生物坐标曲线题的类型及解题方法(浙江省宁波市镇海区)

生物坐标曲线题的类型及解题方法
纵观几年来的高考试题，不论是全国统一的“3+X”理综生物试题还是单独命题省份的生物试题，坐标曲线题的题量都较多。坐标曲线题可以考查多个知识点，涉及到生物学的各个方面，通过对坐标曲线的分析，既可了解生物的一些现象，又可以了解生命活动规律的实质。坐标曲线题具有情景新、重能力、区分度高的特点，学生在考场中往往不会分析、解答这类题，感到无从下手。本文结合近两年高考题简略谈一谈坐标曲线题的类型和解题方法。
生物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。生物坐标曲线题可分两类：一类是定性曲线；一类是定量曲线。它们又都可分为单曲线和双曲线、多曲线。
一 定性曲线
（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。
1 常见类型
图例 曲线走势 相关变量
在一定的范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不断增加，超过某个值纵坐标变量随横坐标变量增加而不断减少 酶的活性——PH酶的活性——温度生长速度——生长素浓度种群增长率——时间可再利用元素——叶龄
纵坐标变量随横坐标变量的增加而不断增加 种群数量——时间（在无环境阻力）
在某范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不断减少 杂合子数量——杂合子自交代数无氧呼吸——氧浓度恒温动物耗氧量——温度
在某范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不断增加，超过某个值纵坐标变量随横坐标变量增加而趋于平缓 光合作用强度——CO2浓度光合作用强度——光照强度矿质元素吸收——O2浓度ATP产生——O2浓度种群数量——时间（自然状态下）反应速度——底物
在某范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不断减少超过某个值纵坐标变量随横坐标变量增加而不断增加 酵母菌CO2产生——O2浓度种子萌发时的干重——萌发天数种群密度——杀虫剂使用
在某范围内纵坐标变量随横坐标变量增加而不变 DNA含量——前、中、后期
2 方法和步骤
凡坐标曲线都离不开点和线，因此“识标、明点、述线”是解决此类题目的一般方法和步骤。
①识标是基础。认真审题，明确解题要求，仔细识别坐标图中纵坐标、横坐标所表达的变量，找出纵、横坐标之间的联系，是解答此类题目的基础。纵、横坐标的联系有的比较明确，有的则比较隐蔽，需首先利用所学的生物学基础知识联想、推理，找到纵、横坐标联系的“桥梁”，然后通过此“桥梁”将二者挂起钩来，才能真正找到纵、横坐标之间的联系。坐标上的曲线，实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响。只有搞清楚图像表示的意义，才能正确地理解题意，才能正确地分析，解答所给问题。如2004年高考上海卷第27题：
例1 下图中正确表示水稻呼吸作用强度与K+吸收量关系的是 （ ）
横坐标表示呼吸作用强度，纵坐标表示K+吸收量。呼吸作用强度与K+吸收量没有直接的联系，只有明确水稻对K+的吸收是一个主动运输过程，需要消耗ATP，随着横坐标呼吸作用强度增加，ATP的产生量增加，进而纵坐标K+吸收量增加，但由于ADP、Pi和酶的数量有限，ATP的产生量最终趋于平稳状态。这样纵、横坐标的联系就清楚了。答案：C。
②明点是关键。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、转折点、终点、曲线与纵横坐标以及其它曲线的交叉点等，它们隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解答此类题目的关键。如2004年高考北京理综卷第4题：
例2 在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是 （ ）
A．若a点在a，b点b2时
B．若a点在a1，b点在b1时
C．若a点在a2，b点在b1时
D．若a点在a1，b点在b2时
此题图中，a点表示：当空气中CO2含量为a点所示值时，光合产量为零，说明此时光合作用合成量和呼吸作用消耗量相等，a点为CO2补偿点；b点表示：当空气中CO2含量为b点所示值时，光合产量为m，超过b点所示值，光合产量不再随CO2含量的增加而增加，而是趋于平缓，图中c点为CO2饱和点。当a点左移，意味着C3植物在CO2含量更低的情况下进行光合作用；当b点右移，意味着C3植物在CO2含量更高的情况下，光合作用不受抑制，即相对扩大了C3植物利用CO2的范围。答案：D。
③述线是根本。“坐标曲线题”最终考查的还是对曲线的理解，以及对坐标曲线形状、数值的正确描述。例如，曲线的走势怎样？曲线何时开始上升？何时趋向平缓？何时出现转折？引起转折的原因是什么？等等。这是解答此类题目的根本之所在。如2004年高考上海卷第34题（2）（3）小题：
例3 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持37℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图，请回答下列问题：
（1）在140分钟后，曲线变成水平，这是
因为 。
（2）若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，
请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
此题图中，横坐标表示反应时间，纵坐标表示生成物量。在胰蛋白酶作用下，随着反应时间延长，底物逐渐减少，生成物逐渐增多，由于底物量一定，底物被耗尽时，生成物量不再增长。
在其他条件不变的情况下，增加胰蛋白酶
浓度，可以增加反应的速度，反应的时间更短，
但生成物量不变。答案：（1）底物量一定，底
