如何利用曲线图解决生物学问题 (1)

如何利用曲线图解决生物学问题生物学中的曲线图是把生物学问题进行数学模式化，并用图解形式阐述生物学事实、概念、原理和规律等。从曲线图的组成来看，其中应有自变量、因变量等相关变量，有时还包括第三变量；从整个过程来看，能反映出在一定的条件下所发生的生物学变化规律，它是一个连续的动态变化图。生物学中的曲线图具有以下几个特点：

一、直观新颖

曲线图呈现在我们眼前时，自变量、因变量一目了然，曲线图的形状、走势及在某一区域的增减也是显而易见的，有些曲线图控制的条件及因变量的极限等都很容易辨别，与某些知识相关联也不难识别。这些客观效果都是用文字无法替代或无法达到的，如同看剧本不如看电视剧一样，因而它具有直观性。如果站在读者或学生角度来看，日常接触的信息大都是以文字为载体来呈现的，曲线图作为一种载体来传递信息就显得别具一格了。生物学曲线图应用改变了文字信息平淡、单调的缺点，以一种崭新的面目呈现信息，给读者留下信息传递形式灵活多样、图文并茂的感觉，因而它具有直观新颖的特点。

二、信息隐蔽

曲线图中有些信息是显而易见的，有些信息经过挖掘就能发现，但有些信息是潜伏隐蔽的，这些隐藏信息往往就是解题的关键，必须从多角度观察、分析、推理才能获取这些信息。这些信息的获取就为

解决本题在方法和思路上打下了较好的基础，并向解题的突破口迈出有力的一大步。

三、抽象概括

生物学曲线图都是根据相关变量之间客观存在的内在联系，巧妙地借用函数关系而构建起来的。在绘制曲线图时必须根据一定的生物学原理或规律，找准自变量与因变量之间的增减变化、极限区域等实质联系。在这个过程中当然包含着从特殊到一般、从具体到抽象的去粗取精、去伪存真的复杂思维过程，将实际问题抽象为数学曲线模型并可以进行合理解释与运用的过程；曲线图来源于生物学问题及实例等，但它不是问题、实例的简单“复制”，而是对其再加工、创作，因而它又高于问题、实例，所以具有高度抽象概括的特点。

四、简洁明了

曲线图与文字相比，所呈现的信息量是相当的，只不过传递信息的方式或载体不同而已。一个简单的曲线图所携带的信息往往需要相当多的文字来描述，所以曲线图的应用改变了文字信息单一、冗繁的缺点、且具有简洁明了的特征；由于文字描述受时间的限制，许多同时、同地发生的变化，只能以一支笔按一定顺序罗列出来，而曲线图能够很好地利用多维空间，把许多动态的变化同时展现出来，因此所携带的信息更明了，信息的质地更优。

遇到曲线图题，学生必须根据文字和图示准确判断出是有关哪方面的曲线，可能涉及哪些相关知识点，从图中找出自变量和因变量之间存在哪些变化规律、变化区域及极限等，这实质上就是从图中准确

获取信息的过程，即是对曲线图中信息的解读过程。不仅要读出明显信息，而且还要获得那些隐蔽信息，这一步是解决问题的前提和保证。

例1：青春期是人一生中身心发展的重要时期，如图所示某地男女身高增长变化的曲线图，请回答下列

问题。

（1）甲表示的是（）性身高增长速度的变化曲线。

（2）甲和乙在青春期出现的外表上的不同变化称为第（）性征。（3）专家建议青少年要多吃含（）丰富的食品，因为它是人体细胞生长及修补组织的主要原料。

分析：进入青春期后，男女身高都迅速增长，且男生比女生身高增长快，但开始增长年龄一般比女生晚。从图中曲线可以看出甲为男，乙为女；进入青春期后，男女出现的外表上的不同变化称为第二性征，如男生出现喉结、长胡须等，女生乳房变大、骨盆变宽等；蛋白质、糖类、脂肪都能为人体提供能量，也是构成细胞的一种成分。但蛋白质的主要功能是构成细胞，是人体细胞生长及修补组织的主要原料，所以青少年要多吃含蛋白质丰富的食物。因此答案分别是：（1）男（2）二（3）蛋白质。

例2：如图所示曲线表示某人在休息状态中进行一次呼吸时，肺内空气压力的变化。当时大气压力为760mmHg。据图分析并回答下列问题：

（1）此人在（）时间段内进行呼气，判断的依据是（）。（2）此人呼气时，呼吸肌的运动状态是（）。

（3）休息时，此人的呼吸频率为（）次/分。

分析：在一次呼吸过程中，肺内气压发生了周期性的变化：等于大气压——低于大气压——等于大气压——高于大气压——等于大气压。这说明气体进出肺的直接动力是肺内外气压差。当肺内气压小于大气压时，外界空气通过呼吸道进入肺，直到肺内气压等于外界大气压；当肺内气压高于外界大气压时，肺内气体通过呼吸道排出体外，直到肺内气压等于外界大气压。据此可以判断图中此人在2-4秒时间段内肺内气压高于大气压，此时间段为呼气。由于呼气时，肋间肌和膈肌同时处于舒张状态，胸廓缩小，肺也跟着回缩，肺的容积缩小，肺内气压升高，气体被排出。每分时间内呼吸的次数叫呼吸频率。由图可知，此人完成一次呼吸用的时间是4秒。一分钟呼吸（60/4=15）次。

