構(gòu)建模型解答高考生物試題

模型是人們按照特定的科學(xué)研究目的，在一定的假設(shè)條件下，再現(xiàn)原型客體某種本質(zhì)特征（如結(jié)構(gòu)特性、功能、關(guān)系、過(guò)程等）的物質(zhì)形式或思維形式的類(lèi)似物。模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)的對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。模型的種類(lèi)很多，有物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型等。

在高考生物試題中，較為常見(jiàn)的是題中給出曲線(xiàn)、表格、食物網(wǎng)等模型來(lái)分析和回答問(wèn)題，近年的高考多次出現(xiàn)讓學(xué)生構(gòu)建曲線(xiàn)、表格等來(lái)表示某一生物過(guò)程或現(xiàn)象，構(gòu)建食物網(wǎng)或遺傳圖解等試題。學(xué)生在解題時(shí)往往做得不夠完整，本文將就此進(jìn)行例析。

1.遺傳圖解的正確描繪

【考情分析】遺傳圖解的書(shū)寫(xiě)一直是高考的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過(guò)圖解書(shū)寫(xiě)能很好地考查考生的邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，這也是命題者關(guān)注和青睞的原因。考點(diǎn)涉及遺傳學(xué)的兩大基本規(guī)律，伴性遺傳等知識(shí)。

油質(zhì)透明白色雄蠶 體色正常綠色雌蠶

體色正常綠色雄蠶 油質(zhì)透明綠色雌蠶

從子代中淘汰油質(zhì)透明的雌性個(gè)體，保留體色正常的雄性個(gè)體用于生產(chǎn)。

解法二

體色正常綠色雄蠶 體色正常綠色雌蠶

體色正常綠色雄蠶 油質(zhì)透明綠色雌蠶

從子代中淘汰油質(zhì)透明的雌性個(gè)體，保留體色正常的雄性個(gè)體用于生產(chǎn)。

【提示】書(shū)寫(xiě)遺傳圖解應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①確定世代關(guān)系。用P，F(xiàn)1，F(xiàn)2等分別表示親本、子一代與子二代等。遺傳學(xué)專(zhuān)用符號(hào)應(yīng)用準(zhǔn)確。如有若干個(gè)體，必需說(shuō)清各個(gè)個(gè)體之間的關(guān)系，是親子代還是祖代關(guān)系。

②確定親代基因型與表現(xiàn)型，用符號(hào)♂、♀表明親本的性別。確定并標(biāo)清子代的基因型、表現(xiàn)型及相應(yīng)比例。基因型大小寫(xiě)字母清晰規(guī)范，字母必須用題給的字母代替。

③確定親本的配子種類(lèi)。在遺傳圖解中盡可能表出親本與子一代的各種配子。一般地說(shuō)，如果只涉及一對(duì)等位基因的遺傳一定要寫(xiě)出親本的配子，如果遺傳圖解涉及兩對(duì)以上等位基因且比較復(fù)雜時(shí)，配子可以省略。

④遺傳圖解一般有棋盤(pán)法和雌雄配子交叉線(xiàn)法，較復(fù)雜的可用棋盤(pán)法，較簡(jiǎn)單的只需用雌雄配子交叉線(xiàn)法就可。

⑤遺傳圖解根據(jù)情況可簡(jiǎn)化，如在表明兩對(duì)狀況的比例時(shí)，可用A__B__來(lái)表示一類(lèi)基因型。

⑥書(shū)寫(xiě)遺傳圖解時(shí)，有時(shí)需配上必要的文字說(shuō)明，文字說(shuō)明要用生物學(xué)術(shù)語(yǔ)，語(yǔ)言敘述干練簡(jiǎn)潔，以能讓人更清晰明白。

2.食物網(wǎng)模型的構(gòu)建

【考情分析與解題指導(dǎo)】繪制食物網(wǎng)的試題在近年高考中多次出現(xiàn)，考點(diǎn)涉及食物鏈與食物網(wǎng)的知識(shí)、能量流動(dòng)的特點(diǎn)等。

繪制食物網(wǎng)的信息可以來(lái)自文字信息也可以來(lái)自表格信息或其他信息，只有正確分析這些信息并確定各種生物之間的關(guān)系才能繪制出食物網(wǎng)。

一個(gè)典型的食物網(wǎng)由生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者組成，不能出現(xiàn)如水、陽(yáng)光等無(wú)機(jī)環(huán)境，分解者一般也不進(jìn)入食物網(wǎng)，但有時(shí)細(xì)菌或真菌等微生物被其他生物捕食后形成捕食關(guān)系進(jìn)入食物網(wǎng)。構(gòu)建的生態(tài)農(nóng)業(yè)并不等同于食物網(wǎng)。