物已被消耗尽。（2）见右图。
（二）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。
1 常见类型
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——是否授粉
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植物的光合强度——CO2浓度
种群数量——时间（竞争） 根、芽、茎生长——生长素浓度
2 解题的基本思路
此类题的基本解题原则是：单因子变量。即先找到一个自变量与因变量的关系。然后再进行比较、分析、综合得出相关的结论。如2003年高考江苏卷第35题：
例4 光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：
（1） 随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）
最适温度的变化趋势是 。
（2） 当曲线b净光合速率降为零时，
真光合速率是否为零？为什么？ 。
（3） 在大田作物管理中，采取下列哪些措施
可以提高净光合速率？ （ ）
A．通风 B．增施有机肥
C．延长生育期 D．施碳酸氢铵
此题坐标曲线中，包含有4个变量，即：温度、净光合速率、光照强度和CO2浓度。其中，温度、光照强度和CO2浓度是自变量，净光合速率是因变量。依据单因子变量原则，当研究其中一个自变量与因变量的关系时，其余两个自变量应视为不变。比如，当研究CO2浓度与净光合速率之间的关系时，应确定温度和光照强度不变。如温度为30℃、光照为全光照时，可由A点作垂直于横轴的垂线与曲线c、d交于B、C两点，显示出不同的CO2浓度与净光合速率的关系，即可得出：在一定范围内，净光合速率随着CO2浓度的升高而升高。同此法，也可得出：在一定范围内，净光合速率随着光照强度的增强而升高。再比如：当研究温度与净光合速率之间的关系时，应确定CO2浓度和光照强度不变，如c曲线显示的就是：在全光照、CO2浓度为0.03%时，在一定的温度范围内，随着温度的升高，净光合速率随之升高，超过这个温度范围，随着温度的升高，净光合速率随之下降。曲线的最高点为最适温度。答案：（1）逐渐提高（2）不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零（3）A、B、D。
总之，双曲线和多曲线题基本的解题思路同一单曲线题差不多。应注意各个击破，先分后总；注意比较、分析不同曲线的差异及相互关系；注意利用数学中的有关知识，如斜率、辅助线等。切不可胡子眉毛一把抓，造成无从下手的局面。
二 定量曲线
在定性曲线的基础上，通过具体的数量更为准确表示生命活动与相关因素之间的关系，常伴随着一些生物量的计算，此类题难度较大。最常见的是光合作用和呼吸作用之间，无氧呼吸与有氧呼吸之间的生物量关系，细胞分裂过程中染色体与DNA的数量关系等。
解题思路：①认真审题；②在对曲线进行定性分析的基础上，注意观察曲线上关键点的横坐标和纵坐标的相关量；③利用生物学原理进行计算。如2004年高考上海卷第40题（3）小题：
例5 下图1表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。图2表示该植物在不同温度（15℃和25℃）下，某一光强度时氧气释放量和时间的关系，请据图回答：
①当图2纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时，则它们分别是在光强度为 和 千勒克司下的测定值。
②若该植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO2量／呼吸消耗的O2量）为0.8，在25℃条件下，1小时内呼吸作用放出的CO2量为 毫升。
③若该植物的呼吸商为0.8，在25℃，4千勒克司光强度下，该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的CO2外，每小时还应从外界吸收CO2 毫升。
④在4千勒克司光强度下，25℃时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15℃时的 倍，这主要是因为 。
当图2纵坐标表示光合作用所产生氧气的净释放量时，25℃条件下，60分钟时间内氧气的净释放量为50毫升；图1中纵坐标表示氧气释放速度，此氧气释放速度应理解为每小时净释放的氧气量；25℃条件下，纵坐标为50毫升/小时时对应的横坐标为4千勒克司。同理，当图2纵坐标表示光合作用所产生氧气的总量时，根据图1中光强度为0千勒克司、温度为25℃时氧气释放速度为-20毫升/小时可知：在25℃条件下，呼吸作用每小时需氧量为20毫升，因此此时氧气净释放速度为50-20=30（毫升/小时），对应的光强度为2.5千勒克司。
若该植物呼吸商为0.8，在25℃条件下，1小时内呼吸作用消耗的O2量为20毫升，放出的CO2量为20×0.8=16（毫升）。
若该植物的呼吸商为0.8，在25℃、4千勒克司光强度下，该植物进行光合作用时每小时放出O2总量为50+20=70（毫升），说明光合作用每小时需要CO2总量也为70毫升。除去呼吸作用所放出的16毫升CO2外，每小时还应从外界吸收CO2量为70-16=54（毫升）。
在4千勒克司光强度下，25℃时该植物每小时光合作用需要CO2总量为70毫升；15℃时该植物每小时光合作用需要CO2总量为50毫升。所以，70/50=1.4。答案：①4 2.5 ② 16 ③ 54 ④ 1.4 温度影响光合作用中酶的活性。
总之，生物坐标曲线题中的信息相对隐蔽，解答时要认真观察和分析，看懂题目给出的信息；读图时要运用数学知识，看坐标轴的含义，看曲线的起点、终点、转折点、交叉点。对多曲线图采用单因子变量原则，逐一分析后进行综合。同时对比各图和曲线间的相互关系。对坐标曲线变化的因果关系和趋势及其产生的原因要清楚，然后结合概念和原理答题，文字表达要准确，尽量用课本上的术语表述；书写要工整、条理要清楚，绘图要清晰规范。
C
B
A