例說(shuō)集合圖示法在辨析生物學(xué)知識(shí)中的妙用

祁全新

摘 要 舉例說(shuō)明了集合圖示法在辨析生物學(xué)相似、相近、相關(guān)知識(shí)和綜合延伸知識(shí)等方面的應(yīng)用，再現(xiàn)了教會(huì)學(xué)生用數(shù)學(xué)思想和方法直觀地解決生物學(xué)疑難問(wèn)題的有效途徑。

關(guān)鍵詞 集合圖示法 辨析 生物學(xué)知識(shí)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

在生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)利用數(shù)學(xué)的思想和方法解決問(wèn)題。一方面可以將抽象的問(wèn)題具體化，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與鞏固，并厘清易混知識(shí)；另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生抽象概括的思維能力和圖文轉(zhuǎn)換能力，拓寬了學(xué)生科學(xué)解決生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律問(wèn)題的方法思路。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談?wù)劶蠄D示法在區(qū)分生物學(xué)知識(shí)中的幾例妙用，以供借鑒。

1 相似知識(shí)的辨別

【例1】 由DNA分子蘊(yùn)藏的信息所支配合成的RNA完全水解后得到的化學(xué)物質(zhì)是（ ）

A. 氨基酸、葡糖糖、堿基（AGCTU）

B. 氨基酸、核苷酸、葡糖糖

C. 磷酸、核糖、堿基（AGCU）

D. 磷酸、脫氧核糖、堿基（AGCT）

方法點(diǎn)撥：通過(guò)審題，引導(dǎo)學(xué)生弄清題意的實(shí)質(zhì)是考查DNA與RNA化學(xué)組成的知識(shí)點(diǎn)。可以先用集合圖示法畫出知識(shí)歸屬，從而厘清二者的關(guān)系，隨之快速選出正確答案C（圖1）。

答案：C。

遷移應(yīng)用：此方法的實(shí)施過(guò)程加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶，可以用于許多相似知識(shí)的辨別，如抗體與載體、動(dòng)植物細(xì)胞中糖類的分類等。

2 相近知識(shí)的區(qū)分

【例2】 請(qǐng)圖示原核生物、真核生物、乳酸菌、幽門螺旋桿菌、酵母菌、細(xì)菌、衣藻這些概念的從屬關(guān)系。

方法點(diǎn)撥：這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上是區(qū)分原核生物與真核生物，看起來(lái)難度小一些，其實(shí)上述五種生物雖然與人們的生活和健康關(guān)系密切，但實(shí)際上名稱相近，結(jié)構(gòu)又小，區(qū)分時(shí)也容易出錯(cuò)。教師要抓住它們是否有真正的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)這一突出特征，讓學(xué)生思考交流，建議用集合圖示的概念圖正確地表示出來(lái)（圖2、圖3）。

遷移應(yīng)用：這樣既引導(dǎo)學(xué)生解決了問(wèn)題，又增強(qiáng)了表達(dá)與鞏固的直觀性，比較適用于一些名稱和特征相近的生物知識(shí)的區(qū)分，如生存斗爭(zhēng)、種間斗爭(zhēng)、種內(nèi)斗爭(zhēng)的區(qū)分，協(xié)助擴(kuò)散與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)分等。

3 相關(guān)知識(shí)的比較

【例3】 圖4是由3個(gè)圓構(gòu)成的類別關(guān)系圖，其中Ⅰ為大橢圓，Ⅱ和Ⅲ分別為與大橢圓相交的小橢圓。符合這種類別關(guān)系的有（ ）

A. Ⅰ染色體、ⅡDNA、Ⅲ基因

B. Ⅰ固醇、Ⅱ膽固醇、Ⅲ維生素D

C. Ⅰ脫氧核糖核苷酸、Ⅱ核糖核苷酸、Ⅲ核酸

D. Ⅰ蛋白質(zhì)、Ⅱ酶、Ⅲ激素

方法點(diǎn)撥：此類問(wèn)題使學(xué)生在尋找符合題目要求類別關(guān)系時(shí)，從對(duì)題目答案的低水平關(guān)心轉(zhuǎn)為問(wèn)題實(shí)質(zhì)的深層次的探究分析。教師可以點(diǎn)撥學(xué)生通過(guò)畫概念圖分析篩選，并以此尋找到最佳答案D。

答案：D。

遷移應(yīng)用：這種思考過(guò)程調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散思維能力和圖文轉(zhuǎn)換能力，可用在動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)等圖文兼用知識(shí)的比較、記憶和應(yīng)用上。

4 系列知識(shí)的歸屬

【例4】 染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸四者關(guān)系密切，下列敘述不正確的是（ ）

A. 正常細(xì)胞中每條染色體含有1個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子有很多個(gè)基因，脫氧核苷酸是基因的基本組成單位

B. 四者都是遺傳物質(zhì)，能行使生物的遺傳作用

C. 基因在染色體上做線性排列

D. 在生物的傳種接代過(guò)程中，染色體行為決定DNA和基因

方法點(diǎn)撥：此題的考查不僅要讓學(xué)生回憶4個(gè)概念，而且應(yīng)理清染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸之間的關(guān)系，并點(diǎn)撥學(xué)生把文字?jǐn)⑹龅年P(guān)系，嘗試用圖表示出來(lái)。學(xué)生通過(guò)交流，將四者抽象的文字關(guān)系直觀地用概念圖表示出來(lái)（圖5），內(nèi)化了知識(shí)，很快就找到了應(yīng)選的答案B。

答案：B。

遷移應(yīng)用：這種做法既增強(qiáng)了對(duì)知識(shí)理解的直觀性和深刻性，又加深了對(duì)系列知識(shí)的系統(tǒng)掌握，可用于系列知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固，如種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的辨析、生物體組成元素、大量元素、微量元素、主要元素、基本元素、最基本元素的辨析等。

5 延伸知識(shí)的透析

【例5】 （2013年?yáng)|北師大附中模擬題）圖6中的三個(gè)橢圓①②③分別表示含有細(xì)胞壁、核糖體、中心體的細(xì)胞，那么陰影部分表示的細(xì)胞可能是（ ）

A. 肝細(xì)胞 B. 衣藻細(xì)胞

C. 乳酸菌細(xì)胞 D. 棉花葉細(xì)胞

方法點(diǎn)撥：此題雖然直接給出了圖示，但考查的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)延伸，不僅僅是題中提到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而是真核細(xì)胞和原核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的區(qū)分，同時(shí)也涉及到一些生物結(jié)構(gòu)的特殊情況，必須逆向思維，透過(guò)現(xiàn)象，抓住本質(zhì)，考慮特殊，才能找到正確的選項(xiàng)B。

答案：B。

遷移應(yīng)用：此種類型題，注重考查了學(xué)生的識(shí)圖與圖文轉(zhuǎn)化能力及逆向分析問(wèn)題的思維能力，適用于許多類似的延伸知識(shí)、隱含知識(shí)等的辨析，需要概念圖的輔助才會(huì)快速解決，如遵循孟德爾遺傳定律的兩對(duì)相對(duì)性狀遺傳問(wèn)題中的兩種性狀兼有的概率問(wèn)題的分析解決可用集合圖示法，化繁為簡(jiǎn)，去偽存真，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

由此可見(jiàn)，教師適時(shí)地將生物學(xué)的概念、原理、規(guī)律等知識(shí)圖示化比較，可以起到撥云見(jiàn)日，透視本質(zhì)的功效，從而大大提高教學(xué)效益。