2011高三生物二轮专题复习课件：题型突破(2) 数学模型类

第二部分题型突破篇专题一生物模型建构专训第二讲数学模型类数学模型就是对于一个特定的事物为了一个特定目标，根据特有的内在规律，作出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。数学模型通常以数学关系式的形式表示出来，并配以曲线图、表格、柱(条)形坐标图等形式。通过此种命题形式来阐述生物学事实、概念、原理和规律等内容，具有情景新，文字阅读量小，信息量大，直观明了，形式灵活多样等特点，从而较好地考查学生获取和处理信息的能力。类型1从标曲线型坐标曲线题主要考查学生对生物之间、生物与环境或某一生理活动中某种物质量的变化等有关的数值变量函数关系的理解和掌握情况。借助数学方法分析生命现象，既利于基础知识的检测，又有利于考查学生的能力，内容广，变化多，分为单曲线，双曲线和多曲线等几种类型。1．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。常有以下种类：(1)升曲线(2)降曲线(3)先升后降(4)先降后升(5)升降不断变化2．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。图例相关变量图例相关变量种群数量—时间(共生)果实发育、果实不发育—是否受粉种群数量—时间(捕食)恒温动物、变温动物的耗氧量—温度厌氧生物、好氧生物的呼吸强度—氧气浓度种群数量—时间(寄生)阴生植物、阳生植物的光合强度—光照强度C3植物、C4植物光合强度—CO2浓度种群数量—时间（竞争）根、芽、茎的生长状况—生长素浓度【例1】阅读下列与光合作用有关图像，请据图分析回答下列问题：(1)若甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合作用速率与光照强度和温度的关系。①在温度为10℃、光照强度大于________千勒克司时，光合作用速率不再增加。当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合作用速率的限制因素是________。当温度为20℃时、光照强度大于L3千勒克司时光合作用速率的限制因素是________。②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合作用速率。L1光照强度温度(2)若丙图表示A、B两种植物的光合作用速率与光照强度的关系。①当A、B两种植物的总光合作用速率相同时，光照强度约为________千勒克司。②A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖________mg。(计算结果保留一位小数。相对原子质量C－12，H－1，O－16)③A植物在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于________千勒克司。610.96(3)若丁图表示温度与光合作用速率之间的变化曲线。①该图中C点横坐标表示该光照强度条件下，光合作用的__________。出现CD段的原因是____________________________________________。②请先依据丁图信息在甲图中绘制在50℃的条件下，植物光合作用速率变化的曲线。然后再根据甲图，在丁图中绘制光照强度为L1时，10℃～50℃之间光合作用速率变化的曲线。最适温度随温度的升高，酶活性降低，光合作用速率降低解析：本题通过坐标曲线的形式综合考查了环境因素对光合作用的影响。就能力方面，着力考查了识图分析问题的能力、绘图能力、计算能力、知识的迁移应用能力。(1)①从甲图可以看出，当在温度为10℃、光照强度大于L1千勒克司时，光合速率不再增加，当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合速率随光照强度的增大而增大，所以限制因素是光照强度。