湖南省龙山县龙山高级中学张如云
【摘要】灵活运用不同学科的知识,巧妙地解决生物问题。
【关键词】化学思维法;数学思维法;极值思维法
【中图分类号】G684【文章标识码】A【文章编号】1326-3587(2012)05-0061-01
在高中生物学习中同学们要灵活运用不同学科的知识,以不同的方法、途径巧妙地解决生物问题,伴随同学们解决生物问题能力的提高,解决其他学科问题的能力也必然随之提高。
一、化学思维法
形成蛋白质等的脱水缩合反应是化学反应,而一切化学反应都遵循质量守恒定律,脱水缩合反应中反应物是各种氨基酸,生成物是蛋白质和水,则有:
氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数=蛋白质相对分子质量+18×失水数。
例1:一条肽链的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了下列3种氨基酸,如图一:
据此判断,下列有关叙述错误的是()
A.1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸;B.合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子
C.1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基;D.在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA
解析:3种氨基酸都含有一个氨基,C22H34O13N6是由6个氨基酸脱水缩合而成,失去了5个H2O,其中只有谷氨酸含有2个羧基,设其有X个,由化学中质量守恒定律的本质原因可知反应前后O原子守恒,则有:4X+2(6-X)-5=13,得谷氨酸3个,甘氨酸和丙氨酸共3个。1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基,故应选C。
例2:下图二表示两个脱氧核苷酸分子在DNA聚合酶作用下的聚合过程。若由脱氧核苷酸分子聚合形成的小分子DNA共有500个碱基对,则其缩合过程中形成的磷酸二酯键数、产生的水分子数、该DNA分子中羟基(-OH,碱基中不含羟基)数分别是()
A.499、499、502B.499、498、501C.998、998、1004D.999、999、1002
解析:DNA是双螺旋结构,若DNA分子共有500个碱基对,则每一条链中分别有500个脱氧核苷酸,由图可知每个脱氧核苷酸中含有3个-OH,因此其缩合过程中形成的磷酸二酯键数等于产生的水分子数,都为998。每形成1分子H2O要消耗2个-OH,形成998个H2O要消耗1996个-OH,1000个脱氧核苷酸共有3000个-OH,故该DNA分子中-OH数剩余3000-1996=1004个,故应选C。
二、数学思维法
运用数学思维理解比例变形,如在(3:1)×(3:1)中把其中的“:”当作“+”看待,则此算式变为完全平方和公式:(a+b)2=a2+2ab+b2,把其中的2ab分解为ab+ab,则
(3:1)×(3:1)=32:3:3:1=9:3:3:1,其它类似的计算式也可由此法求解。
例1:豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图。让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,F2的性状分离比为,见图三()
A.1:1:1:1B.2:2:1:1C.3:1:3:1D.9:3:3:1
解析:由图可知,F1表现型中圆粒:皱粒=3:1,黄色:绿色=1:1,则可推知两亲本组合的基因型为YyRr×yyRr,F1中绿色皱粒豌豆基因型为yyrr,黄色圆粒豌豆基因型为YyR,其中有1/3YyRR,2/3YyRr,因黄色、绿色性状一定是杂合子测交,后代性状分离比为1:1,然后考虑圆、皱性状的情况,F1中黄色圆粒豌豆产生有关圆、皱的配子R:r=2:1,F1中绿色皱粒豌豆只提供一种配子,故可知F2的性状分离比为(1:1)×(2:1)=2:2:1:1,故应选B。
三、极值思维法
要求同学们对一些生物问题运用数学中取极值的方法去思考,能达到简化思路的作用。
例1:如图所示,把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过,不允许蔗糖通过)隔开,开始时和一段时间后液面情况是,见图四()
A.甲高于乙B.乙高于甲C.甲先高于乙,乙后高于甲D.乙先高于甲,甲后高于乙
解析:首先由题意可知葡萄糖的摩尔浓度大于蔗糖的摩尔浓度,甲边渗透压大于乙边,开始时,甲边吸收水的能力大于乙边,甲先高于乙,后用极值法思考,假设乙边为清水(蔗糖为0),则甲边的葡萄糖最终会使甲、乙两边的液面等高,然后再加上乙边的蔗糖,最终乙高于甲,故应选C。
【参考文献】
1、刘港,《高考过关必练.小题训练.生物》海南出版社2011.9