胡有紅

計算題可以較好地考查學生的獨立思考能力、邏輯推理與信息加工處理能力，發(fā)展學生的科學思維，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步驟：尋找原理→理清關系→準確計算。只要將這三個步驟牢記于心，融會貫通，便能拿到解決計算題的“通關密鑰”。

光合作用與細胞呼吸的綜合計算

【例1】科研人員用茶樹離體葉片測定了凈光合速率、氣孔導度（指單位時間、單位面積葉片通過氣孔的氣體量）的變化，結果如圖1所示。下列相關敘述錯誤的是（ ）

A. 4 min時，光合作用消耗的CO2來自外界環(huán)境和線粒體

B. 16 min時產生ATP的場所為細胞質基質和線粒體

C.與8 min時相比，4 min時葉綠體中的三碳化合物含量較高

D. 0—4 min內，葉肉細胞凈光合速率下降可能由暗反應速率下降所致

【答案】B

【解析】實驗開始4 min時，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，一部分來自細胞外，A正確;16 min時，光合作用和細胞呼吸同時進行，產生ATP的場所為葉綠體類囊體、細胞質基質和線粒體，B錯誤;4—8 min期間，氣孔導度下降，導致CO2供應減少，葉肉細胞凈光合速率下降，但4 min時凈光合速率大于8 min時的凈光合速率，所以4 min時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，葉肉細胞凈光合速率下降的主要原因是氣孔導度的下降，減少了CO2的供應，D正確。

【解題歸納】光合作用與細胞呼吸的綜合計算是高考的重點和難點，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產生速率、CO2固定（或消耗）速率、有機物產生（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、有機物消耗速率?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率。植物葉肉細胞進行光合作用吸收CO2的同時，還進行細胞呼吸釋放CO2，所以測定的CO2的吸收量并不是真正光合速率，而是凈光合速率。一晝夜有機物的積累量（用CO2量表示）=白天從外界吸收的CO2量-晚上細胞呼吸釋放的CO2量=凈光合速率×光照時間-呼吸速率×黑暗時間。

DNA結構和復制的數量計算

【例2】某含15N標記的雙鏈DNA分子含有400個堿基，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，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)復制2次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸420個

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)復制2次，含15N標記的DNA分子占25%

【答案】B

【解析】該雙鏈DNA分子含有400個堿基，即200對堿基，因為堿基的數量有所限定，所以堿基的排列方式少于2004種，A錯誤;該DNA分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸為400×（1-30%）×=140個，該DNA分子連續(xù)復制兩次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸=（22-1）×140=420個，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，則G+C=400-120=280個，又因為雙鏈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錯誤;含15N標記的雙鏈DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制2次，共產生4個雙鏈DNA分子，其中含15N標記的DNA分子有2個，占總數的50%，D錯誤。

【解題歸納】解決DNA分子中有關堿基比例的計算問題有以下三個步驟：首先，看清題中已知的和所求的堿基比例占的是整個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DNA分子模式圖，并在圖中標出已知的和所求的堿基。最后，根據堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算，尤其要掌握雙鏈DNA分子中，非互補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：①除DNA末端的兩個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖都連接著2個磷酸，每個DNA片段中，游離的磷酸基團有2個;②區(qū)別“DNA復制了n次”和“第n次復制”，前者包括所有的復制，后者只包括第n次的復制;③看清堿基的單位是“對”還是“個”;④在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子只有兩個;⑤注意看清試題中問的是“DNA分子數”還是“鏈數”，是“含”還是“只含”等關鍵詞，以免粗心錯答。

遺傳概率的計算

【例3】圖2是某單基因遺傳病相關的系譜圖，圖3是對該家系中1—4號個體進行相關基因檢測（先以某種限制酶切割樣品DNA，再進行電泳）得到的電泳結果圖（電泳時不同大小的DNA片段移動速率不同），已知編號a對應的樣品來自4號個體。下列相關敘述錯誤的是（ ）

A.根據圖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.結合圖2和圖3分析，可知致病基因內部存在相關限制酶的1個切點

D.Ⅲ9與該病基因攜帶者結婚，生一個正常男孩的概率為

【答案】B

【解析】1號和2號都正常但所生女兒4號患病，說明該病屬于常染色體隱性遺傳病;相關基因用A，a表示，根據系譜圖推導出5號的基因型為Aa，8號的基因型及概率為AA或Aa，因此兩者相同的概率為;根據編號a對應的樣品來自4號個體，且有兩個條帶，說明致病基因內部存在相關限制酶的1個切點;9號的基因型及概率同樣為AA或Aa，他與一個攜帶者（Aa）結婚，所生孩子患病的概率為×=，所以生一個正常孩子的概率為1-=，生一個正常男孩的概率為×=。

【解題歸納】遺傳的基本規(guī)律是遺傳學的核心內容，為歷年高考中的最后一題，主要集中考查學生對遺傳學兩大定律的理解和應用。試題常借助新的情境和信息，如“從性遺傳”“遺傳致死”等，突出考查學生的科學思維。考生在深刻理解遺傳學基本概念和原理的基礎上，應明確遺傳規(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?？忌柚攸c掌握遺傳概率計算的4個核心技術：顯隱性判斷、位置判斷、基因型推斷和乘法定理。并靈活運用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算

【例4】囊鼠的體毛深色（D）對淺色（d）為顯性，若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調查不同區(qū)域囊鼠深色表現型頻率，檢測并計算基因頻率，結果如圖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，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化，深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現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，深色表現型頻率為0.18，則淺色表現型頻率為0.82，設雜合體頻率為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】生物進化的實質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，算出其中一個基因的頻率后，用1-（減），即可得到另一個基因的頻率。一對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基因頻率或基因型頻率的影響;基因位于常染色體上時和基因位于X染色體上時基因頻率和基因型頻率的計算。

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的相關計算

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

項目 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.田鼠的上一營養(yǎng)級同化的能量至少為 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養(yǎng)級生物（即生產者）同化能量中流入分解者能量的一部分，B錯誤;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;田鼠的上一營養(yǎng)級同化的能量至少為[7.0×109 J/（hm2·a）]÷20%=3.5×1010 J/（hm2·a），D正確。

【解題歸納】進行具體能量流動計算時切記 “順推”（由生產者“植物”往下推）與“逆推”（由高營養(yǎng)級往低營養(yǎng)級推）的計算，前者用“乘法”，后者用“除法”。能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級的同化量÷上一營養(yǎng)級的同化量×100%，在解決有關能量傳遞的計算問題時，要確定相關的食物鏈，理清生物在營養(yǎng)級上的差別。能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率一般為10%—20%，解題時注意題目中是否有“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物同化的能量，但尿液中尿素所含的能量屬于動物同化量的一部分。還需要區(qū)別能量傳遞效率和能量利用率。