②甲图中，当光照强度为L2时，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速率分别为2、4、4(单位)，在乙图中找到对应点即可；(2)①丙图中纵坐标应为净光合速率(净光合速率＝总光合速率－呼吸速率)，而题中是要找出A、B植物总光合速率相同时的光照强度，分析时抓住两者呼吸速率不同这一关键点(A为4、B为2)，应该寻找“A总光合速率＝A净光合速率＋4＝B总光合速率＝B净光合速率＋2”的光照强度点，即“A净光合速率－B净光合速率＝2”的关键点，所以读图可知应该是6千勒克司；②A植物在光照强度为9千勒克司时，净光合作用速率为8mg，则2小时内单位叶面积吸收二氧化碳量为16mg，折算成2小时内葡萄糖积累量＝16×180/6×44＝10.9mg。③欲使A植物一昼夜内有机物积累量为正值，最少应使白天12小时光合作用积累量大于夜晚12小时的呼吸作用量，由于昼夜时间相等，如果两者刚好相等，则一昼夜中有机物的净积累量为0，此时白天的净光合作用每小时净量应与夜晚呼吸作用量相等，即纵坐标值为4时，所以只有当光照强度大于6千勒克司时才能满足上述条件。(3)①丁图中C点时光合作用速率最大，所以C点横坐标含义为该光照强度条件下，光合作用的最适温度。出现CD段的原因是随温度的升高，酶活性降低，光合作用速率降低。②分析丁图可得出：50℃时植物光合作用速率应介于20℃和30℃之间，分析甲图发现，在光照强度为L1时，温度不是限制因素，所以在10℃～50℃之间光合作用速率没有发生变化。所以曲线如答案图中所示。突破“坐标曲线”的关键是“三看”(识标、明点和析线)1．“识标”——理解图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标的关系，再结合教材联系相应的知识点。2．“明点”——明确曲线中的特殊点(顶点、始终点、转折点、交叉点)所表示的生物学含义。3．“析线”——分析曲线的走向、变化趋势，揭示各段曲线的变化含义和原因。若为“多重变化曲线”，则应先确定某一自变量来分析，然后再多重综合考虑。1．(皖南八校联考)下图表示不同条件下，人体内某些物质含量变化的趋势，其中正确的是()解析：寒冷刺激时，甲状腺激素含量增多，A错误；正常人空腹状态下口服一定量葡萄糖一段时间后，血糖含量仍应维持在80～120mg/dL，B错误；进食后随血糖浓度的变化，人体内胰岛素的降血糖作用和胰高血糖素的升血糖作用相互拮抗，共同实现对糖代谢的调节，C错误。答案：D2．建构模型是生物学的一个基本方法，用模型可以直观的表示许多生物学现象或生理过程。下列与图示模型生物学现象或过程不相符的是()A．若横坐标表示时间，纵坐标表示种类数量，则曲线b可表示种子萌发过程中的一段时间内有机物种类的变化，曲线a表示种子中有机物总量的变化B．若横坐标表示时间，纵坐标表示数量，则曲线中a、b可表示在植物突然停止光照后，一段时间内叶肉细胞叶绿体中C5和C3的变化趋势C．若横坐标表示时间，纵坐标表示浓度，则曲线b可表示置于0.3g/mL的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，一段时间内细胞液浓度随着时间推移的变化，曲线a则表示液泡体积的变化D．若横坐标表示种群数量，纵坐标表示稳定性，则曲线a可表示生态系统的抵抗力稳定性，曲线b可表示生态系统的恢复力稳定性解析：在种子萌发过程中，种子的代谢加强，通过呼吸作用形成的各种中间产物增加，有机物的种类增加，由于呼吸消耗，有机物的总量在减少；在光合作用过程中，突然停止光照，光反应停止，C3的还原很快停止，而此时CO2的固定仍在进行，所以C3的含量会上升，C5的含量会下降；细胞渗透失水时，一段时间内细胞液的浓度增加，液泡的体积减小；生态系统中生物的种类越多，结构越复杂，其抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱。答案：D类型2表格分析型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。常见表格除了数据表格，还有一种材料(过程)表格，是以材料(处理过程)作为主体记录的表格。常用“有、无、多、少”等词表述不同对象的材料(或处理过程)差异，读取表格信息时，要特别注意以下几点：(1)注意表格中数据或现象间差异形成的原因。