浅谈图形中的隐含信息的挖掘

1、浅谈图形中的隐含信息的挖掘广东东莞市常平中学 罗吉斌（523560）图示是贮存和传递科学文化知识比较便捷的一条途径，它不仅能形象清晰地表达生物的形体、结构，直观生动地叙述各种操作过程，而且能明显地表示出各统计变量之间的相互关系。识图能力本身是一种重要的学科能力。一般认为，在考试中用图象、表格试题，不仅能考查考生对基本知识和基本理论的掌握，而且能着重考查考生的6种科学能力：包括观察辨别能力、分析比较能力、逻辑推理能力、想象能力、创造性思维能力和语言表达能力。识图能力的考核是高考试题主要能力的考核点，每一年生物高考有大量的文图转换、图文转换、图图转换和图表转换题。这种题型不仅图文并茂、生动活泼，更

2、因为图表曲线中能够隐含相当多的文字叙述未提及的信息，解答这类试题，要求学生具备较高的学科能力，从而达到考查学生能力的目标，因而成为考试的一个热门题型。分析近年来高考题可以发现，图表题所占比重有逐年增加的趋势。因此，加强这方面的教学和研究，既能提高教学效率，又能培养学生对生物知识的理解和应用能力。本文拟从分析2001年一道生物高考题来谈谈图形中隐含信息（条件）的挖掘。2001年生物高考题（广东、河南卷）第一卷19题：下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。其中正确的是A. B. C. D.解析：这是一道函数图象题，

3、识图关键是三看：一看坐标轴的含义；二看图象表示函数的增减（即曲线的走向、变化趋势）；三看特殊点（顶点、始终点、转折点、交叉点）所表达的意义。通过这三看，一般对这四个图象所表达的内容函数与自变量的关系有所了解。但仅有识图能力还不能正确解答此题，还要求有较高的图图转换能力。根据题设条件和图示可知，此题涉及DNA复制、细胞分裂及胚胎发育等知识。首先要联系课本中“两栖类动物受精卵发育过程”图，而且要能从中获取有效的隐含信息。如图所示：从图中我们可以看到，蛙从受精卵到囊胚的发育过程中，体积并未增大（这就是隐含信息！），如果能突破这一点，此题就迎刃而解了。DNA复制、细胞分裂产生的子代数目均符合几何级数增

4、长，为2n(n1)，为增函数。但由于胚胎体积并不增大，因此在细胞分裂过程中，每个子细胞体积为 1/2n（n1）, 为减函数，图象与DNA复制正好相反。结合有关数学知识马上可以得到正确答案是A。由该题可以得到如下两点教学启示：第一， 深入挖掘图中隐含知识，将图拓广。中学生物课本中有些知识没有明显的文字表述，而是隐藏在图解之中，这就要求我们能善于指导学生挖掘图中的“隐含”知识，或从中提取有效信息。下面试举几例，加以说明。例1，高中生物（全一册）图41玉米胚乳的发育：在受精后12h的状态图中，可观察到受精极核已分裂成许多游离的胚乳核，而此时受精卵仍处于休眠状态，还没开始分裂。从图中可以挖掘出“胚乳的

5、发育先于胚的发育”这一隐含知识。 例2，初中生物血液循环模式图：此图中隐含有如下信息：淋巴回流是由上腔静脉入血液的，（同时也隐含有上腔静脉中含脂类物质较多这一信息）；肝静脉和门静脉中，肝静脉中血糖浓度稳定，维持在0.1左右，（主要是由肝脏调节的），而门静脉中血糖浓度很不稳定；门静脉中含营养物质最丰富，（因为它收集来自胃肠等处毛细血管中的血液）；门静脉两端都有毛细血管网，（这一点与出球小动脉相同）。例3，膝跳反射图解中：此图隐含有如下信息：反射弧中只有传入和传出两种神经元，（无中间神经元！）；感受器在膑骨的下缘，效应器是股四头肌。象这样隐含在图形中的信息是很丰富的，几乎每幅图中都有一定的隐含知识

