王帥 張敏

摘要：唯物辯證法告訴我們要用聯(lián)系的眼光看問題，自然科學(xué)不同學(xué)科之間聯(lián)系緊密，甚至人文學(xué)科與自然科學(xué)也存在“剪不斷，理還亂”的關(guān)系。本文展示數(shù)學(xué)、哲學(xué)、邏輯學(xué)在高中生物解題中的部分應(yīng)用，以期開闊學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生多角度思維;同時(shí)希望在高考中能提高做題準(zhǔn)確率節(jié)約寶貴的時(shí)間，達(dá)到“快、準(zhǔn)”的效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維;高中生物;解題應(yīng)用

一、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算

【典例1】一種蛋白質(zhì)是由兩條多肽鏈構(gòu)成的，共含100個(gè)氨基酸，若每個(gè)氨基酸分子質(zhì)量平均是120，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量是（ ）

A10234 B10238 C10326 D10229

【常規(guī)解析】該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量應(yīng)為100個(gè)氨基酸脫水前總分子量減去脫掉水的分子量，列出計(jì)算式：120x100-18x（100-2）=10326

【速解】本題為蛋白質(zhì)分子量計(jì)算中基礎(chǔ)題，并無太大難度，筆者想給大家介紹如何在大部分選擇題中無須動(dòng)筆即可找出答案。該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量應(yīng)為100個(gè)氨基酸脫水前總分子量減去脫掉水的分子量，先列出計(jì)算式：120x100-18x（100-2），可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為120x100-18x98，此時(shí)容易看出120x100的結(jié)果個(gè)位尾數(shù)為0（0x0），18x98個(gè)位尾數(shù)為4（8x8=64），那么二者差的個(gè)位尾數(shù)為0-4，因被減數(shù)大于減數(shù)，故也就是10-4=6，所以該題選擇C答案，當(dāng)熟練時(shí)完全可以口算選出正確答案。當(dāng)然若遇到答案中同時(shí)兩個(gè)選擇個(gè)位尾數(shù)為6時(shí)，則此法只能作為輔助手段，縮小選擇范圍。

【答案】C

【典例2】氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為120，如一個(gè)有2條鏈的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量為12 276，合成這個(gè)蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目和指導(dǎo)它合成的DNA分子中的最少脫氧核苷酸數(shù)目依次為（ ）

A. 144、864 B. 144、432 C. 120、720 D. 120、360

【常規(guī)解析】在蛋白質(zhì)合成時(shí)，氨基酸數(shù)-肽鏈條數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)。氨基酸數(shù)×120-（氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)）×18=12 276，代入后可求得氨基酸數(shù)=120;在DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)，DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目∶氨基酸數(shù)（最多）=6∶1（最多），所以DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目至少為120×6=720，C正確。

【速解】在DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)，DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目∶氨基酸數(shù)（最多）=6∶1（最多），從而得出答案應(yīng)該在A、C兩者間。在蛋白質(zhì)合成時(shí)，氨基酸數(shù)-肽鏈條數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)。氨基酸數(shù)×120-（氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)）×18=12 276，代入A選項(xiàng)，需滿足144×120-（144-2）×18=12 276，被減數(shù)144×120個(gè)位尾數(shù)為0（4×0），減數(shù)（144-2）×18=142×18，個(gè)位尾數(shù)為6（2×8），兩者之差個(gè)位尾數(shù)為4（0-6），與12276尾數(shù)為6不符，故排除A，只能選C。

【答案】C

【小結(jié)】常規(guī)計(jì)算不僅費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)，尾數(shù)法計(jì)算排除快速而準(zhǔn)確。拿到此類題需先分析選項(xiàng)給出答案?jìng)€(gè)位尾數(shù)是否相同，不同時(shí)皆可采用此法，例2中還需先分析選項(xiàng)氨基酸的數(shù)目和指導(dǎo)它合成的DNA分子中的最少脫氧核苷酸數(shù)目二者間比例關(guān)系，從而縮小選擇范圍。

二、基因型和基因頻率相關(guān)計(jì)算

【典例1】據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生中基因型的比例為XB XB（42.32%），XB Xb （7.36%）， XbXb （0.32%），XBY （46%）， Xb Y（4%），則該地區(qū) XB和 Xb 的基因頻率分別是（ ）

A.6%、8% B.8%、92% C.78%、92% D.92%、8%

【常規(guī)解析】假設(shè)該校學(xué)生為100人，則XB的基因數(shù)為42.32×2+7.36×1+46×1，等位基因XB和 Xb 的基因總數(shù)為42.32×2+7.36×2+46×1+0.32×2+4×1，兩者比值為XB的基因頻率，可以算出為92%， Xb基因頻率為1-92%=8%，D選擇符合。