(2)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。(3)要看清数据变化的规律，比如是上升、下降还是保持稳定，并分析原因。【例2】(四川绵阳诊断)为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：试管底物和试剂实验条件11mL10%鸡蛋清溶液37℃水浴21mL10%鸡蛋清溶液＋1mL胰蛋白酶37℃水浴；pH为531mL10%鸡蛋清溶液＋1mL胰蛋白酶？41mL10%鸡蛋清溶液＋1mL胰蛋白酶5℃水浴；pH为8下面有关分析合理的是()A．实验想要探究影响酶活性的因素是温度B．1号试管设置正确合理，为空白对照组C．3号试管的实验条件是37℃水浴，pH为8D．蛋清液和酶液应在混合均匀后再进行水浴解析：A错误：本实验设置了温度和pH为自变量，研究温度和pH对酶活性的影响；B错误：1号试管设置不遵循单因子变量原则和等量原则；C正确：2号与3号对照，只有pH一个变量，3号和4号对照，只有温度一个变量，故3号的实验条件最好为37℃水浴、pH为8；D错误：鸡蛋清溶液和酶液应先分别保持在实验条件的温度下，再混合，否则混合均匀后再进行水浴保温，则蛋白质在胰蛋白酶的作用下已经开始分解。答案：C表格分析题的一般解题方法1．审题：首先，要明白行标题、列标题和数据标题的含义。其次，分析各行各列的数据变化。2．找答案：首先，把表格转变成文字，经联想找出所要考的知识。其次，分析各行各列的数据变化，找出最大值、最小值和数据变动的原因。第三，要行与行、列与列进行比较，看有无单一变量的对照关系或因果关系等，从而得出结论。3．定答案：结合概念和原理答题，把表格转变成文字。表达要准确，尽量用课本上的生物学术语表述；书写要工整、条理要清楚，同时也可把信息变成表格，即表格设计题，如过程表格设计、实验表格设计。3．(潍坊质检)科学家对某草原生态系统的能量流动进行了研究，获得下表数据。下列有关叙述不正确的是()营养级从上个营养级流入的能量数[kJ/(m2·y)]呼吸消耗的能量数[kJ/(m2·y)]Ⅰ501.2Ⅱ141.079.1Ⅲ15.913.2Ⅳ0.90.5分解者221.7192.6A.该生态系统从第Ⅱ营养级到第Ⅲ营养级的能量传递效率为11.28%B．第Ⅰ营养级固定的太阳能总量是863.9kJ/(m2·y)C．营养级之间的信息交流是双向的D．该生态系统遭受火灾后，发生的群落演替属于次生演替解析：本题考查生态系统的能量流动、信息传递和群落演替。第Ⅱ营养级与第Ⅲ营养级的能量传递效率为15.9/141.0＝11.28%，故A对；第Ⅰ营养级固定的太阳能的总量为501.2＋141.0＋[221.7－(141.0－79.1)－(15.9－13.2)－(0.9－0.5)]＝798.9kJ/(m2·y)，故B错；群落间的信息交流是双向的，故C对；该生态系统遭受火灾后，发生的演替属于次生演替，故D对。答案：B类型3柱(条)形坐标图(或坐标直方图)是在坐标轴的平面上画出长方形(即柱形)图像，内部可以填涂细点或条纹等，其最大特点是反映着某个“点”上的量变多少。故在建构“柱(条)形坐标图”时，一是要抓住“点”，使“点”定位准确，二是要抓住“形”，使“形”符合“柱(条)形坐标图”的画法要求。此类试题能够比较好地综合考查考生审阅、提取信息和利用信息的能力。【例3】直方图能直接明了地描述生物学的原理与本质，因此得到了广泛地运用，请你依据所学的生物学知识，分析下列直方图，其中错误的是()解析：关键信息：“衰退型”、“杂合子”、“自交”、“纯合子”、“四分体”、“生长激素”。知识依据：种群年龄组成、杂合子自交计算、四分体时期的特征和分泌蛋白的合成、分泌。完整分析：衰退型种群中幼年个体少，老年个体多，因此A项不正确。杂合子豌豆自交，纯合子比例为1-（1-2n），随着自交代数的增加。其比例越来越接近1，因此B项正确。四分体时期，染色体数目没有增加，但DNA已经复制，因此染色体︰DNA︰染色单体=1︰2︰2，C项正确。生长激素的成分是蛋白质，与其合成、分泌相关的细胞结构及先后次序是内质网→高尔基体→细胞膜