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适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习生物学关键能力专项专项3逻辑推理课件
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这是一份适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习生物学关键能力专项专项3逻辑推理课件，共25页。PPT课件主要包含了因果推理，定期松土，能充分利用空间和资源，类比推理等内容，欢迎下载使用。
[命题方向]对近几年的高考生物学试题进行分析可以看出,逻辑推理的命题方向主要包括:一是聚焦生物学概念,强化基础知识和基本技能的基础上,突出生物学思想和方法的考查;二是强调思维的过程化,关注演绎推理、归纳推理、类比推理和因果推理过程的考查;三是以逻辑推理论证为科学方法,完成生命观念的内化,进而落实核心素养的考查;四是注重旧知与新知之间的对接,培养理性思考渗透生活经验的习惯,切实提高解决复杂问题的能力。
[解题方略](1)链接教材原理,形成逻辑链条。结合高中生物学的学科本质和近年来高考生物学试题的特点,可知高中生物学试题中侧重的逻辑推理论证主要有概括推理与论证、统计推理与论证、因果推理与论证、类比推理与论证、假说演绎推理,本专项针对高考题中常出现的因果推理和类比推理类型进行阐述和例题解析。(2)识别论证谬误,评估推理关系。“识别论证谬误,评估推理关系”主要是针对逻辑推理论证的各类型中学生易出现的论证谬误进行分析,帮助学生找出生物学试题中某些命题的论证谬误,进而作出正确解答,主要用于选择题中某些命题正确与否的判断。
因果推理反映了原因和结果之间的联系,即一个现象的出现引起另一个现象的出现,那么这两个现象之间就有着因果联系,引起另一现象的现象称作原因,被引起的现象叫结果。因果推理包括由因到果和由果溯因,由因到果是指根据原因预测结果的出现,由果溯因是根据结果推测原因。高考生物学试题中的由因到果和由果溯因是常见的考查方式,无论是哪一种推理,都需要证据的支持,这些证据通常是生物学概念或原理。
因果推理与论证是指通过分析各对象或各现象之间的因果联系,或者透过现象分析背后的本质原理,进而掌握事物基本原理和规律的推理、论证过程。在生物学高考试题中对生物现象与规律之间因果联系的考查比较常见,因果谬误在高考生物学试题中的考查方式多见选择题,将不具有因果联系的现象和原理之间断定一种因果关系,在前提与结论之间构建一种想象的联结,这种前提与结论之间通常具有一定的联系,但二者之间并不存在因果联系。在高考生物学试题中常见的因果谬误包括虚假因果、因果倒置、复合原因和复合结果。虚假因果是将表面具有关联关系而实质上并无关联关系的现象与规律视作因果关系的谬误;因果倒置是指将原因视为结果或者将结果视为原因的谬误;复合原因是指一个特定的结果是由多种原因引起的,但推理论证时只选择其中的一个原因作为该结果产生的解释;复合结果是指事实上现象A和现象B有一个共同原因C,却误将现象A和现象B视为具有因果关系的谬误。
例1 (2021·福建卷,16)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是( )A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低B.位点2突变可以是碱基发生替换造成的C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
逻辑推理借助因果推理的“由因到果”和“由果溯因”分析例1,根据题图信息可知,位点1发生突变,相应蛋白不能合成,休眠减少,脱落酸能促进种子休眠,可以得出结论“位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低”,A项正确。位点2突变后蛋白的长度没有发生变化,但是蛋白的结构发生变化,结合教材知识“基因突变的类型包括碱基的缺失、增添和替换”,追溯原因可能是碱基发生替换造成的,B项正确。位点3突变后蛋白变短,C选项判断是转录过程提前终止导致的,根据“由果溯因”推断,若是转录过程提前终止导致的,那么相应的蛋白是不能合成的,因此C项错误。位点4突变后,合成了3倍量的蛋白,休眠增加,结合题干信息“水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发”,可推测其原因不是“雨后穗上发芽”,D项正确。
逻辑推理要求:运用“由因到果”和“由果溯因”完成第(1)问、第(2)问、第(3)问的作答。
2.(2021·山东卷,24)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级[单位:kJ/(m2·a)]。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 (3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是 。 (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是 。
海参活动范围小,活动能力弱
由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低
维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产
逻辑推理要求:借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)问和第(3)问。
借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)问和第(3)问,第(1)问考查的是“估算海参种群密度时常用样方法的原因”,作答时需在教材和试题情境中寻找证据,即适用于样方法的种群所具备的特征,再联系试题情境作答,因此第(1)问的答案是海参活动范围小,活动能力弱。第(3)问是从生物群落的角度分析“养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产的原因”,既要参照教材内容,也要考虑试题情境,教材中的相关知识是“种间竞争、捕食、互利共生、寄生”等群落物种之间的关系,试题情境信息是海带和牡蛎,通过分析海带和牡蛎之间因物种关系而造成的相互作用进行作答,因此第(3)问的答案是由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低。
