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生物学学习的重要目标之一是运用生物学的专业语言来分析生命现象、解释相关生命现象的原因、推理生命活动的规律、领悟科学研究的过程和思维方法,因此非选择题中的长句表达类试题成为近几年高考的热门题型,要求考生分析原因、进行逻辑推理、阐述理由。
其常见的两种类型为原因类试题和依据类试题,原因类试题需要考生从事实出发,利用理性思维对原因进行合理推断;依据类试题常需要考生先做出判断,再给出判断的依据。
这两类试题旨在考查核心素养中的科学思维和科学探究,答题时须以合客观和合逻辑为核心,进行逻辑、条理、严密作答。在备考中要注意自觉地运用生物学知识思考并解释生物学现象,体会科学研究过程与科学思维方法,科学、精准地进行表达与交流。
思维方法一、顺流而下——连环追问,合理推断
“顺流而下”策略的解题思路为先抓住起因(合客观),再利用问题链连环追问,作出合理的推断(合逻辑)。答案中要包括两个要点:起因和合理的推断。
【典例】(2022·河北高考节选)19.某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题:
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是________(写出两点即可)。
根据给出的信息,“某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)”,我们可以按照"顺流而下"解题思维的四个方面进行分析解答:
抓住起因: 白化过程导致叶绿体内部结构解体,进而影响ATP和NADPH的合成。
连环追问:
叶绿体结构如何解体?叶绿体类囊体薄膜减少。
叶绿体类囊体薄膜减少后,其上叶绿素等光合色素的数量会如何变化?会减少。
叶绿素等光合色素减少后,光反应会如何受影响?会减慢。
光反应减慢后,光合磷酸化作用会如何变化?会减少。
那么ATP的生成量又会如何变化?会下降。
光反应减慢后,还原反应会如何受影响?也会减慢。
那么NADPH的生成量又会如何变化?会下降。
合理推断:
1) 叶绿体类囊体薄膜和叶绿素减少,光反应减慢,光合磷酸化作用减少,ATP生成量下降。
2) 光反应减慢,还原反应也减慢,NADPH生成量下降。
准确作答:白化过程中叶绿体ATP和NADPH生成量降低的原因是:
1) 叶绿体类囊体薄膜和叶绿素减少,光反应减慢,光合磷酸化作用减少,ATP生成量下降。
2) 光反应减慢,还原反应也减慢,NADP+难以还原为NADPH,NADPH生成量下降。
解题要点在于:
1)准确理解问题,明确考察内容与起因;
2)系统掌握生物知识,理解知识框架与关联;
3)练习问题链推理,构建严密逻辑;
4)养成综合应用知识习惯,推理得出准确结论;
5)答案要点分明,同时包含起因把握与合理推断两方面内容。
“顺流而下”解题思维要从找到正确起因出发,通过连环追问构建严密逻辑,推理出准确结论。这种解题思维在生物学问题解答中尤为常用,需要重点掌握。它需要扎实的知识基础、清晰的知识框架和严密的逻辑思维。这需要长期学习与训练,但一旦熟练掌握,对其他学科都大有帮助。
思维方法二、逆流而上——逆向思维,正向复盘
“逆流而上”策略的解题思路为先抓住结果(合客观),运用逆向思维,步步追问,再正向复盘(合逻辑),整理出答案。
【典例】(2022·辽宁高考节选)21. 小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题:
(3)图2中,当环境温度下降到0℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是___________。
采用“逆流而上”策略解答:
抓住结果:环境温度下降到0°C以下时,小熊猫产热量剧增。
逆向思维:产热量增加,与何种激素分泌增加有关?甲状腺激素和肾上腺皮质激素。
步步追问:
环境温度下降会导致小熊猫体内什么变化?体温下降。
体温下降后,下丘脑会作何反应?分泌甲状腺释放激素和促肾上腺皮质激素。
甲状腺释放激素和促肾上腺皮质激素分泌增加后,甲状腺和肾上腺会产生何反应?甲状腺分泌甲状腺激素增加,肾上腺分泌肾上腺皮质激素增加。
甲状腺激素和肾上腺皮质激素增加后,机体的新陈代谢会产生何变化?加速,产热量增加。
正向复盘:
环境温度下降→体温下降→下丘脑分泌TRH和CRH增加→甲状腺和肾上腺激素分泌增加→新陈代谢加速,产热量增加。
整理答案:环境温度下降到0°C以下时,小熊猫产热量剧增的激素调节原因是:
甲状腺激素和肾上腺皮质激素分泌增加,促进机体新陈代谢加速,产热量增加。
这种解