胡有紅

計(jì)算題可以較好地考查學(xué)生的獨(dú)立思考能力、邏輯推理與信息加工處理能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，因此在生物高考試題中占有一定的比重。此類題目的解答主要分三個(gè)步驟：尋找原理→理清關(guān)系→準(zhǔn)確計(jì)算。只要將這三個(gè)步驟牢記于心，融會(huì)貫通，便能拿到解決計(jì)算題的“通關(guān)密鑰”。

光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合計(jì)算

【例1】科研人員用茶樹離體葉片測(cè)定了凈光合速率、氣孔導(dǎo)度（指單位時(shí)間、單位面積葉片通過氣孔的氣體量）的變化，結(jié)果如圖1所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A. 4 min時(shí)，光合作用消耗的CO2來自外界環(huán)境和線粒體

B. 16 min時(shí)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

C.與8 min時(shí)相比，4 min時(shí)葉綠體中的三碳化合物含量較高

D. 0—4 min內(nèi)，葉肉細(xì)胞凈光合速率下降可能由暗反應(yīng)速率下降所致

【答案】B

【解析】實(shí)驗(yàn)開始4 min時(shí)，凈光合速率大于0，說明光合速率大于呼吸速率，光合作用需要的CO2一部分來自線粒體，一部分來自細(xì)胞外，A正確;16 min時(shí)，光合作用和細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為葉綠體類囊體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，B錯(cuò)誤;4—8 min期間，氣孔導(dǎo)度下降，導(dǎo)致CO2供應(yīng)減少，葉肉細(xì)胞凈光合速率下降，但4 min時(shí)凈光合速率大于8 min時(shí)的凈光合速率，所以4 min時(shí)葉綠體中的三碳化合物含量較高，C正確;在最初的0—4 min內(nèi)，葉肉細(xì)胞凈光合速率下降的主要原因是氣孔導(dǎo)度的下降，減少了CO2的供應(yīng)，D正確。

【解題歸納】光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合計(jì)算是高考的重點(diǎn)和難點(diǎn)，考查形式包括曲線圖、柱形圖、裝置圖、流程圖、過程圖等?？忌枵莆照嬲夂献饔门c表觀光合作用的含義、關(guān)系及表示方法?？偣夂纤俾视址Q真正光合速率，表示方法有O2產(chǎn)生速率、CO2固定（或消耗）速率、有機(jī)物產(chǎn)生（或制造、生成）速率;凈光合速率又稱表觀光合速率，表示方法有O2釋放速率、CO2吸收速率、有機(jī)物積累速率;呼吸速率表示方法有黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2釋放速率、有機(jī)物消耗速率?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率。植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用吸收CO2的同時(shí)，還進(jìn)行細(xì)胞呼吸釋放CO2，所以測(cè)定的CO2的吸收量并不是真正光合速率，而是凈光合速率。一晝夜有機(jī)物的積累量（用CO2量表示）=白天從外界吸收的CO2量-晚上細(xì)胞呼吸釋放的CO2量=凈光合速率×光照時(shí)間-呼吸速率×黑暗時(shí)間。

DNA結(jié)構(gòu)和復(fù)制的數(shù)量計(jì)算

【例2】某含15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子含有400個(gè)堿基，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的30%;其中的一條鏈上腺嘌呤有20個(gè)，下列表述正確的是（ ）

A.該DNA分子中的堿基排列方式共有2004種

B.該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸420個(gè)

