生物图形题的分析与归类

张玉明 宣雯雯

生物图因简明、直观、信息容量大，深受命题者的喜爱。图形在各类生物试卷中占有非常大的比重，有时甚至能达到“一题一图”的程度。看懂图，读懂图，从图中提取有效的信息，顺利实现图文转换，是正确解答图形题的前提，也是考生学科能力和素养的具体表现。如果连图都读不懂，或理解出现偏差甚至错误，则会导致答题失败。本文简要分析几类常见的生物图形题，整合成专题，供大家复习参考。

一、模式图

模式图是指生物局部或整体的形态结构图，如细胞亚显微结构模式图、细胞膜结构模式图、线粒体结构模式图等。此类图形有的直接来自教材，较为简单，但更多的是与教材中图形相类似，多有变化，富有新意，因而成为学习的难点。解答模式图题的一般步骤如下。

1.明确题中的图像是生物体何种结构的模式图。绝大多数题目中的模式图都出自教材中的原图或其变形，完全陌生的模式图是极少的。因此，掌握好教材中的原图及相关知识是做好该类题目的关键。

2.识别图中结构的名称、特点、功能等。运用从局部到整体或从整体到局部的分析方法，以图中某些典型特征为突破口，识别各部分名称，并形成正确的判断。某些典型特征如有糖蛋白的膜可判断为细胞膜，能吸收光能的膜一般为类囊体膜，将[H]和O2结合成H2O的是线粒体内膜等。

3.根据题干和设问的要求，进行图文对照分析，理清各种结构及变化之间的联系，得出正确答案。

4.在作答时一定要根据图中的序号或结构，应用教材中的相关生物名词术语，按要求规范作答，避免答非所问，劳而无功。如该用文字作答的要用文字作答，该用字母或序号作答的一定要用字母或序号作答。

例1 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。 图1—图3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列描述正确的是（ ）

A.图1表示有氧呼吸第二阶段，为生命活动提供能量

B.图2中与受体蛋白结合的若是抗利尿激素，那么靶器官是肾小管和集合管

C.图3中[H]的作用是与O2结合生成水，并产生ATP

D.图1—图3中组成成分相同，结构和功能也基本相同

【解析】图1—图3都是在细胞膜亚显微结构模式图的基础上改编而成的，依据膜上发生的代谢过程或结构特征，可判断出它们分别属于何种生物膜。图1中发生“[H]与O2结合生成H2O”的过程，此为有氧呼吸第三阶段，因此判断该生物膜为线粒体内膜，产生的ATP为生命活动供能，A选项错误。图2中有糖蛋白及细胞外等信息提示，因而判断此生物膜为细胞膜。若图中与受体蛋白结合的是抗利尿激素，则靶器官是肾小管和集合管，B选项正确。图3表示H2O在光照下分解成[H]与O2，同时产生ATP，属于光反应，此膜为类囊体薄膜，产生的[H]用于还原暗反应的C3化合物，C选项错误。图1—图3的生物膜成分相同，结构也基本相同，但功能不同，图1、图3显示能量转换功能，图2显示信息交流功能，D选项错误。故答案为B选项。

【变式训练】根据能量来源的不同，主动运输分为图4所示的a、b、c三种类型（、○代表跨膜的离子或小分子）。下列叙述错误的是（ ）

A.图中的Q侧是细胞质基质

B.转运的能量可能来自转运时释放的能量

C.进行b类型主动运输所需要的能量来自线粒体

D.进行c类型主动运输的生物有可能是某些细菌

【解析】图4为发生在细胞膜上三种不同类型的主动运输。图中P侧有糖蛋白，则P侧为细胞膜外侧，故Q侧是细胞质基质，A选项正确。和是由同一种载体转运，且是由低浓度运至高浓度，而由高浓度运至低浓度，故转运的能量可能来自转运时释放的能量，B选项正确。进行b类型主动运输所需要的ATP来自细胞质基质和线粒体，C选项错误。进行c类型主动运输的能量来自光能，可能来自某些细菌，D选项正确。故答案为C选项。

二、过程图

过程图又称为流程图，是指描述生物生理活动过程的图形，常用箭头、字母、数字、文字等表示活动过程中的动态变化。高中生物教材中，细胞代谢、物质循环、能量流动、细胞分裂、神经调节和体液调节等都可以用过程图来表示，过程图的典型特征是图中带有箭头。解答过程图题的一般步骤如下。

1.明确题中的图是何种生理过程。要抓住过程的主体，把握过程图中的核心变化或重要步骤，结合题干中的文字叙述，进行合理分析和正确判断。核心变化或重要步骤如：将H2O分解成[H]和O2是光反应阶段，而将[H]和O2结合成H2O的是有氧呼吸的第三阶段。

2.从图形入手，弄清图中字母、数字的含义。按图中箭头指向，依次获取相应步骤的信息，挖掘图中的隐含条件，联系教材中相关知识进行联想、类比和迁移，明确生命活动的发生、发展和变化规律。

