胡有红

计算题可以较好地考查学生的独立思考能力、逻辑推理与信息加工处理能力，发展学生的科学思维，因此在生物高考试题中占有一定的比重。此类题目的解答主要分三个步骤：寻找原理→理清关系→准确计算。只要将这三个步骤牢记于心，融会贯通，便能拿到解决计算题的“通关密钥”。

光合作用与细胞呼吸的综合计算

【例1】科研人员用茶树离体叶片测定了净光合速率、气孔导度（指单位时间、单位面积叶片通过气孔的气体量）的变化，结果如图1所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A. 4 min时，光合作用消耗的CO2来自外界环境和线粒体

B. 16 min时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体

C.与8 min时相比，4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高

D. 0—4 min内，叶肉细胞净光合速率下降可能由暗反应速率下降所致

【答案】B

【解析】实验开始4 min时，净光合速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率，光合作用需要的CO2一部分来自线粒体，一部分来自细胞外，A正确;16 min时，光合作用和细胞呼吸同时进行，产生ATP的场所为叶绿体类囊体、细胞质基质和线粒体，B错误;4—8 min期间，气孔导度下降，导致CO2供应减少，叶肉细胞净光合速率下降，但4 min时净光合速率大于8 min时的净光合速率，所以4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高，C正确;在最初的0—4 min内，叶肉细胞净光合速率下降的主要原因是气孔导度的下降，减少了CO2的供应，D正确。

【解题归纳】光合作用与细胞呼吸的综合计算是高考的重点和难点，考查形式包括曲线图、柱形图、装置图、流程图、过程图等。考生需掌握真正光合作用与表观光合作用的含义、关系及表示方法。总光合速率又称真正光合速率，表示方法有O2产生速率、CO2固定（或消耗）速率、有机物产生（或制造、生成）速率;净光合速率又称表观光合速率，表示方法有O2释放速率、CO2吸收速率、有机物积累速率;呼吸速率表示方法有黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2释放速率、有机物消耗速率。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进行细胞呼吸释放CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是真正光合速率，而是净光合速率。一昼夜有机物的积累量（用CO2量表示）=白天从外界吸收的CO2量-晚上细胞呼吸释放的CO2量=净光合速率×光照时间-呼吸速率×黑暗时间。

DNA结构和复制的数量计算

【例2】某含15N标记的双链DNA分子含有400个碱基，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%;其中的一条链上腺嘌呤有20个，下列表述正确的是（ ）

A.该DNA分子中的碱基排列方式共有2004种

B.该DNA分子连续复制2次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸420个

C.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C= 1∶2∶3∶4

D.该DNA分子在14N的培养基连续复制2次，含15N标记的DNA分子占25%

【答案】B

【解析】该双链DNA分子含有400个碱基，即200對碱基，因为碱基的数量有所限定，所以碱基的排列方式少于2004种，A错误;该DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸为400×（1-30%）×=140个，该DNA分子连续复制两次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸=（22-1）×140=420个，B正确;该DNA分子中，A+T之和占全部碱基的30%，所以A+T=400×30%=120个，则G+C=400-120=280个，又因为双链DNA分子中A=T，G=C，所以4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7，C错误;含15N标记的双链DNA分子在含有14N的培养基中连续复制2次，共产生4个双链DNA分子，其中含15N标记的DNA分子有2个，占总数的50%，D错误。

【解题归纳】解决DNA分子中有关碱基比例的计算问题有以下三个步骤：首先，看清题中已知的和所求的碱基比例占的是整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。其次，画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。最后，根据碱基互补配对原则及其规律进行计算，尤其要掌握双链DNA分子中，非互补碱基之和占全部碱基比例的50%。除此之外，还需要注意以下几点：①除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖都连接着2个磷酸，每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个;②区别“DNA复制了n次”和“第n次复制”，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制;③看清碱基的单位是“对”还是“个”;④在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子只有两个;⑤注意看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词，以免粗心错答。

遗传概率的计算

【例3】图2是某单基因遗传病相关的系谱图，图3是对该家系中1—4号个体进行相关基因检测（先以某种限制酶切割样品DNA，再进行电泳）得到的电泳结果图（电泳时不同大小的DNA片段移动速率不同），已知编号a对应的样品来自4号个体。下列相关叙述错误的是（ ）

