例說集合圖示法在辨析生物學知識中的妙用

祁全新

摘 要 舉例說明了集合圖示法在辨析生物學相似、相近、相關知識和綜合延伸知識等方面的應用，再現了教會學生用數學思想和方法直觀地解決生物學疑難問題的有效途徑。

關鍵詞 集合圖示法 辨析 生物學知識

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

在生物學知識的學習與應用中，經常會利用數學的思想和方法解決問題。一方面可以將抽象的問題具體化，增強學生對知識的理解與鞏固，并厘清易混知識；另一方面也培養了學生抽象概括的思維能力和圖文轉換能力，拓寬了學生科學解決生命現象和生命活動規律問題的方法思路。筆者結合教學實踐，談談集合圖示法在區分生物學知識中的幾例妙用，以供借鑒。

1 相似知識的辨別

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

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）

方法點撥：通過審題，引導學生弄清題意的實質是考查DNA與RNA化學組成的知識點。可以先用集合圖示法畫出知識歸屬，從而厘清二者的關系，隨之快速選出正確答案C（圖1）。

答案：C。

遷移應用：此方法的實施過程加深了學生對知識的理解與記憶，可以用于許多相似知識的辨別，如抗體與載體、動植物細胞中糖類的分類等。

2 相近知識的區分

【例2】 請圖示原核生物、真核生物、乳酸菌、幽門螺旋桿菌、酵母菌、細菌、衣藻這些概念的從屬關系。

方法點撥：這個問題實際上是區分原核生物與真核生物，看起來難度小一些，其實上述五種生物雖然與人們的生活和健康關系密切，但實際上名稱相近，結構又小，區分時也容易出錯。教師要抓住它們是否有真正的細胞核結構這一突出特征，讓學生思考交流，建議用集合圖示的概念圖正確地表示出來（圖2、圖3）。

遷移應用：這樣既引導學生解決了問題，又增強了表達與鞏固的直觀性，比較適用于一些名稱和特征相近的生物知識的區分，如生存斗爭、種間斗爭、種內斗爭的區分，協助擴散與主動運輸的區分等。

3 相關知識的比較

【例3】 圖4是由3個圓構成的類別關系圖，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、Ⅱ酶、Ⅲ激素

方法點撥：此類問題使學生在尋找符合題目要求類別關系時，從對題目答案的低水平關心轉為問題實質的深層次的探究分析。教師可以點撥學生通過畫概念圖分析篩選，并以此尋找到最佳答案D。

答案：D。

遷移應用：這種思考過程調動了學生學習的主動性，培養了學生發散思維能力和圖文轉換能力，可用在動植物細胞亞顯微結構等圖文兼用知識的比較、記憶和應用上。

4 系列知識的歸屬

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

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

B. 四者都是遺傳物質，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程中，染色體行為決定DNA和基因

方法點撥：此題的考查不僅要讓學生回憶4個概念，而且應理清染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸之間的關系，并點撥學生把文字敘述的關系，嘗試用圖表示出來。學生通過交流，將四者抽象的文字關系直觀地用概念圖表示出來（圖5），內化了知識，很快就找到了應選的答案B。

答案：B。

遷移應用：這種做法既增強了對知識理解的直觀性和深刻性，又加深了對系列知識的系統掌握，可用于系列知識的復習與鞏固，如種群、群落、生態系統的辨析、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 延伸知識的透析

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

A. 肝細胞 B. 衣藻細胞

C. 乳酸菌細胞 D. 棉花葉細胞

方法點撥：此題雖然直接給出了圖示，但考查的知識點已經延伸，不僅僅是題中提到的細胞結構，而是真核細胞和原核細胞亞顯微結構的區分，同時也涉及到一些生物結構的特殊情況，必須逆向思維，透過現象，抓住本質，考慮特殊，才能找到正確的選項B。

答案：B。

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

由此可見，教師適時地將生物學的概念、原理、規律等知識圖示化比較，可以起到撥云見日，透視本質的功效，從而大大提高教學效益。