3.对图中所涉及的问题进行综合分析，最后实现图形和问题的转换，再结合题干问题，分析作答。

4.由于过程图中涉及箭头、字母、数字等，答案的形式也可能用上符号，这是解过程图题与其他题型的差别。

例2 如圖5所示，其为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是（ ）

A.过程A中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光

B.③的产生过程为B的CO2固定提供能量

C.过程D释放的能量大部分储存于ATP中

D.过程B只发生在叶绿体基质中，过程C只发生在线粒体中

【解析】图5整合了教材中的光合作用与呼吸作用过程图。首先要判断图中字母、数字的含义。图中A—D分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二和第三阶段；①—④分别表示O2、NADP+ 、ADP+Pi、C5。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A选项正确。③的产生过程为ATP水解成ADP+Pi+能量，为C3还原提供能量，B选项错误。过程D释放的能量大部分以热能散失掉，C选项错误。过程C只发生在细胞质基质中，D选项错误。故答案为A选项。

【变式训练】图6表示植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中氢元素的转移途径，相关叙述错误的是（ ）

A.过程①④在生物膜上进行

B.过程④是有氧呼吸和无氧呼吸共有的阶段

C.过程①③④中能合成ATP

D.过程①可以为过程④提供氧气

【解析】该题截取光合作用和呼吸作用中最具代表性的四个代谢过程，图形较简化，思维的跳跃性大。根据题意分析，①—④分别表示光反应阶段、暗反应阶段、有氧呼吸第一和第二阶段、有氧呼吸第三阶段。过程①是光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，过程④是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，A选项正确。无氧呼吸不能产生水，所以过程④是有氧呼吸特有的阶段，B选项错误。过程①③④中能合成ATP，过程②中消耗ATP，C选项正确。过程①是光反应阶段，水光解产生氧气，所以可以为过程④提供氧气，D选项正确。故答案为B选项。

三、概念图

概念图是将与某一概念相关的众多从属概念置于方框和圆圈中，然后用线条将有关的概念和文字连接成框架图形，直观而形象地表示出概念之间的从属关系。概念图能帮助大家构建知识网络，促使新旧知识的融合与整合，从整体上准确把握和理解概念。解答概念图题的一般步骤如下。

1.从概念间的层次性来分析。许多概念与概念之间具有层次性，如动物体结构层次的关系可表示为“细胞→组织→器官→系统→动物体”，这是由微观到宏观的层次排列的。又如生物体遗传物质的相关概念层次表示为“染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸”，这是由宏观到微观的层次排列的。抓住了这些概念间的层次性，则可以轻松解题。

2.从概念间的从属关系分析。生物学许多概念之间有包含与被包含的关系，或者出现交集的情况，这些内容的考查常常借助数学的几何图形来表示，如用大小不同的圆圈，以及圆圈之间的从属或有部分交集的关系来表示几个概念之间的关系，也可以借用分支图的形式来表示。

3.从知识间的联系分析。这一种概念图大多涵盖一章或一节的知识，利用点、线、连接词等把相关知识系统展现出来；多以填空的方式，让考生填写概念图中空缺的若干概念、连接词等。

例3 图7是有关生态系统的概念图，其中对①②③④理解错误的是（ ）

A.①是生态系统的结构

B.②是生态系统的成分

C.③是生态系统的营养结构

D.④是生态系统的稳定性

【解析】图7为生态系统的概念图。生态系统包括结构和功能两方面，结构又分生态系统的成分和食物链、食物网两部分，食物链、食物网又被称为生态系统的营养结构。生态系统的功能又分物质循环、能量流动、信息传递三方面，④应为信息传递。故答案为D选项。

【变式训练】关于图8中序号的描述，正确的是（ ）

A.①和②所示的過程都需要消耗ATP

B.只有①所示的过程是逆浓度梯度运输物质

C.只有①所示的过程才需要载体蛋白的协助

D.葡萄糖进入小肠上皮细胞与过程②有关

【解析】该图为物质跨膜运输方式的概念图。跨膜运输分为被动运输和主动运输两类，被动运输又分为自由扩散和协助扩散两种，葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠上皮细胞为主动运输。故答案为B选项。

四、曲线图

曲线图是应用数学原理，通过坐标曲线表示生物生命活动过程及规律的一类图形。此类题型在生物试卷中涉及最多，难度较大，考生的正确率也较低。解答曲线图题通常采用“三看”法。

一看坐标轴的含义。认真审题，明确解题要求，仔细识别坐标图中纵坐标、横坐标所表达的变量，找出纵坐标、横坐标之间的联系，这是解答此类题目的基础。比如光照强度对光合速率的影响，横坐标是光照强度，纵坐标则为光合速率，或是净光合速率，也可能是实际光合速率，要仔细分辨。再如种群增长曲线，横坐标是时间，纵坐标可能是种群数量，也可能是增长速率，不可混淆。

二看特殊点的意义。这些特殊点包括曲线的起始点、顶点、最低点、转折点、交叉点、终点等，它们隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解答此类题目的关键。例如光合作用中的光补偿点、光饱和点、种群数量“S”型曲线中的K点、K/2点等。