A.根据图2可确定该病属于常染色体隐性遗传病

B.Ⅱ5一定是杂合子，Ⅲ8与Ⅱ5基因型相同的概率为

C.结合图2和图3分析，可知致病基因内部存在相关限制酶的1个切点

D.Ⅲ9与该病基因携带者结婚，生一个正常男孩的概率为

【答案】B

【解析】1号和2号都正常但所生女儿4号患病，说明该病属于常染色体隐性遗传病;相关基因用A，a表示，根据系谱图推导出5号的基因型为Aa，8号的基因型及概率为AA或Aa，因此两者相同的概率为;根据编号a对应的样品来自4号个体，且有两个条带，说明致病基因内部存在相关限制酶的1个切点;9号的基因型及概率同样为AA或Aa，他与一个携带者（Aa）结婚，所生孩子患病的概率为×=，所以生一个正常孩子的概率为1-=，生一个正常男孩的概率为×=。

【解题归纳】遗传的基本规律是遗传学的核心内容，为历年高考中的最后一题，主要集中考查学生对遗传学两大定律的理解和应用。试题常借助新的情境和信息，如“从性遗传”“遗传致死”等，突出考查学生的科学思维。考生在深刻理解遗传学基本概念和原理的基础上，应明确遗传规律常见的考查方向和考查角度，建立解答各类遗传题的思维模式。考生需重点掌握遗传概率计算的4个核心技术：显隐性判断、位置判断、基因型推断和乘法定理。并灵活运用9∶3∶3∶1的变形，区别患病男孩与男孩患病，区别患病、患一种病与只患一种病的概念。

基因频率与基因型频率的计算

【例4】囊鼠的体毛深色（D）对浅色（d）为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测并计算基因频率，结果如图4所示。下列叙述正确的是（ ）

A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响

B.与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低

C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD，Dd

D.与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率更高

【答案】ACD

【解析】在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择的影响，A正确;在浅色岩P区，D基因的频率为0.1，则d基因的频率为0.9，深色表现型频率为0.18，则浅色表现型频率为0.82，设杂合体频率为x，那么x+0.82=0.9，可算出x=0.16，同理可得在深色熔岩床区杂合体频率为0.50，B错误;已知浅色岩Q区D基因的频率为0.3，若该区深色囊鼠的基因型均为Dd，则D基因的频率为0.25，不足0.3，故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD，Dd，C正确;浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率为1-0.18=0.82，浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合体频率为1-0.50=0.50，即与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率更高，D正确。

【解题归纳】生物进化的实质是种群基因频率的改变，基因型频率改变，基因频率不一定改变，一对等位基因的基因频率之和等于1，即P（A）+P（a）=1，算出其中一个基因的频率后，用1-（减），即可得到另一个基因的频率。一对等位基因的各基因型频率之和也等于1，即P（AA）+P（Aa）+P（aa）=1。要看清题干，区别自交与自由交配对基因频率或基因型频率的影响;基因位于常染色体上时和基因位于X染色体上时基因频率和基因型频率的计算。

生态系统中能量流动的相关计算

【例5】下表是某農田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动的情况，下列有关叙述错误的是（ ）

项目 摄食量 粪便量 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%用于其生长发育和繁殖

B.田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分

C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为 1.4×109 J/（hm2·a）

D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为 3.5×1010 J/（hm2·a）

【答案】B

【解析】田鼠的同化量=摄食量-粪便量=1.05×1010 J/（hm2·a）-3.50×109 J/（hm2·a）=7.0×109 J/（hm2·a），用于生长发育和繁殖的能量=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），用于生长发育和繁殖的能量÷同化量×100%=2.45×109 J/（hm2·a）÷ [7.0×109 J/（hm2·a）]×100%=35%，A正确;田鼠粪便中的能量属于其上一营养级生物（即生产者）同化能量中流入分解者能量的一部分，B错误;以田鼠为食的天敌最多获得的能量=7.0×109 J/（hm2·a）×20%=1.4×109 J/（hm2·a），C正确;田鼠的上一营养级同化的能量至少为[7.0×109 J/（hm2·a）]÷20%=3.5×1010 J/（hm2·a），D正确。

【解题归纳】进行具体能量流动计算时切记 “顺推”（由生产者“植物”往下推）与“逆推”（由高营养级往低营养级推）的计算，前者用“乘法”，后者用“除法”。能量传递效率=下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%，在解决有关能量传递的计算问题时，要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别。能量在相邻两个营养级间的传递效率一般为10%—20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊字眼，从而确定使用10%还是20%来解题。

粪便中的能量不属于动物同化的能量，但尿液中尿素所含的能量属于动物同化量的一部分。还需要区别能量传递效率和能量利用率。