C.該DNA分子中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C= 1∶2∶3∶4

D.該DNA分子在14N的培養(yǎng)基連續(xù)復(fù)制2次，含15N標(biāo)記的DNA分子占25%

【答案】B

【解析】該雙鏈DNA分子含有400個(gè)堿基，即200對(duì)堿基，因?yàn)閴A基的數(shù)量有所限定，所以堿基的排列方式少于2004種，A錯(cuò)誤;該DNA分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸為400×（1-30%）×=140個(gè)，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸=（22-1）×140=420個(gè)，B正確;該DNA分子中，A+T之和占全部堿基的30%，所以A+T=400×30%=120個(gè)，則G+C=400-120=280個(gè)，又因?yàn)殡p鏈DNA分子中A=T，G=C，所以4種堿基的比例為A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7，C錯(cuò)誤;含15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，共產(chǎn)生4個(gè)雙鏈DNA分子，其中含15N標(biāo)記的DNA分子有2個(gè)，占總數(shù)的50%，D錯(cuò)誤。

【解題歸納】解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計(jì)算問題有以下三個(gè)步驟：首先，看清題中已知的和所求的堿基比例占的是整個(gè)DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。其次，畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。最后，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，尤其要掌握雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和占全部堿基比例的50%。除此之外，還需要注意以下幾點(diǎn)：①除DNA末端的兩個(gè)脫氧核糖外，其余每個(gè)脫氧核糖都連接著2個(gè)磷酸，每個(gè)DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè);②區(qū)別“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”，前者包括所有的復(fù)制，后者只包括第n次的復(fù)制;③看清堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”;④在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子只有兩個(gè);⑤注意看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，是“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免粗心錯(cuò)答。

遺傳概率的計(jì)算

【例3】圖2是某單基因遺傳病相關(guān)的系譜圖，圖3是對(duì)該家系中1—4號(hào)個(gè)體進(jìn)行相關(guān)基因檢測(cè)（先以某種限制酶切割樣品DNA，再進(jìn)行電泳）得到的電泳結(jié)果圖（電泳時(shí)不同大小的DNA片段移動(dòng)速率不同），已知編號(hào)a對(duì)應(yīng)的樣品來自4號(hào)個(gè)體。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A.根據(jù)圖2可確定該病屬于常染色體隱性遺傳病

B.Ⅱ5一定是雜合子，Ⅲ8與Ⅱ5基因型相同的概率為

C.結(jié)合圖2和圖3分析，可知致病基因內(nèi)部存在相關(guān)限制酶的1個(gè)切點(diǎn)

D.Ⅲ9與該病基因攜帶者結(jié)婚，生一個(gè)正常男孩的概率為

【答案】B

【解析】1號(hào)和2號(hào)都正常但所生女兒4號(hào)患病，說明該病屬于常染色體隱性遺傳病;相關(guān)基因用A，a表示，根據(jù)系譜圖推導(dǎo)出5號(hào)的基因型為Aa，8號(hào)的基因型及概率為AA或Aa，因此兩者相同的概率為;根據(jù)編號(hào)a對(duì)應(yīng)的樣品來自4號(hào)個(gè)體，且有兩個(gè)條帶，說明致病基因內(nèi)部存在相關(guān)限制酶的1個(gè)切點(diǎn);9號(hào)的基因型及概率同樣為AA或Aa，他與一個(gè)攜帶者（Aa）結(jié)婚，所生孩子患病的概率為×=，所以生一個(gè)正常孩子的概率為1-=，生一個(gè)正常男孩的概率為×=。

【解題歸納】遺傳的基本規(guī)律是遺傳學(xué)的核心內(nèi)容，為歷年高考中的最后一題，主要集中考查學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)兩大定律的理解和應(yīng)用。試題常借助新的情境和信息，如“從性遺傳”“遺傳致死”等，突出考查學(xué)生的科學(xué)思維?？忌谏羁汤斫膺z傳學(xué)基本概念和原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)明確遺傳規(guī)律常見的考查方向和考查角度，建立解答各類遺傳題的思維模式。考生需重點(diǎn)掌握遺傳概率計(jì)算的4個(gè)核心技術(shù)：顯隱性判斷、位置判斷、基因型推斷和乘法定理。并靈活運(yùn)用9∶3∶3∶1的變形，區(qū)別患病男孩與男孩患病，區(qū)別患病、患一種病與只患一種病的概念。

