高三生物坐标曲线专题教师版.docx

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高三生物坐标曲线专题教师版

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通过分析近几年的考纲和高考题，不难发现图形、图表信息题在考查学生识图能力和形象思维能力等方面有着比文字检测更好的效果。

因此，这方面的高考命题仍将是一大趋势。

一般图形、图表信息题命题形式十分灵活，考生在解答这类题目时，如何快速、准确地理解和运用图表所提供的信息，实现图文转换，数形转化，在一定程度上也一直是制约不同考生成绩的“瓶颈”之一。

生物坐标曲线题的类型及解题方法

坐标曲线图是能力要求较高的一种题型，它能借助简单的线条走向，巧妙地表达生物体结构与功能、结构与生理活动等较为复杂的过程，侧重考查学生对图像含义的理解，图像信息的收集与处理以及曲线与文字、文字与曲线的相互转化等方面的综合能力。

一、解题基本步骤

1、识图：

一看纵横坐标含义；二看特殊点（起点、拐点、落点）；三看变化趋势（规律）；四看曲线之间的关系。

2、运用所学知识分析综合图像与生物学含义。

3、针对题意运用图像特征解决问题。

二、准确把握曲线的变化“趋势”暨常见生物曲线的类型

（一）、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，常见类型如下：

1．升降曲线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而增大，超过某一值时，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而减小。

该变化趋势可以表示：

（1）温度或PH值对酶活性的影响；

（2）生长素浓度与植物生长速度的关系；（3）温度对呼吸强度、光合强度的影响；（4）叶中可被再利用的矿质元素含量与叶龄的关系；（5）叶片中叶绿素的含量与叶龄的关系；（6）绿色植物体内干物质积累量与叶面积指数；（7）根吸收矿质离子与温度的关系；（8）质壁分离及复原的细胞中细胞液浓度与时间的关系；（9）种群增长率与时间的关系；（10）微生物的生长曲线等。

2．升平曲线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而增大，超过某一值时，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而趋于稳定。

如：

（1）酶促反应速率与底物浓度（酶量一定）的关系；

（2）O2浓度与有氧呼吸速率、ATP产生速率的的关系；（3）O2浓度与矿质离子的吸收速率的关系；（4）光合作用强度与CO2浓度、光照强度、矿质元素、水分的关系；（5）质壁分离后进行复原的细胞重量与时间的关系；（6）叶中不可被再利用的矿质元素含量与叶龄的关系；（7）杂合子自交后代中纯合子所占比例；（8）自然状态下种群密度与时间的关系等。

3．降曲线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而减小。

如：

（1）O2浓度与乳酸菌无氧呼吸强度的关系（O2存在时发酵作用受抑制）；

（2）发生质壁分离的细胞重量与时间的关系；（3）发生渗透作用失水的细胞重量与时间的关系；（4）杂合子自交后代中杂合子所占比例；（5）生态系统恢复力稳定性与营养结构的复杂程度的关系；（6）恒温动物耗氧量与环境温度的关系等。

4．升曲线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而增加。

如：

（1）卵裂中DNA总量与时间的关系；

（2）理想状态下种群密度与时间的关系；（3）生态系统抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度的关系；（4）变温动物耗氧量与环境温度的关系等。

5降升曲线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而减少，超过某一值时，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而增大。

如：

（1）DNA溶解度与NaCL溶液浓度的关系；

（2）酵母菌的呼吸强度（产生CO2量）与O2浓度的关系；（3）绿色植物光合强度在夏季10时-14时之间的变化；（4）种子萌发时干重与萌发天数的关系；（5）种群密度与杀虫剂使用时间的关系等。

6．平直线：

曲线递变规律：

在一定范围内，纵坐标变量随着横坐标变量的增大而保持不变。

如：

（1）高温、过酸、过碱处理后，温度、PH值对酶活性的影响；

（2）每个细胞的核DNA分子数与细胞分裂次数；（3）DNA含量——前、中、后期

（二）、双曲线和多曲线：

在一个坐标系中，有两条或两条以上的曲线，通常表示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，常见类型归总：