【速解1】首先由XB和 Xb 的基因頻率之和為1，可以排除A和C選項(xiàng);B和D區(qū)別在于XB和 Xb 的基因頻率哪個(gè)大的問題，題中XB XB（42.32%），XbXb （0.32%）和XB Xb （7.36%）三種基因型對(duì)應(yīng)XB和 Xb 兩者基因頻率貢獻(xiàn)相同，故無需比較; 由 XBY （46%）， Xb Y（4%）可以明顯看出 XB占比較高，因此本題選擇D答案。

【速解2】假設(shè)該校學(xué)生為100人，Xb 的基因個(gè)數(shù)為7.36×1+0.32×2+4×1=12，等位基因XB和 Xb 的基因總數(shù)為100×2-46×1-4×1=150，口算便可得出Xb基因頻率為8%，XB基因頻率為1-8%=92%，答案D符合。

【速解3】分析題干看出XB的基因個(gè)數(shù)明顯遠(yuǎn)大于Xb ，故答案只能選D。

【答案】D

【典例2】某植物種群中，AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率及A、a的基因頻率分別為（ ）

A. 55%、45%，45%、55%

B. 42.5%、32.5%，45%、55%

C. 55%、45%，55%、45%

D. 42.5%、32.5%，55%、45%

【常規(guī)解析】親代中AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%，則Aa基因型個(gè)體占50%，親代、子代的基因頻率不變，則A的基因頻率=30%+1/2×50%=55%，a的基因頻率為45%;若該種群植物自交，后代中AA基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率為30%+1/4×50%=42.5%，aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率為20%+1/4×50%=32.5%。

【速解】親代中AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%，則Aa基因型個(gè)體占50%，親代、子代的基因頻率不變，其中Aa基因型對(duì)A基因頻率和a基因頻率貢獻(xiàn)相同，而AA基因型個(gè)體所占比例大于aa基因型個(gè)體，所以A基因頻率高于a基因頻率，答案應(yīng)在C、D之間;該種群植物自交后代依然AA、Aa，aa有三種基因型，C選項(xiàng)中后代中AA、aa基因型個(gè)體之和為100%，故應(yīng)排除，只能選D。

【答案】D

【典例3】 如果在一個(gè)種群中，AA占25%，Aa占50%，aa占25%。如果因?yàn)榄h(huán)境的變化，每年aa的個(gè)體減少20%，AA和Aa的個(gè)體分別增加20%，一年后，aa的個(gè)體在種群中的比例為（ ）

A. 23.7% B. 20% C. 18.2% D. 21.6%

【常規(guī)解析】假設(shè)該種群個(gè)體數(shù)量為M，由題知，種群中aa占25%，每年aa的個(gè)體減少20%，一年后aa為25%M×80%=20%M，AA和Aa的個(gè)體分別增加20%，一年后為75%M×120%=90%M，所以一年后aa的個(gè)體在種群中的比例為20%M÷（20%+90%）M×100%≈18.2%。

【速解】假設(shè)該種群個(gè)體數(shù)量為M，由題知，種群中aa占25%，每年aa的個(gè)體減少20%，一年后aa個(gè)體數(shù)量為25%×80%=20%M，同時(shí)AA和Aa的個(gè)體分別增加20%，所以aa占整個(gè)后代比例必然小于20%，只有C選項(xiàng)符合。

【答案】C

【小結(jié)】解答此次題型，可以先分析題干中顯示基因和隱性基因相對(duì)數(shù)目多少，既可以縮小選項(xiàng)范圍甚至直接看出答案，又能為需要計(jì)算時(shí)先算數(shù)量少的基因頻率，從而減小計(jì)算量;同時(shí)分析選項(xiàng)數(shù)字間相互關(guān)系可以縮小選擇范圍，做到未算先知。

高考最終的目的是選拔人才，服務(wù)社會(huì)，而考題是為了實(shí)現(xiàn)這一功能的有效載體。高考試題本身兼具考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新思維的特點(diǎn)，創(chuàng)新在思維量少的題體現(xiàn)為能否換個(gè)視角，快速解答;在思維量大的試題則體現(xiàn)為能否以整體的、聯(lián)系的眼光分析做答。本文通過有限幾個(gè)題例的介紹，期待能給學(xué)生一點(diǎn)啟發(fā)，在平時(shí)的學(xué)習(xí)和練習(xí)中能多觀察多思考。