例3：两人在空腹状态下，同时一次性口服葡萄糖100克，然后每隔1小时测定一次血糖含量，将结果绘成如图曲线。据图分析下列叙述正确的是：

A．曲线a代表糖尿病患者

B．曲线a在1-2小时下降主要是血糖合成糖元所致。

C．曲线b代表正常人。

D．曲线b在2小时后下降主要是血糖加速分解所致。

分析：尿中含有葡萄糖称糖尿。因为肾小管和集合管的重吸收作用，不仅有选择性而且有一定的限度，此限度称为该物质的肾阈。如葡萄糖的肾阈是160—180毫克%。也就是说，当每100毫升血液中，葡萄糖的浓度超过160—180毫克时，就超过了肾小管对葡萄糖吸收能

力的限度，因此有一部分葡萄糖不能被重吸收而随尿排出，形成糖尿。当人体内胰岛素分泌不足时，细胞吸收和利用血糖的能力就会减弱，从而导致血糖浓度超过正常水平，一部分血糖就会随尿液排出，也形成糖尿。糖尿是糖尿病的特征之一。糖尿病患者，可以通过注射胰岛素进行治疗。从图中可以看出，曲线b口服葡萄糖前，血糖浓度超过160毫克，因此属于糖尿病患者。曲线a口服葡萄糖前，血糖浓度低于100毫克，是正常人。胰岛素是一种小分子蛋白质，作用是促进组织利用糖，促进血糖合成肝糖元和肌糖元，促进组织细胞对糖的利用和使血糖转化为脂肪。从而降低血糖。曲线a（正常人）在1—2小时下降主要是血糖合成糖元所致。而曲线b（糖尿病患者）在2小时后下降主要是一部分葡萄糖随尿液排出。因此，正确答案是B。

例4：如图所示血液流经肾脏形成尿液的过程中，几种成分在各种液体中百分含量的变化，字母表示肾脏的有关结构，据图回答下列问题：

（1）曲线甲、乙所示物质分别是蛋白质、葡萄糖、尿酸和尿素中的哪一项？

（2）[B]（）内的液体叫（）。

（3）图中表示有重吸收功能的是[ ]（）。

分析：根据题意，因为A是肾小球，所以B、C、D、E依次是肾小囊、肾小管、收集管、肾盂。曲线乙在A、B处无变化，但在C处浓度降低到0，说明此物质被全部吸收，因此，乙曲线是葡萄糖的变化

曲线。曲线甲在A、B处浓度无变化，但在C处加大，在D、E处不变，说明这些物质没有被重吸收，而水被大量重吸收，所以这些物质的浓度加大，没有被重吸收的物质是尿素、尿酸，因此，甲曲线表示尿素、尿酸。[B]表示肾小囊，里面的液体是原尿。具有重吸收功能的肾小管，是图中的C处。

例5：如图所示曲线图表示淀粉、脂肪和蛋白质在消化道中各部位（依次用A、B、C、D、E表示）被消化的程度。

（1）图中哪一条曲线表示脂肪的消化过程？

（2）淀粉、脂肪和蛋白质各在消化道的哪个部位开始被消化？

（3）D中含有哪些消化液？

分析：在曲线图中，横坐标表示从A(口腔)到E(大肠)的消化道的各部分。由已知的A是口腔，E是大肠知B是食道，C为胃，D为小肠。纵坐标表示未被消化营养物质的百分比。由曲线图知，Z在D（小肠）内才开始消化，说明Z是脂肪，因为只有小肠内才有能消化脂肪的酶；X为淀粉，因为它的开始消化的部位是口腔，口腔内有能初步消化淀粉唾液淀粉酶；蛋白质的开始消化部位为胃C（胃），因为胃中含有初步消化蛋白质的胃蛋白酶。所以Y表示蛋白质的消化过程。D为小肠，其中含有经胆管流进十二指肠的胆汁，沿胰管流进十二指肠的胰液和直接进入小肠的肠液。

在实际教学中，教师要着重引领学生分析曲线的结构，启发学生全面观察问题、获取全部信息。结合现有知识并找出它们的交叉结合点，当各种信息交织在一起时，能捋出一条清晰的思路。经常选择一

些典型的曲线图试题，引导学生逐条分析所有信息的正确性、价值与作用，并逐步学会分析、预测所有信息导致的结果及结果的正确性，从而对信息进行有效筛选。在培养学生推理能力时，不仅要运用引导、启发的方法，更重要的是要培养学生推理的“悟性”，这种悟性的获得需要教师循循善诱地点拨和学生循序渐进地训练方能达到。这样经过一段较长时间的反复尝试和训练，学生对曲线图综合运用的能力必将会得到较大幅度的提高。