种群数量与时间（共生）

种群数量与时间（竞争）

种群数量与时间（捕食）

种群数量与时间（寄生）

变温动物和恒温动物的耗氧量与环境温度

厌氧生物和好氧生物呼吸强度与氧分压

抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生物系统结构（复杂程度）

短日照植物和长日照植物开花前的时间与日照长度

根、芽、茎的生长与生长素浓度

阳生植物和阴生植物光合作用强度与光照强度

C3和C4植物光合作用强度与CO2浓度

种子萌发吸胀吸水和渗透作用吸水量与时间

果实发育情况（果实直径）与是否授粉

（三）特殊类型

图形

适用的知识点

备注

酶的催化效率/时间（酶的钝化）

起点、终点与坐标轴相交

自由扩散速度/（半透膜两侧溶液）浓度差渗透速度/（半透膜两测溶）浓度差

起点为O

光合作用强度（CO2吸收量表示）/光照强度

a点表示只进行呼吸作用，b点表示光的补偿点，c点表示光的饱和点，I表示净光合量，II表示总光合量

生长素对植物不同器官促进作用/生长素浓度

表示了各器官在最适宜浓度时促进作用最大；根对生长素浓度最敏感；生长素作用具有两重性等。

有丝分裂染色体数变化

曲线表示有丝分裂一个细胞中染色体数目变化，后期结束进入末期时，有一段时间处于一个细胞两个核状态。

有丝分裂DNA分子数变化

曲线表示有丝分裂一个细胞中DNA数目变化，后期结束进入末期时，有一段时间处于一个细胞两个核状态。

减数分裂染色体数变化

减数分裂DNA分子数变化

人体血糖浓度/进食后时间

三、解读图像中的重要“数据”

曲线图可以直观地反映事物在时间或空间上的变化以及不同事物之间量的关系。

在纵、横坐标上有一些很重要的数据，如“0”“1”“100%”“37℃”等，认真分析这些数据所对应的曲线上点的生物学含义。

四、认清坐标轴表示的含义

例1：

下图示某一生物体内有关细胞分裂图解与图像。

根据图示下列叙述不正确是（ ）

A．乙图中细胞可能会发生基因重组  

B．图1中CD段形成的原因是由于着丝点的分裂 

C．由图乙中细胞分裂方式可判断该生物是雌性动物 

D．丙图细胞的分裂时期与图1的DE段相吻合 

解析：

图1中曲线与细胞核中DNA含量变化曲线极相似，实际上BC段对应的是每条染色体有两条姐妹染色单体（有2个DNA分子）的时期，也就是有丝分裂的前期和中期或者是减数分裂的减Ⅰ前期至减Ⅱ中期，DE段为每个染色体只有1个DNA分子的时期。

答案D。

五、抓住曲线的“变化点”

坐标图上的曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点的集合中，有些特殊点如曲线的起点、顶点、转折点、交叉点等，它们隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊的含义，有助于快速、准确的提取有效信息，再经过分析判断，得出相应的结论。

（一）起始点

例2：

将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3mol·L－1

的蔗糖溶液和0．5mol·L－1的尿素溶液中，观察

其细胞体积随时间的变化情况，如图所示的曲线中

A、B、C表示的细胞，在蒸馏水中的是A；

在蔗糖溶液中的是C；在尿素溶液中的

是B。

解析：

图中植物细胞的起始体积为P，曲线A的细胞体积比原来的大，呈吸水状态，表示浸在外界溶液浓度比细胞液浓度低的蒸馏水中；曲线B的细胞体积先变小后又恢复到与原体积一样，表示细胞先出现质壁分离后自动复原，是浸入尿素中的结果；曲线C的细胞体积比原来的小，呈失水状态，表示细胞处于外界溶液浓度比细胞液浓度高的蔗糖溶液中。

例3：

某人表现出多饮、多尿和多食且日渐消瘦，在

医院检查尿糖呈阳性，该病人与正常人（2人均空

腹）同时1次口服葡萄糖100g，每隔1h测1次血

糖，绘制成图中的两条曲线，图中表示该病人血糖

变化曲线的是a曲线。

解析：

图中曲线表示的是让糖尿病人与正常人（均空腹）同时一次口服大量葡萄糖，每隔一定时间测一次血糖浓度绘制而成的两条曲线。

由于曲线a的起点大于160mg/dL，则可以断定此曲线表示糖尿病患者。

4、下图曲线中，能正确表示动物肌细胞线粒体内ATP产生

量与O2供应量之间关系的曲线是（B）

解析：

本题答案显然在曲线②③之间，因为ATP的产生和消耗保持着动态平衡。

比较②③即可发现：

在曲线②中，当O2为0时，ATP不为0，既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸。

在曲线③中，当O2为0时，ATP为0，只进行有氧呼吸。

（二）顶点

例5：

从海洋的不同深度采集到四种类型浮游植物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），测定了每种类型在不同光照强度下光合作用效率，如图所示，在最深的海域采集到的应是（D）

A、ⅠB、ⅡC、ⅢD、Ⅳ

解析：

海洋中水深不同，生活的藻类也不同，因为水层深度可以改变光照强度和光质。

水层越深，光照越弱，适宜的弱光下生存的藻类其光饱合点即光合速率达到最高点时，所对应的光强度在X轴上出现得也就越早。

例6：

表示四种植物（A、B、C、D）在不同光照强度下

光合作用速率的变化曲线，其中最适于在荫蔽条件

下生长的植物是（D）

例7:

右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是（D）

A、酶反应的最适温度

B、酶因热而失活

C、酶反应生成物量与时间的关系

D、酶反应速度和酶量的关系

解析：

该图反映的是时间、温度、生成物量3个变量间的关系，其他影响酶促反应的因素都是定量。

①当确定时间为单一变量时，分别观察200C、300C、400C时的曲线，可见随着时间变化，生成物量递增，表示酶一直有活性；再分别观察500C、600C、700C时，随着时间推移，生成物量先递增后稳定，表明酶开始时有活性，随着温度越高，酶越易失活。

所以B、C项正确。

②当确定温度为单一变量时，时间为定量，选a点观察，500C时生成物量还在增加，说明酶还有活性，600C、700C时生成物量不再增加，说明酶已失活，选b点观察时，500C时生成物量已不再增加，表明酶已失活；而200C、300C、400C时，生成物量最多的是400C，表明其酶的活性最大。

所以A项正确，图中不能反映的应该为D项。

（三）转折点

例8：

番茄种子播种在苗床上，在适宜的条件下，第6天子叶展开，第9天幼叶出现。

研究人员从种子到幼苗形成期间每天测定其干重，并绘制成曲线。

下面四个曲线图中，正确的是（A）

ABCD

解析：

图中表示把番茄种子播种在苗床上，在适宜的条件下，从种子到幼苗形成期间每天测定其干重所绘制的曲线。

开始一段呈下降趋势是因为种子萌发过程中，呼吸作用加强，有机物被消耗，干重逐渐减少。

6天以后曲线呈上升趋势是因为子叶展开，开始进行光合作用，有机物开始积累，干重逐渐增多

例:

9：

下图为大豆种子在萌发幼苗的过程中的干重与鲜重的变化曲线。

其中表示鲜重的曲线以及开始进行光合作用的时间点分别是（ ）

 A．c，M     B．a，O   C．b，N  D．d，S 

解析：

种子萌发过程中，呼吸作用加强，有机物被消耗，干重逐渐减少，O点开始进行光合作用，有机物开始积累，干重逐渐增多，即曲线c表示干重。

种子可以吸涨作用吸水，长出根后可以渗透作用吸水，故鲜重一直增加，即曲线a。

答案B。

（四）交叉点

例10：

下图中最适合贮藏蔬菜、水果的最佳浓度是。

解析：

曲线A表示有氧呼吸，曲线B表示无氧呼吸，a点表示此时有氧呼吸与无氧呼吸释放的二氧化碳相等。

此时的氧气浓度较低，有氧呼吸较弱，同时又抑制无氧呼吸，因此有机物消耗较少。

c点以后表示只进行有氧呼吸。

至于水果的储存应选择二氧化碳生成最少时对应的氧气浓度（即C曲线的最低点）

例11：

叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，

叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。

如图表示叶

面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。

（1）A点代表的意义是光合强度=呼吸强度。

（2）两条曲线所围成的部分代表有机物的积累量

例12：

20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。

请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。

答案：

①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低

②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。

原因

是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣

的生长。

③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。

原因是

地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。

例13：

如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后，根据其吸收CO2量制成的曲线。

下列叙述正确的是（  ）

A．曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用

B．曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用 

C．在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等 

D．整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱

解析：

光照强度为0时，无光合作用，故交点A表示呼吸作用强度；随着光照增强，光合作用强度增大；交点B表示光合作用和呼吸作用的速率相等，植物既不从外界吸收CO2，也不向外界释放CO2。

答案C。

六、多种因素同时分析，多条曲线进行比较，提高综合解题能力

在自然界中，生物的各个生理过程都是受多种外界因素影响的，或者一个因素的变化也会影响多个生理过程。

（一）、多种因素影响同一生理过程

例:

14：

科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。

请据图判断下列叙述不正确的是（ ）

A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 

B．光照强度为b时，造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度的不同 

C．光照强度为a～b，曲线I、II光合作用强度随光照强度升高而升高 

D．光照强度为a～c，曲线I、III光合作用强度随光照强度升高而升高 

解析：

光照强度为a时，曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。

同理，造成曲线Ⅰ和Ⅱ差异的原因是温度，光照强度为a～b时，限制曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度的主要因素是光照强度，因此随着光照强度的上升光合强度上升。

光照强度为a～c时，曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在光照强度为b之前，光合作用强度已达最大值，因此D错误。