基因頻率與基因型頻率的計(jì)算

【例4】囊鼠的體毛深色（D）對(duì)淺色（d）為顯性，若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調(diào)查不同區(qū)域囊鼠深色表現(xiàn)型頻率，檢測(cè)并計(jì)算基因頻率，結(jié)果如圖4所示。下列敘述正確的是（ ）

A.深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響

B.與淺色巖P區(qū)相比，深色熔巖床區(qū)囊鼠的雜合體頻率低

C.淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD，Dd

D.與淺色巖Q區(qū)相比，淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率更高

【答案】ACD

【解析】在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化，深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇的影響，A正確;在淺色巖P區(qū)，D基因的頻率為0.1，則d基因的頻率為0.9，深色表現(xiàn)型頻率為0.18，則淺色表現(xiàn)型頻率為0.82，設(shè)雜合體頻率為x，那么x+0.82=0.9，可算出x=0.16，同理可得在深色熔巖床區(qū)雜合體頻率為0.50，B錯(cuò)誤;已知淺色巖Q區(qū)D基因的頻率為0.3，若該區(qū)深色囊鼠的基因型均為Dd，則D基因的頻率為0.25，不足0.3，故淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD，Dd，C正確;淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率為1-0.18=0.82，淺色巖Q區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率為1-0.50=0.50，即與淺色巖Q區(qū)相比，淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率更高，D正確。

【解題歸納】生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，基因型頻率改變，基因頻率不一定改變，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1，即P（A）+P（a）=1，算出其中一個(gè)基因的頻率后，用1-（減），即可得到另一個(gè)基因的頻率。一對(duì)等位基因的各基因型頻率之和也等于1，即P（AA）+P（Aa）+P（aa）=1。要看清題干，區(qū)別自交與自由交配對(duì)基因頻率或基因型頻率的影響;基因位于常染色體上時(shí)和基因位于X染色體上時(shí)基因頻率和基因型頻率的計(jì)算。

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算

【例5】下表是某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群攝食植物后能量流動(dòng)的情況，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）

項(xiàng)目 攝食量 糞便量 呼吸作用散失量

能量[J/（hm2·a）] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109

A.田鼠同化的能量中有35%用于其生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖

B.田鼠糞便量屬于其同化能量中流向分解者能量的一部分

C.以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為 1.4×109 J/（hm2·a）

D.田鼠的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量至少為 3.5×1010 J/（hm2·a）

【答案】B

【解析】田鼠的同化量=攝食量-糞便量=1.05×1010 J/（hm2·a）-3.50×109 J/（hm2·a）=7.0×109 J/（hm2·a），用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量= 7.0×109 J/（hm2·a）-4.55×109 J/（hm2·a）=2.45×109 J/（hm2·a），用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量÷同化量×100%=2.45×109 J/（hm2·a）÷ [7.0×109 J/（hm2·a）]×100%=35%，A正確;田鼠糞便中的能量屬于其上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物（即生產(chǎn)者）同化能量中流入分解者能量的一部分，B錯(cuò)誤;以田鼠為食的天敵最多獲得的能量=7.0×109 J/（hm2·a）×20%=1.4×109 J/（hm2·a），C正確;田鼠的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量至少為[7.0×109 J/（hm2·a）]÷20%=3.5×1010 J/（hm2·a），D正確。

【解題歸納】進(jìn)行具體能量流動(dòng)計(jì)算時(shí)切記 “順推”（由生產(chǎn)者“植物”往下推）與“逆推”（由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)往低營(yíng)養(yǎng)級(jí)推）的計(jì)算，前者用“乘法”，后者用“除法”。能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量÷上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%，在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(shí)，要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的差別。能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率一般為10%—20%，解題時(shí)注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊字眼，從而確定使用10%還是20%來解題。

糞便中的能量不屬于動(dòng)物同化的能量，但尿液中尿素所含的能量屬于動(dòng)物同化量的一部分。還需要區(qū)別能量傳遞效率和能量利用率。