例2 回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）某相對(duì)穩(wěn)定的水域生態(tài)系統(tǒng)中主要有甲、乙、丙、丁、戊5個(gè)種群，各種群生物體內(nèi)某重金屬的含量如下表。已知水中的該重金屬被生物體吸收后難以通過(guò)代謝排出體外。假設(shè)在這5個(gè)種群構(gòu)成的食物網(wǎng)中，消費(fèi)者只能以其前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有物種為食。

種群甲乙丙丁戊

重金屬含量

（μg/Kg鮮重）0.00370.00370.0350.0350.34

據(jù)表中數(shù)據(jù)繪出該生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。

（2）某島嶼棲息著狐和野兔，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。后來(lái)有人登島牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第5年，島上狐瀕臨滅絕，但野兔數(shù)量大大超過(guò)人登島前的數(shù)量。第6年，野兔種群爆發(fā)了由兔瘟熱病毒引起的瘟疫，其數(shù)量驟減。

人與狐的種間關(guān)系是______ ，兔瘟熱病毒與野兔的種間關(guān)系是________。人登島后的第5年，與登島前相比，野兔種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度________（增加、減小、不變）。畫(huà)出由人、羊、狐、野兔和牧草組成的食物網(wǎng)。

解析 本題是繪制食物網(wǎng)，要正確分析題中信息并實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換。

（1）甲、乙、丙、丁、戊5個(gè)種群的關(guān)系可以從體內(nèi)重金屬的含量進(jìn)行分析，由于營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高體內(nèi)的重金屬的含量越大，從表格的信息可知，戊濃度最大處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，甲和乙的濃度最小且兩者非常接近，兩者應(yīng)處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，同樣丙、丁處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。題中已知消費(fèi)者只能以其前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有物種為食。據(jù)此可繪制食物網(wǎng)。

（2）人登島捕食狐，同時(shí)人和狐都以野兔和羊?yàn)槭常虼巳伺c狐的種間關(guān)系是競(jìng)爭(zhēng)和捕食，病毒營(yíng)寄生生活，兔瘟熱病毒與野兔之間是寄生關(guān)系。人登島后的第5年，由于狐瀕臨滅絕，野兔的天敵狐減少，數(shù)量大大增加，食物和空間等條件有限，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇。

從題中文字信息可知，野兔和羊?qū)儆诔跫?jí)消費(fèi)者，狐捕食野兔和羊，此外人捕獵野兔、狐和羊，據(jù)此描繪食物網(wǎng)。

需要注意的是，作為一個(gè)食物網(wǎng)，就是由生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者組成的，題中雖然沒(méi)直接提到草，但作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)必須有生產(chǎn)者，因此不要忘寫(xiě)生產(chǎn)者。

【答案】（1）

（2）競(jìng)爭(zhēng)和捕食 寄生 增加

3.模式圖的繪制

【考情分析】 模式圖有多種，如細(xì)胞增殖圖象，要根據(jù)題中的相關(guān)信息并結(jié)合已有的圖形繪出即可。考點(diǎn)涉及有絲分裂與減數(shù)分裂、細(xì)胞的顯微與亞顯微結(jié)構(gòu)等。

例3 某同學(xué)做“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)時(shí)，繪制了細(xì)胞分裂期的三個(gè)時(shí)期模式圖，請(qǐng)你在答題卡繪圖區(qū)畫(huà)出細(xì)胞分裂期中所缺時(shí)期的模式圖。

解析 從題中給出的圖中可判斷分別為有絲分裂的前期、末期、中期圖象，還缺少了后期圖象，根據(jù)題中可知該生物體細(xì)胞染色體數(shù)目為4條，再繪出相應(yīng)的后期圖象即可。

在繪制細(xì)胞增殖圖象時(shí)，要注意幾個(gè)問(wèn)題：首先確定需要繪制的細(xì)胞有幾條染色體，它處于細(xì)胞增殖的哪個(gè)時(shí)期，有無(wú)同源染色體。后期由兩條姐妹染色單體分裂形成的染色體大小應(yīng)一樣，著絲點(diǎn)被紡錘絲牽拉離細(xì)胞兩極較近等細(xì)節(jié)。

【答案】（如右圖）

4.構(gòu)建能量流動(dòng)模型

【考情分析】能量流動(dòng)在高考中一直是重點(diǎn)之一，考點(diǎn)涉及生態(tài)系統(tǒng)的成分、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)等知識(shí)。

例4 下圖表示生態(tài)系統(tǒng)部分的物質(zhì)循環(huán)，A，B，C，D表示群落，a—j表示物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）若此圖表示碳循環(huán)，則a過(guò)程是 ，碳在生物群落內(nèi)以 形式進(jìn)行傳遞，該過(guò)程包括 （填字母）。

（2）以箭頭表示能量流動(dòng)，在下面圖中建立能量流動(dòng)模型（要求在方框內(nèi)填字母），

（3）據(jù)圖建立生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的模型（下圖），其中方框中代表的是 。