该题曲线有三个自变量CO2浓度、光强度、温度，但分析仍按单因子变量原则提取信息。

例15：

回答有关光合作用的问题。

下图表示当影响光合作用的因素X、Y和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。

（1）图中X1、X2、X3的差异是由于某种原因二氧化碳和温度影响了光合作用的暗反应所导致。

要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为X1，最常采取的简便而有效的措施是施放干冰，增加二氧化碳浓度（或燃烧柴草）或适当升温。

（2）图中Y1、Y2、Y3的差异是由于光波长（或光质）影响了光合作用的光反应所致。

（3）图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中光反应和暗反应的不同，如果Z因素代表植物生长发育期，则代表幼苗期、营养生长和现蕾开花期的曲线依次是Z3、Z2、Z1。

命题意图:

本题考查的知识点是影响光合作用的因素。

解析：

（1）把影响光合作用的其它因素作为定量（温度、CO2浓度、水分等），以光强度为单一变量，由最左边一张图可知，在观察X3时发现，随着光照强度的增大，在一定范围内，光合作用合成量逐渐上升，在a点时光强度达到饱合。

在a点之前，随着光强度增大，光合作用合成量也增大，表明光反应的产物ATP和[H]不中，制约光合作用合成量；a点之后，随着光强度增大光合作用合成量不再增加，表明暗反应速度受限，可能是温度过低，也可能是CO2浓度过低，制约了暗反应的速度。

说明出现三条曲线不同的原因不是由于光照引起的，而是光合作用的原料CO2和温度引起的；因此要提高大棚作物的光合作用的合成量，可采用提高CO2浓度如施放干冰、燃烧干草等措施或适度升温。

（2）以光强度为定量，随光强度增强，三条曲线均上升，当光强度为a时，Y1始终在Y2的上方，Y2始终在Y3的上方，即三条曲线所对应的光合作用合成量不同，则在暗反应中C3还原所消耗的光反应产物ATP和[H]有所差异。

这表明在相同的光强度下，光反应的产物不同，可能的因素有温度或光质。

但最终由于b点（三条曲线的光合作用的合成量都相等），说明是光质（色素对不同波长的光的吸收量不同）影响了光反应。

（3）三条曲线从一开始就有差异，且对应的光合作用合成量不同，说明是由于整个光合作用的过程均不同（包括光反应和暗反应）造成的。

幼苗期因叶片较少且叶片中色素含量也较少，而光合作用合成量最少，到开花期因植物已经成熟，故光合作用合成量达到最高。

2、一个因素影响多个生理过程

坐标曲线图通常用坐标轴定性或定量地反映某一生理过程或生命现象的连续性，但有时也可以采用“一轴（纵轴）多用”，叠加多条曲线来反映它的影响因素的多元性以及相互关系的复杂性。

例16：

糖浓度是人体健康状况的重要指标之一，多种激素参与血糖浓度的调节。

左图中，三条曲线分别表示进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化。

其中表示糖尿病患者胰岛素变化趋势的是曲线ｂ，表示健康人胰高血糖素变化趋势的是曲线c。

解析：

三条曲线分别表示进食后血液中胰岛素和胰

高血糖素相对含量的变化。

而胰岛素和胰高血糖素二者之间是拮抗作用

例17：

在细菌的连续培养过程中，要以一定速度不断添加新的培养基，同时以同样速度放出老的培养基。

右下图表示培养基的稀释率（培养基的更新速率）与培养容器中营养物质浓度、细菌代时（细菌数目增加一倍所需的时间）、细菌密度的关系。

下列相关叙述不正确的是（ ） 

A．在稀释率很低的情况下，稀释率的增加会导致细菌密度增加 

B．稀释率从a到b的变化过程中，细菌生长速率不断提高 

C．稀释率超过b点后，营养物质浓度过高导致细菌死亡率增大，细菌密度降低 

D．为持续高效地获得发酵产品，应将稀释率控制在b点附近 

解析：

①稀释率在从a到b的变化过程中，稀释率的增加会导致细菌密度增加。

②稀释率在从a到b的变化过程中，营养物质的浓度也会有所增加，细菌繁殖速度加快（代时缩短），但是随着培养基的更新被放出的细菌数量也在增加，容器内的细菌数量相对稳定，也就是细菌密度大致相等。

③稀释率超过b点后，营养物质的浓度虽然进一步增加，细菌繁殖速度也进一步加快（代时缩短），但是培养基更新的速度太快，大量细菌随培养基被放出，从而导致细菌的密度迅速降低。

由于添加的培养基应该是适宜于细菌生长的，所以容器内营养物质的浓度再怎么提高，也不会超过细菌生长的适宜浓度。

答案C。