6、，因此在平时的教学中，要善于挖掘，将图示内容拓广，培养学生的观察分辨能力。第二， 根据图示衍射相关知识，将图深化。根据图示，衍射相关知识是挖掘图形中隐含信息的另一种途径。衍射图形中的相关知识，可以将图形深化，有利于学生由知识向能力迁移。例如高中生物（全一册）图38.子房壁和胚珠的模式图：此图可衍射如下相关知识：绿色植物的双受精现象；种子中胚和胚乳的发育；果实的形成过程；果皮、种皮、胚和胚乳基因型的比较等知识。例1，番茄果皮红色（R）对黄色(r)为显性，若将纯种红色番茄的花粉授到黄色番茄的柱头上，则黄色番茄植株上所结的番茄的果皮将是：A黄色；基因型为rr. B.红色；基因型为RR.C.红色；基因

7、型为Rr. D.介于红、黄之间；基因型为Rr.例2，一株纯黄粒玉米与一株白粒玉米相互授粉，比较这两个植株结出的种子的胚和胚乳的基因型。要正确解答这类问题，就必须运用图38衍射的相关知识：1) 子房的结构、种子发育和果实的形成子房壁果皮 子房 珠被种皮 果胚珠 卵细胞(N) + 精子(N) 受精卵(2N) 胚(2N) 种 实胚囊 子极核（2×N）+精子（N）受精极核（3N）胚乳（3N） (2个) （1个）2）果实各部分基因型的比较由1）图示可知，果皮、种皮分别由子房壁和珠被直接发育而来。子房壁和珠被都是母体的一部分，因而它们的基因型与母本相同（即与母本保持一致），不受外来花粉基因的影响

8、，（类似于直接由体细胞发育而来）。花粉通过萌发花粉管伸入到胚囊中，其中两个精子分别与卵细胞和极核（2个）结合，形成受精卵和受精极核，将来分别发育成胚和胚乳，这就是绿色植物的双受精现象。由此可见，外界花粉的基因只影响胚和胚乳及其萌发后形成的相关结构的基因型。其中，胚是由1个卵细胞和1个精子结合的受精卵发育而来的，无论正交或反交（相互授粉），基因型是相同的；胚乳是由2个极核（来自母本）和1个精子发育而成的，故母体不同，胚乳的基因型不同。通过以上分析，上述两例就很容易解决了。（例1答案是A，例2详见分析）。此类问题还可以引伸，例如：豌豆的硬荚(A)、圆滑种皮(B)和黄色子叶（C）对软荚、皱缩种皮和绿

9、色子叶是显性。现用纯种硬荚、圆滑种皮和黄色子叶豌豆的花粉，授在纯种软荚，皱缩种皮和绿色子叶豌豆的雌蕊柱头上进行杂交。按要求在表中填写各后代的性状及其比例。豆 荚种 皮子 叶当年母本植株上所结的果实第二年将上述杂交种子播下后所结的果实分析：根据题意，P ()aabbcc AABBCC () F1 AaBbCc 第一年，母本基因型为aabbcc，豆荚、种皮分别由子房壁和胚珠发育而来，因而其基因型与母本保持一致，分别是aa、bb，所以表现型分别为软荚、皱缩；子叶是胚的一部分，是由受精卵发育而来，其基因型为Cc,所以表现型为全黄。第二年，是将F1种下去自交，那么母本基因型为AaBbCc，因而豆荚、种皮的基因型分别为Aa、Bb（与母本保持一致），其表现型分别为全硬、全圆。子叶是胚的一部分，由受精卵发育而来。因为是自交，所以其受精作用可以表示为：Cc x Cc 1 CC : 2Cc : 1cc。由此可见，F2中子叶会出现性状分离，其表现型为3黄：1绿。通过分析可以得到如下答案：豆 荚种 皮子 叶当年母本植株上所