解析 (1)由于海参活动范围小,活动能力弱,所以常用样方法估算其种群密度。(2)M用于生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3 281+2 826-3 619=2 488 kJ/(m2·a);由M到N的能量传递效率为386÷(3 281+2 826)×100%≈6.3%,能量流动是单向的,不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低。(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和资源是有限的,所以在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产。
类比推理是根据两个或两类事物在某些属性上相同或相似,进而推出它们在其他属性上也相同或相似的推理。其结构可表示为A有属性a、b、c、d,B有属性a、b、c,所以B有属性d。高中生物学试题中有部分试题涉及类比推理的考查,类比推理有助于科学研究的发现。
例2 (2021·山东卷,4)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )A.“引子”的彻底水解产物有两种B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNAC.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
逻辑推理运用类比推理分析D选项,根据题中“引子”和选项中“古人类双链DNA可直接与‘引子’结合”等信息,可将“引子”类比为教材中PCR技术中的引物,联想PCR的过程和引物的特点可知,土壤沉积物中的古人类双链DNA需要解旋后方可与“引子”结合从而被识别,D选项说法错误。
解析 根据分析可知,“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误。由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误。根据题干信息“我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确。土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与“引子”结合,D项错误。
3.(2020·山东卷,7)听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转,使位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞,最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是( )A.静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内B.纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATPC.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导D.听觉的产生过程不属于反射
[命题方向]对近几年的高考生物学试题进行分析可以看出,逻辑推理的命题方向主要包括:一是聚焦生物学概念,强化基础知识和基本技能的基础上,突出生物学思想和方法的考查;二是强调思维的过程化,关注演绎推理、归纳推理、类比推理和因果推理过程的考查;三是以逻辑推理论证为科学方法,完成生命观念的内化,进而落实核心素养的考查;四是注重旧知与新知之间的对接,培养理性思考渗透生活经验的习惯,切实提高解决复杂问题的能力。
[解题方略](1)链接教材原理,形成逻辑链条。结合高中生物学的学科本质和近年来高考生物学试题的特点,可知高中生物学试题中侧重的逻辑推理论证主要有概括推理与论证、统计推理与论证、因果推理与论证、类比推理与论证、假说演绎推理,本专项针对高考题中常出现的因果推理和类比推理类型进行阐述和例题解析。(2)识别论证谬误,评估推理关系。“识别论证谬误,评估推理关系”主要是针对逻辑推理论证的各类型中学生易出现的论证谬误进行分析,帮助学生找出生物学试题中某些命题的论证谬误,进而作出正确解答,主要用于选择题中某些命题正确与否的判断。
因果推理反映了原因和结果之间的联系,即一个现象的出现引起另一个现象的出现,那么这两个现象之间就有着因果联系,引起另一现象的现象称作原因,被引起的现象叫结果。因果推理包括由因到果和由果溯因,由因到果是指根据原因预测结果的出现,由果溯因是根据结果推测原因。高考生物学试题中的由因到果和由果溯因是常见的考查方式,无论是哪一种推理,都需要证据的支持,这些证据通常是生物学概念或原理。
因果推理与论证是指通过分析各对象或各现象之间的因果联系,或者透过现象分析背后的本质原理,进而掌握事物基本原理和规律的推理、论证过程。在生物学高考试题中对生物现象与规律之间因果联系的考查比较常见,因果谬误在高考生物学试题中的考查方式多见选择题,将不具有因果联系的现象和原理之间断定一种因果关系,在前提与结论之间构建一种想象的联结,这种前提与结论之间通常具有一定的联系,但二者之间并不存在因果联系。在高考生物学试题中常见的因果谬误包括虚假因果、因果倒置、复合原因和复合结果。虚假因果是将表面具有关联关系而实质上并无关联关系的现象与规律视作因果关系的谬误;因果倒置是指将原因视为结果或者将结果视为原因的谬误;复合原因是指一个特定的结果是由多种原因引起的,但推理论证时只选择其中的一个原因作为该结果产生的解释;复合结果是指事实上现象A和现象B有一个共同原因C,却误将现象A和现象B视为具有因果关系的谬误。
例1 (2021·福建卷,16)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是( )A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低B.位点2突变可以是碱基发生替换造成的C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