解析 碳循環(huán)過(guò)程中，大氣中的碳以CO2 形式通過(guò)光合作用和化能合成作用進(jìn)入到生物群落，而在生物群落中以有機(jī)物的形式循環(huán)。A，B，C表示食物鏈中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其中A是生產(chǎn)者，B，C是各級(jí)消費(fèi)者，D表示分解者，所以在生物群落內(nèi)碳循環(huán)的過(guò)程包括b，c，d，e，f等過(guò)程。

構(gòu)建能量流動(dòng)模型時(shí)，應(yīng)先確定各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的位置，太陽(yáng)能首先進(jìn)入第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)A，然后依次進(jìn)入B，C。各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都能進(jìn)入分解者，A，B，C，D中的碳以呼吸作用方式進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境。據(jù)此在圖中構(gòu)建能量流動(dòng)的模型。

在構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的模型時(shí)，圖中缺乏的是大氣中的CO2 ，因此方框代表的是大氣中的CO2 。根據(jù)題中A，B，C，D與大氣中的氣體X關(guān)系構(gòu)建模型即可。

【答案】（1）光合作用和化能合成作用 有機(jī)物 b，c，d，e，f

（2）如下圖1

（3）大氣中的CO2（如下圖2）

5.遺傳系譜圖的繪制與分析

【考情分析】遺傳圖解與遺傳系譜圖是學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的兩個(gè)重要內(nèi)容之一。遺傳圖解重在繪制，而遺傳系譜圖在高考中主要是識(shí)圖分析，但也應(yīng)學(xué)會(huì)遺傳系譜圖的書(shū)寫(xiě)。

例5 （2010年廣東卷）克氏綜合征是一種性染色體數(shù)目異常的疾病。現(xiàn)有一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個(gè)患克氏綜合征并伴有色盲的男孩，該男孩的染色體組成為44+xxy。請(qǐng)回答：

（1）畫(huà)出該家庭的系譜圖并注明每個(gè)成員的基因型（色盲等位基因以B和b表示）。

（2）導(dǎo)致上述男孩患克氏綜合征的原因是：他的_________（填“父親”或“母親”）的生殖細(xì)胞在進(jìn)行__________分裂形成配對(duì)時(shí)發(fā)生了染色體不分裂。

（3）假設(shè)上述夫婦的染色體不分離只是發(fā)生在體細(xì)胞中，①他們的孩子中是否會(huì)出現(xiàn)克氏綜合征患者？②他們的孩子患色盲的可能性是多大？

（4）基因組信息對(duì)于人類(lèi)疾病的診治有重要意義。人類(lèi)基因組計(jì)劃至少應(yīng)測(cè)_______條染色體的堿基序列。

解析 （1）由該男孩患色盲可知其基因型為XbXbY，又因?yàn)槠涓赣H色覺(jué)正常，基因型為XBY，所以其色盲基因來(lái)自母親，可知其母親（色覺(jué)正常）基因型為XBXb。

通常系譜圖中必須給出的信息包括：性別、性狀表現(xiàn)、親子關(guān)系、世代數(shù)以及每一個(gè)體在世代中的位置。遺傳系譜圖書(shū)寫(xiě)要求：

①確定符號(hào)，如用右圖表示正常的男女與患病的男女。使圖中顯示每個(gè)個(gè)體的表現(xiàn)型。

②配關(guān)系。把婚配關(guān)系和直系關(guān)系通過(guò)線(xiàn)段連結(jié)起來(lái)，使圖中能顯示親子關(guān)系。

③列世代。習(xí)慣上用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 等數(shù)字標(biāo)示世代關(guān)系，同時(shí)也標(biāo)出各個(gè)體的代碼。

④標(biāo)名稱(chēng)。依據(jù)要求標(biāo)出該遺傳圖的相應(yīng)名稱(chēng)。

⑤審布局。依據(jù)婚配關(guān)系和直系關(guān)系，力求使圖的整體布局既合理又美觀。

需注意的是，遺傳系譜圖中反應(yīng)的只是每個(gè)個(gè)體的表現(xiàn)型，不能反應(yīng)基因型。因此根據(jù)題中要求還要標(biāo)出基因型。

（2）因?yàn)樵撃泻⒌膬蓷lX染色體均含色盲基因，所以其染色體異常的原因是母親產(chǎn)生了含兩條X染色體的卵細(xì)胞，又因?yàn)閮蓷lX染色體均含色盲基因，可知其病因是減數(shù)第二次分裂時(shí)，含Xb的兩條姐妹染色單體分開(kāi)后移向了同一極。

（3）若染色體變異也只發(fā)生在體細(xì)胞中，則不會(huì)遺傳給孩子。基因型為XBY與XBXb的人婚配，孩子患色盲的概率為1/4 。

（4）人類(lèi)基因組計(jì)劃至少應(yīng)測(cè)定22條常染色體和X，Y兩條性染色體共24條染色體的堿基序列。

【答案】（1）見(jiàn)下圖

（2）母親 減數(shù)第二次

（3）不會(huì) 1/4 （4）24