專項(xiàng)三邏輯推理[命題方向]對(duì)近幾年的高考生物學(xué)試題進(jìn)行分析可以看出,邏輯推理的命題方向主要包括:一是聚焦生物學(xué)概念,強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上,突出生物學(xué)思想和方法的考查;二是強(qiáng)調(diào)思維的過(guò)程化,關(guān)注演繹推理、歸納推理、類比推理和因果推理過(guò)程的考查;三是以邏輯推理論證為科學(xué)方法,完成生命觀念的內(nèi)化,進(jìn)而落實(shí)核心素養(yǎng)的考查;四是注重舊知與新知之間的對(duì)接,培養(yǎng)理性思考滲透生活經(jīng)驗(yàn)的習(xí)慣,切實(shí)提高解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。1.因果推理高階思維解讀因果推理反映了原因和結(jié)果之間的聯(lián)系,即一個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn)引起另一個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn),那么這兩個(gè)現(xiàn)象之間就有著因果聯(lián)系,引起另一現(xiàn)象的現(xiàn)象稱作原因,被引起的現(xiàn)象叫結(jié)果。因果推理包括由因到果和由果溯因,由因到果是指根據(jù)原因預(yù)測(cè)結(jié)果的出現(xiàn),由果溯因是根據(jù)結(jié)果推測(cè)原因。高考生物學(xué)試題中的由因到果和由果溯因是常見(jiàn)的考查方式,無(wú)論是哪一種推理,都需要證據(jù)的支持,這些證據(jù)通常是生物學(xué)概念或原理。因果推理與論證是指通過(guò)分析各對(duì)象或各現(xiàn)象之間的因果聯(lián)系,或者透過(guò)現(xiàn)象分析背后的本質(zhì)原理,進(jìn)而掌握事物基本原理和規(guī)律的推理、論證過(guò)程。在生物學(xué)高考試題中對(duì)生物現(xiàn)象與規(guī)律之間因果聯(lián)系的考查比較常見(jiàn),因果謬誤在高考生物學(xué)試題中的考查方式多見(jiàn)選擇題,將不具有因果聯(lián)系的現(xiàn)象和原理之間斷定一種因果關(guān)系,在前提與結(jié)論之間構(gòu)建一種想象的聯(lián)結(jié),這種前提與結(jié)論之間通常具有一定的聯(lián)系,但二者之間并不存在因果聯(lián)系。在高考生物學(xué)試題中常見(jiàn)的因果謬誤包括虛假因果、因果倒置、復(fù)合原因和復(fù)合結(jié)果。虛假因果是將表面具有關(guān)聯(lián)關(guān)系而實(shí)質(zhì)上并無(wú)關(guān)聯(lián)關(guān)系的現(xiàn)象與規(guī)律視作因果關(guān)系的謬誤;因果倒置是指將原因視為結(jié)果或者將結(jié)果視為原因的謬誤;復(fù)合原因是指一個(gè)特定的結(jié)果是由多種原因引起的,但推理論證時(shí)只選擇其中的一個(gè)原因作為該結(jié)果產(chǎn)生的解釋;復(fù)合結(jié)果是指事實(shí)上現(xiàn)象A和現(xiàn)象B有一個(gè)共同原因C,卻誤將現(xiàn)象A和現(xiàn)象B視為具有因果關(guān)系的謬誤。思維路徑示例例1