三看曲线的走向。曲线走向包括上升、下降、水平移动、波动等形式。坐标曲线题最终考查的还是考生对曲线的理解能力，以及对坐标曲线形状、数值的正确描述。例如曲线的走势怎样，曲线何时开始上升，何时趋向平缓，何时出现转折，引起转折的原因是什么等，这是解答此类题目的根本之所在。

例4 （多选题）将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与在自然环境中时相同。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图9所示的曲线，下列有关说法正确的是（ ）

A.BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱

B.CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的

C.FG段CO2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少

D.H点CO2浓度最低，说明此时植物体内积累时光合作用产物最多

【解析】先看横轴与纵轴的含义，再看顶点D、最低点H的含义，最后分析曲线的趋势。在AD段、HI段，CO2浓度在升高，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度；DH段CO2浓度在降低，说明光合作用强度大于细胞呼吸强度；在D、H两点曲线发生转折，表明D、H两点处光合作用强度等于细胞呼吸强度，所以光合作用在D点之前开始、在H点之后停止；H点后光合作用强度弱于细胞呼吸强度，故H点时植物体内积累的光合作用产物最多。从时间判断BC段是一天中气温最低的时段，因此呼吸作用减弱，CO2浓度增加较AB段慢。FG段下降缓慢的原因是气孔关闭，叶片吸收CO2减少。故答案为A、C、D选项。

【变式训练】将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内CO2含量，结果如图10所示。据图分析下列选项，叙述正确的是（ ）

A.20—45min期间，光强度是限制甲幼苗光合作用强度不再增加的主要原因

B.将乙幼苗放入其他条件都适宜但CO2浓度为20mg/L的环境中，乙幼苗将不能生长

C.夏天干旱季节，乙幼苗生长状况要比甲幼苗好

D.25min时乙植物通过光合作用贮存的能量要少于细胞呼吸释放的能量

【解析】先看横轴与纵轴的含义，再分析曲线的变化趋势。从图中看出两曲线下降到一定程度后，便保持水平不变，说明此时光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等，即光合作用强度等于呼吸作用强度。该题光照始终不变，因而光照强度不是限制甲、乙幼苗光合作用强度不再增加的主要原因，A选项错误。乙幼苗在CO2浓度为20mg/L时曲线继续下降，证明乙幼苗此时仍能生长，B选项错误。乙玻璃罩内CO2比甲玻璃罩内CO2浓度降得更低，说明乙植物固定CO2的能力更强，在夏天干旱季节，叶片气孔大都关闭，CO2浓度较低时，乙幼苗生長状况要比甲幼苗好，C选项正确。25min时乙幼苗所在容器中CO2浓度仍在下降，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用贮存的能量大于细胞呼吸释放的能量，D选项错误。故答案为C选项。

五、柱形图

柱形图与曲线图有类似之处，都是出现在坐标系中，柱形图的特点是以柱的高度来表示某一时刻的相关数据变化，不像曲线图或折线图那般具有连贯性。突破柱形图题的关键如下。

1.看清楚坐标轴的含义，弄清柱形图所代表的含义。柱形图的坐标轴通常没有精确的数值，此时的关注点在于方柱的相对高度，以及各方柱之间的相对距离和前后顺序。例如细胞吸收O2与释放CO2的方柱不一样高，说明细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。

2.比较柱的高度，找出各种物质含量变化的趋势。柱形图中的最大值、最小值、增减（升降）变化趋势是解题的关键点。例如色素分离的柱形图中，方柱离原点远近代表其扩散快慢，方柱相对高矮则表示其含量多少。

3.分析图中各数值不同的可能原因，分析横坐标与纵坐标之间存在的因果关系，做出推测与判断，实现图文转化。

例5 图11表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是（ ）

A.氧浓度为a时，有氧呼吸最弱

B.氧浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/5

C.氧浓度为c时，最适于贮藏该植物器官

D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等

【解析】氧气的吸收量代表有氧呼吸强度，而二氧化碳释放量代表呼吸作用强度，包括有氧呼吸和无氧呼吸。因为有氧呼吸中氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量，所以某氧气浓度对应的CO2释放量和O2吸收量的差值就代表无氧呼吸的强度。当氧浓度为a时，氧气吸收量为零，所以此时有氧呼吸强度最弱；当氧浓度为b时，吸氧值为3，放CO2值为8，经计算有氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.5，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为2.5；当氧浓度为c时，放出的CO2最少，呼吸作用最弱，最适于贮藏该植物器官；当氧浓度为d时，只有有氧呼吸。故答案为D选项。

【变式训练】图12表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为（ ）

A.红色 B.黄色 C.绿色 D.紫色

【解析】本题看似简单，但考生的得分率极低。在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色，B选项正确。故答案为B选项。

考生在复习时，要对生物教材中的插图、试卷中的例图进行多角度分析和研究，要弄清楚图中的每一处结构，理解它们所代表的意义。对于试卷考查到的内容要充分理解，没有考查到的内容也要研究清楚，不能满足于只做题，而要进行拓展、延伸、迁移，做到触类旁通，举一反三。总之，考生要重视培养自己读图的能力，从而提高分析问题和解决问题的能力。