這類模型與教材相關(guān)插圖有一定的聯(lián)系，但是很少完全相同。在復(fù)習備考時應(yīng)該注意以下幾點：(1)要明確教材中各種物理模型中的結(jié)構(gòu)分別是什么，其名稱術(shù)語如何規(guī)范書寫。(2)要把各種物理模型與相關(guān)的理論知識結(jié)合在一起，既要熟練掌握重要物理模型，又要注意細枝末節(jié)。除了清楚各物理模型在知識點中說明了什么問題、如何讀懂它外，還要進行知識的遷移和延伸，并要通過一些變式訓(xùn)練加深對知識的理解，從而提高解題的判斷和推理能力。只有這樣，才能在學(xué)習中將相關(guān)知識串聯(lián)起來。 　數(shù)學(xué)模型　就是用來定性或定量表述生命活動規(guī)律的計算公式、函數(shù)式、曲線圖以及由實驗數(shù)據(jù)繪制成的柱形圖、餅狀圖等。如組成

11、細胞的化學(xué)元素餅狀圖，酶的活性受溫度、酸堿度影響的曲線，光合作用中隨光照強度、溫度、CO2等條件變化時光合作用強度的變化曲線，有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體、染色單體以及DNA數(shù)量的變化規(guī)律，堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，基因分離規(guī)律和自由組合規(guī)律的圖表模型，用數(shù)學(xué)方法討論種群等位基因頻率的變化，探究自然選擇對種群等位基因頻率的影響，同一植物不同器官對生長素濃度的反應(yīng)曲線，“J”型種群增長曲線的數(shù)學(xué)模型和公式Nt＝N0λt，能量金字塔等。 案例　為研究磷對番茄生長的影響，研究小組將相同的番茄幼苗分組提供不同濃度的磷，測定相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制圖1。圖2是在不同條件下測定的番茄的氧氣產(chǎn)生速率和氧氣釋放速率。

12、請回答下列相關(guān)問題： (1)光反應(yīng)的場所是__________________，產(chǎn)物是____________。提取葉綠素的試劑是________________。 (2)圖1中缺磷、高磷處理的植物的光合速率均________(填“小于”、“等于”或“大于”)適磷處理的，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)分

13、析圖2可知，在光照強度為0 klx、溫度為30 ℃條件下番茄幼苗的呼吸速率為________ mmol/h；若番茄幼苗長期處于光照強度為2 klx、溫度為20 ℃條件下，則其能否正常生長________(填“能”或“不能”)。 (4)由圖2可知，在有光條件下，最適合番茄幼苗生長的最小光照強度是__________，溫度是__________。 剖析　(1)光反應(yīng)的場所是類囊體膜，產(chǎn)物是NADPH、ATP。(2)分析圖1，缺磷、高磷處理的植物氣孔導(dǎo)度和葉綠素含量都低于適磷處理的一組，因此缺磷、高磷處理的植物的光合速率均小于適磷處理的植物。(3)由圖2曲線可知，光照強度為0 klx、30 ℃條

14、件下番茄幼苗的呼吸速率為15 mmol/h；光照強度為2 klx、溫度為20 ℃時，番茄幼苗的氧氣釋放速率即凈光合速率為0，則番茄幼苗長期處于此條件下不能正常生長。(4)氧氣釋放速率表示凈光合作用速率。最適合番茄幼苗生長的條件下，單位時間內(nèi)植物體內(nèi)的有機物積累量最多，即氧氣釋放速率最快。由圖可知，在光照強度大于等于6 klx，溫度為30 ℃時，氧氣釋放速率最大。 答案　(1)類囊體膜　ATP、NADPH　無水乙醇　 (2)小于　缺磷、高磷條件下植物的氣孔導(dǎo)度和葉綠素含量均比適磷條件下低 (3)15　不能　(4)6 klx　30 ℃ 備考指導(dǎo) 1．數(shù)學(xué)模型的特點是定性或定量描述各個變量

15、之間的生物關(guān)系。其中，曲線圖的特點是在利用坐標系描述兩個或多個變量之間的定性或定量關(guān)系；柱形圖是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)用柱形方式表示兩個或多個變量之間不連續(xù)的定量關(guān)系；餅狀圖通常利用百分比含量的圓餅狀表示；計算公式或函數(shù)式則是根據(jù)數(shù)學(xué)上的等量關(guān)系、用字母符號建立起的變量之間的定量關(guān)系式。 2．數(shù)學(xué)建模是對生物學(xué)規(guī)律的高度概括和抽象，要引導(dǎo)學(xué)生利用生物學(xué)基本概念和原理，理解數(shù)學(xué)符號、公式、圖表、函數(shù)圖像等數(shù)學(xué)語言表現(xiàn)出生物學(xué)現(xiàn)象、本質(zhì)特征和量變關(guān)系，利用構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的思維學(xué)習生物學(xué)理論知識，能很好地解決一些生物學(xué)實際問題，使考生的知識能力發(fā)生正向遷移，起到舉一反三的效果。在復(fù)習過程中構(gòu)建數(shù)學(xué)模型既有利于考生對知識的理解和掌握(在一些實際的解題應(yīng)用過程中)，又可以充分鍛煉考生的分析、推理和綜合能力，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)在高考的“以能力立意”的理念。 3．在高中生物學(xué)習中，考生應(yīng)樹立理科意識，注意應(yīng)用理科思維，學(xué)會用數(shù)學(xué)建模思想解決生物學(xué)問題。比如：用數(shù)學(xué)上的排列組合來分析減數(shù)分裂過程中配子的基因組成；用數(shù)學(xué)上的概率相加、相乘原理來解決一些遺傳病概率的計算問題等。 6