(2021·福建卷,16)水稻等作物在即將成熟時(shí),若經(jīng)歷持續(xù)的干熱之后又遇大雨天氣,穗上的種子就容易解除休眠而萌發(fā)。脫落酸有促進(jìn)種子休眠的作用,同等條件下,種子對(duì)脫落酸越敏感,越容易休眠。研究發(fā)現(xiàn),XM基因表達(dá)的蛋白發(fā)生變化會(huì)影響種子對(duì)脫落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突變影響其蛋白表達(dá)的情況和產(chǎn)生的種子休眠效應(yīng)如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.位點(diǎn)1突變會(huì)使種子對(duì)脫落酸的敏感性降低B.位點(diǎn)2突變可以是堿基發(fā)生替換造成的C.可判斷位點(diǎn)3突變使XM基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程提前終止D.位點(diǎn)4突變的植株較少發(fā)生雨后穗上發(fā)芽的現(xiàn)象C邏輯推理借助因果推理的“由因到果”和“由果溯因”分析例1,根據(jù)題圖信息可知,位點(diǎn)1發(fā)生突變,相應(yīng)蛋白不能合成,休眠減少,脫落酸能促進(jìn)種子休眠,可以得出結(jié)論“位點(diǎn)1突變會(huì)使種子對(duì)脫落酸的敏感性降低”,A項(xiàng)正確。位點(diǎn)2突變后蛋白的長(zhǎng)度沒(méi)有發(fā)生變化,但是蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,結(jié)合教材知識(shí)“基因突變的類型包括堿基的缺失、增添和替換”,追溯原因可能是堿基發(fā)生替換造成的,B項(xiàng)正確。位點(diǎn)3突變后蛋白變短,C選項(xiàng)判斷是轉(zhuǎn)錄過(guò)程提前終止導(dǎo)致的,根據(jù)“由果溯因”推斷,若是轉(zhuǎn)錄過(guò)程提前終止導(dǎo)致的,那么相應(yīng)的蛋白是不能合成的,因此C項(xiàng)錯(cuò)誤。位點(diǎn)4突變后,合成了3倍量的蛋白,休眠增加,結(jié)合題干信息“水稻等作物在即將成熟時(shí),若經(jīng)歷持續(xù)的干熱之后又遇大雨天氣,穗上的種子就容易解除休眠而萌發(fā)”,可推測(cè)其原因不是“雨后穗上發(fā)芽”,D項(xiàng)正確。專項(xiàng)能力訓(xùn)練定期松土邏輯推理要求:運(yùn)用“由因到果”和“由果溯因”完成第(1)問(wèn)、第(2)問(wèn)、第(3)問(wèn)的作答。2.(2021·山東卷,24)海水立體養(yǎng)殖中,表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類,海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣,底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物遺體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)示意圖如下,M、N表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)[單位:kJ/(m2·a)]。(1)估算海參種群密度時(shí)常用樣方法,原因是

。(2)圖中M用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為

kJ/(m2·a)。由M到N的能量傳遞效率為

%(保留一位小數(shù)),該生態(tài)系統(tǒng)中的能量

(填“能”或“不能”)在M和遺體殘骸間循環(huán)流動(dòng)。

(3)養(yǎng)殖的海帶數(shù)量過(guò)多,造成牡蠣減產(chǎn),從生物群落的角度分析,原因是

。

(4)海水立體養(yǎng)殖模式運(yùn)用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理,依據(jù)這一原理進(jìn)行海水立體養(yǎng)殖的優(yōu)點(diǎn)是

。在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí),需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素,從而確定每種生物之間的合適比例,這樣做的目的是

。

海參活動(dòng)范圍小,活動(dòng)能力弱24886.3不能由于海帶的競(jìng)爭(zhēng),浮游植物數(shù)量下降,牡蠣的食物減少,產(chǎn)量降低能充分利用空間和資源維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)邏輯推理要求:借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)問(wèn)和第(3)問(wèn)。借助因果推理的“由果溯因”分析第(1)問(wèn)和第(3)問(wèn),第(1)問(wèn)考查的是“估算海參種群密度時(shí)常用樣方法的原因”,作答時(shí)需在教材和試題情境中尋找證據(jù),即適用于樣方法的種群所具備的特征,再聯(lián)系試題情境作答,因此第(1)問(wèn)的答案是海參活動(dòng)范圍小,活動(dòng)能力弱。第(3)問(wèn)是從生物群落的角度分析“養(yǎng)殖的海帶數(shù)量過(guò)多,造成牡蠣減產(chǎn)的原因”,既要參照教材內(nèi)容,也要考慮試題情境,教材中的相關(guān)知識(shí)是“種間競(jìng)爭(zhēng)、捕食、互利共生、寄生”等群落物種之間的關(guān)系,試題情境信息是海帶和牡蠣,通過(guò)分析海帶和牡蠣之間因物種關(guān)系而造成的相互作用進(jìn)行作答,因此第(3)問(wèn)的答案是由于海帶的競(jìng)爭(zhēng),浮游植物數(shù)量下降,牡蠣的食物減少,產(chǎn)量降低。解析