逻辑推理借助因果推理的“由因到果”和“由果溯因”分析例1,根据题图信息可知,位点1发生突变,相应蛋白不能合成,休眠减少,脱落酸能促进种子休眠,可以得出结论“位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低”,A项正确。位点2突变后蛋白的长度没有发生变化,但是蛋白的结构发生变化,结合教材知识“基因突变的类型包括碱基的缺失、增添和替换”,追溯原因可能是碱基发生替换造成的,B项正确。位点3突变后蛋白变短,C选项判断是转录过程提前终止导致的,根据“由果溯因”推断,若是转录过程提前终止导致的,那么相应的蛋白是不能合成的,因此C项错误。位点4突变后,合成了3倍量的蛋白,休眠增加,结合题干信息“水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发”,可推测其原因不是“雨后穗上发芽”,D项正确。
逻辑推理要求:运用“由因到果”和“由果溯因”完成第(1)问、第(2)问、第(3)问的作答。
2.(2021·山东卷,24)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级[单位:kJ/(m2·a)]。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 (3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是 。 (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是 。
海参活动范围小,活动能力弱
由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低
维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产
逻辑推理要求:借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)问和第(3)问。
借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)问和第(3)问,第(1)问考查的是“估算海参种群密度时常用样方法的原因”,作答时需在教材和试题情境中寻找证据,即适用于样方法的种群所具备的特征,再联系试题情境作答,因此第(1)问的答案是海参活动范围小,活动能力弱。第(3)问是从生物群落的角度分析“养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产的原因”,既要参照教材内容,也要考虑试题情境,教材中的相关知识是“种间竞争、捕食、互利共生、寄生”等群落物种之间的关系,试题情境信息是海带和牡蛎,通过分析海带和牡蛎之间因物种关系而造成的相互作用进行作答,因此第(3)问的答案是由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低。
解析 (1)由于海参活动范围小,活动能力弱,所以常用样方法估算其种群密度。(2)M用于生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3 281+2 826-3 619=2 488 kJ/(m2·a);由M到N的能量传递效率为386÷(3 281+2 826)×100%≈6.3%,能量流动是单向的,不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低。(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和资源是有限的,所以在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产。
类比推理是根据两个或两类事物在某些属性上相同或相似,进而推出它们在其他属性上也相同或相似的推理。其结构可表示为A有属性a、b、c、d,B有属性a、b、c,所以B有属性d。高中生物学试题中有部分试题涉及类比推理的考查,类比推理有助于科学研究的发现。
例2 (2021·山东卷,4)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )A.“引子”的彻底水解产物有两种B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNAC.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
逻辑推理运用类比推理分析D选项,根据题中“引子”和选项中“古人类双链DNA可直接与‘引子’结合”等信息,可将“引子”类比为教材中PCR技术中的引物,联想PCR的过程和引物的特点可知,土壤沉积物中的古人类双链DNA需要解旋后方可与“引子”结合从而被识别,D选项说法错误。
解析 根据分析可知,“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误。由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误。根据题干信息“我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确。土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与“引子”结合,D项错误。
3.(2020·山东卷,7)听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转,使位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞,最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是( )A.静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内B.纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATPC.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导D.听觉的产生过程不属于反射
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