高中生物学疑难题简析

郝红胜

(山西省翼城中学校 043500)

1 光合作用过程中C3和C5化合物的动态平衡

影响光合作用的因素中，光照强度、CO2浓度、温度等，任意一种环境因素的改变都会引起光合作用的中间产物C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)合成量的相应变化。如果某种环境因素改变后成为一个定值，那么光合作用各中间产物含量的相应变化是否仍然继续？

例1：图1是春季晴朗的一天中午，某绿色盆栽植物由室内转移到室外后，植物体内C3和C5化合物相对含量的变化。问：①植物在长期的室内环境中，C3化合物的含量是C5化合物2倍，原因是什么？②将植物所处的环境由室内转移到室外后，C5化合物含量升高的原因是什么？③若使该植物继续处于室外环境中，C3化合物的含量是否会高于C5化合物？

图1 绿色植物由室内移到室外后C3

分析：①根据卡尔文循环可知，一分子C5化合物与一分子CO2结合，生成两分子C3化合物，当光反应和暗反应处于平衡状态时，C3化合物的相对值便是C5化合物相对值的2倍。由于该植物长期处于室内环境，光反应和暗反应已经达到平衡状态，所以C3化合物是C5化合物相对值的2倍。②植物由室内转移到室外后，光反应增强，[H]和ATP含量升高，C3化合物还原加快，而CO2固定速度不变，所以C3化合物会减少，C5化合物会增多。③光合作用过程中各物质含量的变化总是处于动态平衡状态，当某一环境条件改变以后，原有的平衡被打破，各种中间产物的含量也会发生相应的变化，但这种变化只是暂时的。如果长期维持改变后的条件，植物的光合作用就会在动态变化过程中逐渐趋向新条件下的平衡，即C3化合物又会逐渐变为C5化合物相对值的2倍。所以，若实验继续进行，上图的演变过程则如图2所示。

2 遗传题中哈迪-温伯格定律的应用

有些遗传题明确告知某基因的基因频率，就暗示着能用哈迪-温伯格定律来解此题。

例2(2013年重庆高考题)：某一单基因遗传病家庭，女儿患病，其父母和弟弟的表现型均正常。若弟弟与人群中表现正常的女性结婚，其子女患该病的概率为多少？(基因用A、a表示；假设人群中致病基因频率为1/10，结果用分数表示)。

图2 植物的光合作用趋向新条件下的平衡

分析：由于女儿患病父母正常，首先确定该病的遗传方式为常染色体隐性遗传病，然后确定表现型正常的弟弟为杂合体(Aa)的概率为2/3，再由人群中致病基因(a)频率为1/10的已知条件，按哈迪-温伯格定律推出人群中正常(AA)的基因频率为(9/10)2，杂合体(Aa)的基因频率为2×9/10×1/10。

最后确定正常人群中杂合体(Aa)比例为(2×9/10×1/10)÷[(9/10)2+2×9/10×1/10]=2/11。至此，该题则迎刃而解，其子女患该病的概率为2/3Aa×2/11Aa→1/4×2/3×2/11aa，即1/33。

3 伴性遗传中基因频率的计算

伴性遗传习题中基因频率计算的难点在于，雌雄个体性染色体组成不同，使雌雄个体性染色体上相应基因数目有所不同。只要抓住性染色体组成相同的个体(如XY型性别决定中的雌性)计算基因数目时要乘以2，而性染色体组成不同的个体(如XY型性别决定中的雄性)计算基因数目时不需乘以2就可以。

例3：调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：XBXB(42.32%)，XBXb(7.36%)，XbXb(0.32%)，XBY(46%)，XbY(4%)，则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是多少？

Xb基因频率=(7.36%+0.32%×2+4%)÷(42.32%×2+7.36%×2+0.32%×2+46%+4%)=8%；XB基因频率=1-8%=92%。

4 生态系统能量流动中流动比例改变的有关问题

例4：某岛屿上，人们以谷物和家畜家禽为食，能量供应比例为1∶1。由于人口增长，食物不足，想将谷物与肉类能量供应比例改为3∶1。按10%的传递效率计算，调整后人们得到的能量是原来的多少倍？

分析：解此类题时，一是不能顺着能量流动方向推算，即从谷物供能开始，一定要从人类获得的能量比例改变入手，即逆能量流动方向计算；二是人类获得的能量比例调整前后，谷物流入第二营养级的能量值不变，一定要抓住此等量关系为切入点来解题。

图3 调整前的食物网

设：调整前人们获得的能量为x(图3)，调整后人们获得的能量为y(图4)。则：1/2x÷10%+1/2x÷(10%)2=3/4y÷10%+1/4y÷(10%)2，最终得出：y/x=1.7。

图4 调整后的食物网