高中生物解題中的數形結合思想應用研究

張文祥

（內蒙古鄂爾多斯市第一中學，內蒙古 鄂爾多斯）

數形結合教學策略最早應用在數學知識中，在數的基礎上展現出形，以此開展數學解題。在高中生物解題中應用數形結合解題思路，能夠將抽象的生物知識形象化，提升學生的解題速度與解題效率。

一、高中生物解題中的數形結合思想的應用策略

生物知識本身屬于一項自然性學科，具有顯著的理科性質。在高中生物解題中，通過應用數形結合思想，可數字化、量化相應生物知識內容，將生物學科的規律性凸顯出來，解決學生學習問題。

（一）光合作用問題的解決

在高中生物學習中，光合作用屬于相對基礎的知識，也是歷年來的高考試題，具有很高的考核率。

例如：1.為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，A葉片是樹冠_______填（“上層”或“下層”）的葉片，判斷依據是________。

2.光照強度達到一定數值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應受到抑制。

3.若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是___________。

從例題內容分析上，由于涉及的知識點較多，在題目內容的基礎上，應用數形結合思想，繪制出相應的圖形，在此基礎上開展解題，可實現題目內容簡化。通過觀察圖形能夠得知：（1）A葉片是樹冠下層葉片，判斷依據為A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片。（2）暗反應受到抑制。（3）在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是無水乙醇。

實踐證明，學生通過應用數形結合思想，可提升學生的解題思路與解題效率，同時縮短學生解題的時間，不斷完善自身的生物知識結構。

（二）細胞增殖問題

高中生物中，細胞增殖問題屬于重點內容，加入一些藥物，促進細胞增殖，分析細胞增殖中的合理性。這類問題需要強化數形結合思想的應用，實現解題效率的提升。

例如：已知藥物X對細胞增殖有促進作用，藥物E可抑制X的作用。某同學將同一瓶小鼠皮膚細胞平均分成甲、乙、丙三組，分別置于培養液中培養，培養過程中進行不同處理（其中甲組未加藥物），每隔一段時間測定各組細胞數，結果如圖所示，據圖分析，下列相關敘述不合理的是 （ ）

A.乙組加入了藥物X后再進行培養

B.丙組先加入藥物X，培養一段時間后加入藥物E，繼續培養

C.乙組先加入藥物E，培養一段時間后加入藥物X，繼續培養

D.若藥物X為蛋白質，則藥物E可能改變了藥物X的空間結構

在圖形的基礎上，可迅速總結出答案，其中C屬于錯誤表述。

（三）垂體對機體生長發育問題

在高中生物知識學習中，細胞檢測相關知識占比較大，也是高中生物理念的直接體現。在細胞檢測解題中，需要掌握實驗流程內的重點與難點，明確與之對應的圖形。通過應用數形結合思想，將抽象生物知識轉化為圖形，幫助學生更加直觀地分析細胞檢測相關知識與各類綜合性考題。

例如：以2018年全國Ⅲ卷理綜生物中的某一題為例，依據圖形，回答下列中的問題，（1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的_____上，該物質主要捕獲可見光中的_____。（2）植物的葉面積與產量關系切，葉面積系數（單位土地面積上的葉面積總和）與植物群體光合速率、呼吸速豐及干物質積累速率之間的關系如圖所示。由圖可知:當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數增加體光合速率和干物質積累速率均_____。當葉面積系數超過b時，群體干物質積累速率降低，其原因是_____。（3）通常，與陽生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相時所需要的光照強度_____（填“高”或“低”）

針對這一例題，首先需要將在題目內容對應的圖形，分析其中涉及的知識點，接著在圖形的基礎上展開判斷、解決其中的分類問題。在圖形的基礎上，學生能夠迅速解答出題目問題，在提升解題速度的同時，激發了自身對生物知識的興趣。在問題（1）中，高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的類囊體薄膜上，物質捕獲的光為紅光和藍紫光。在問題（2）中，光合速率和干物質積累速率均升高，當群體干物質積累速率降低時，葉面積系數超過b時，群體光合速率不變，但群體呼吸速率升高，因此群體凈光合速率降低，干物質積累速率降低。問題（3）為低。

二、結束語

與初中生物知識相比，高中生物知識更加復雜更加抽象。在高中生物解題中應用數形結合思想，能夠靈活分析生物知識內的信息，使得抽象的知識更加形象化，更好地開展生物解題，樹立學生學習生物知識的自信心，實現學生生物學習能力的提升。