例談創(chuàng)新思維在高中生物解題中應用

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，自然科學不同學科之間聯(lián)系緊密，甚至人文學科與自然科學也存在“剪不斷，理還亂”的關系。本文展示數(shù)學、哲學、邏輯學在高中生物解題中的部分應用，以期開闊學生視野，引導學生多角度思維;同時希望在高考中能提高做題準確率節(jié)約寶貴的時間，達到“快、準”的效果。

關鍵詞：創(chuàng)新思維;高中生物;解題應用

一、蛋白質相關計算

【典例1】一種蛋白質是由兩條多肽鏈構成的，共含100個氨基酸，若每個氨基酸分子質量平均是120，則該蛋白質的相對分子量是（ ）

A10234 B10238 C10326 D10229

【常規(guī)解析】該蛋白質的相對分子量應為100個氨基酸脫水前總分子量減去脫掉水的分子量，列出計算式：120x100-18x（100-2）=10326

【速解】本題為蛋白質分子量計算中基礎題，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筆即可找出答案。該蛋白質的相對分子量應為100個氨基酸脫水前總分子量減去脫掉水的分子量，先列出計算式：120x100-18x（100-2），可進一步簡化為120x100-18x98，此時容易看出120x100的結果個位尾數(shù)為0（0x0），18x98個位尾數(shù)為4（8x8=64），那么二者差的個位尾數(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，當熟練時完全可以口算選出正確答案。當然若遇到答案中同時兩個選擇個位尾數(shù)為6時，則此法只能作為輔助手段，縮小選擇范圍。

【答案】C

【典例2】氨基酸的平均相對分子質量為120，如一個有2條鏈的蛋白質，相對分子質量為12 276，合成這個蛋白質的氨基酸的數(shù)目和指導它合成的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】在蛋白質合成時，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指導蛋白質合成時，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指導蛋白質合成時，DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目∶氨基酸數(shù)（最多）=6∶1（最多），從而得出答案應該在A、C兩者間。在蛋白質合成時，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，需滿足144×120-（144-2）×18=12 276，被減數(shù)144×120個位尾數(shù)為0（4×0），減數(shù)（144-2）×18=142×18，個位尾數(shù)為6（2×8），兩者之差個位尾數(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】常規(guī)計算不僅費時又容易出錯，尾數(shù)法計算排除快速而準確。拿到此類題需先分析選項給出答案個位尾數(shù)是否相同，不同時皆可采用此法，例2中還需先分析選項氨基酸的數(shù)目和指導它合成的DNA分子中的最少脫氧核苷酸數(shù)目二者間比例關系，從而縮小選擇范圍。

二、基因型和基因頻率相關計算

【典例1】據(jù)調查，某校學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】假設該校學生為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;B和D區(qū)別在于XB和 Xb 的基因頻率哪個大的問題，題中XB XB（42.32%），XbXb （0.32%）和XB Xb （7.36%）三種基因型對應XB和 Xb 兩者基因頻率貢獻相同，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】假設該校學生為100人，Xb 的基因個數(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的基因個數(shù)明顯遠大于Xb ，故答案只能選D。

【答案】D

【典例2】某植物種群中，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個體出現(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基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則Aa基因型個體占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基因型個體出現(xiàn)的頻率為30%+1/4×50%=42.5%，aa基因型個體出現(xiàn)的頻率為20%+1/4×50%=32.5%。

【速解】親代中AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則Aa基因型個體占50%，親代、子代的基因頻率不變，其中Aa基因型對A基因頻率和a基因頻率貢獻相同，而AA基因型個體所占比例大于aa基因型個體，所以A基因頻率高于a基因頻率，答案應在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選項中后代中AA、aa基因型個體之和為100%，故應排除，只能選D。

【答案】D

【典例3】 如果在一個種群中，AA占25%，Aa占50%，aa占25%。如果因為環(huán)境的變化，每年aa的個體減少20%，AA和Aa的個體分別增加20%，一年后，aa的個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】假設該種群個體數(shù)量為M，由題知，種群中aa占25%，每年aa的個體減少20%，一年后aa為25%M×80%=20%M，AA和Aa的個體分別增加20%，一年后為75%M×120%=90%M，所以一年后aa的個體在種群中的比例為20%M÷（20%+90%）M×100%≈18.2%。

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

【答案】C

【小結】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數(shù)目多少，既可以縮小選項范圍甚至直接看出答案，又能為需要計算時先算數(shù)量少的基因頻率，從而減小計算量;同時分析選項數(shù)字間相互關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，服務社會，而考題是為了實現(xiàn)這一功能的有效載體。高考試題本身兼具考查學生基礎知識和創(chuàng)新思維的特點，創(chuàng)新在思維量少的題體現(xiàn)為能否換個視角，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。本文通過有限幾個題例的介紹，期待能給學生一點啟發(fā)，在平時的學習和練習中能多觀察多思考。