(1)由于海參活動(dòng)范圍小,活動(dòng)能力弱,所以常用樣方法估算其種群密度。(2)M用于生長(zhǎng)、發(fā)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的能量傳遞效率為386÷(3

281+2

826)×100%≈6.3%,能量流動(dòng)是單向的,不能循環(huán)。(3)牡蠣以浮游植物為食,由于海帶的競(jìng)爭(zhēng),浮游植物數(shù)量下降,牡蠣的食物減少,所以產(chǎn)量降低。(4)海水立體養(yǎng)殖利用了群落結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)是能充分利用空間和資源;由于空間和資源是有限的,所以在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí),需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素,從而確定每種生物之間的合適比例,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)。2.類比推理高階思維解讀類比推理是根據(jù)兩個(gè)或兩類事物在某些屬性上相同或相似,進(jìn)而推出它們?cè)谄渌麑傩陨弦蚕嗤蛳嗨频耐评怼Ｆ浣Y(jié)構(gòu)可表示為A有屬性a、b、c、d,B有屬性a、b、c,所以B有屬性d。高中生物學(xué)試題中有部分試題涉及類比推理的考查,類比推理有助于科學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)。思維路徑示例例2

(2021·山東卷,4)我國(guó)考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了一種類似磁鐵的“引子”,成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識(shí)別并分離出來(lái),用于研究人類起源及進(jìn)化。下列說(shuō)法正確的是(

)A.“引子”的徹底水解產(chǎn)物有兩種B.設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息只能來(lái)自核DNAC.設(shè)計(jì)“引子”前不需要知道古人類的DNA序列D.土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA可直接與“引子”結(jié)合從而被識(shí)別C邏輯推理運(yùn)用類比推理分析D選項(xiàng),根據(jù)題中“引子”和選項(xiàng)中“古人類雙鏈DNA可直接與‘引子’結(jié)合”等信息,可將“引子”類比為教材中PCR技術(shù)中的引物,聯(lián)想PCR的過(guò)程和引物的特點(diǎn)可知,土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA需要解旋后方可與“引子”結(jié)合從而被識(shí)別,D選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。解析

根據(jù)分析可知,“引子”是一段DNA序列,徹底水解產(chǎn)物有磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基,共6種產(chǎn)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于線粒體中也含有DNA,因此設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息還可以來(lái)自線粒體DNA,B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)題干信息“我國(guó)考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了一種類似磁鐵的‘引子’”,說(shuō)明設(shè)計(jì)“引子”前不需要知道古人類的DNA序列,C項(xiàng)正確。土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA需要經(jīng)過(guò)提取,且在體外經(jīng)過(guò)加熱解旋后,才能與“引子”結(jié)合,而不能直接與“引子”結(jié)合,D項(xiàng)錯(cuò)誤。專項(xiàng)能力訓(xùn)練3.(2020·山東卷,7)聽(tīng)毛細(xì)胞是內(nèi)耳中的一種頂端具有纖毛的感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。聲音傳遞到內(nèi)耳中引起聽(tīng)毛細(xì)胞的纖毛發(fā)生偏轉(zhuǎn),使位于纖毛膜上的K+通道打開(kāi),K+內(nèi)流而產(chǎn)生興奮。興奮通過(guò)聽(tīng)毛細(xì)胞底部傳遞到聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞,最終到達(dá)大腦皮層產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.靜息狀態(tài)時(shí)纖毛膜外的K+濃度低于膜內(nèi)B.纖毛膜上的K+內(nèi)流過(guò)程不消耗ATPC.興奮在聽(tīng)毛細(xì)胞上以電信號(hào)的形式傳導(dǎo)D.聽(tīng)覺(jué)的產(chǎn)生過(guò)程不屬于反射A邏輯推理要求:采用類比推