很多人都知道“生化不分家”的說法，確實，不論是生物實驗中所用的各種化學試劑，還是細胞代謝中的各種化學反應都與化學學科息息相關。實際上，數學、物理作為重要的基礎性學科也早已與生物學形成了千絲萬縷的聯系，例如孟德爾遺傳定律中的概率方法、神經
傳導中的電位變化等。以上的這些學科聯系在近幾年高考生物試題中也有所體現，本文結合部分高考試題談談跨學科思維方法在解題中的巧妙運用。
1、數學思維方法
例1（2008全國卷Ⅰ?4）已知某種限制性內切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指，如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段。現有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有一個酶切位點被該酶切斷，則理論上講，經該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數是（ ）
A、3 B、4 C、9 D、12
解析：本題一般解法是分3種情況，即只被一種酶切的、同時被兩種酶切的和同時被三種酶切的，一種酶切的結果又有3種情況：a、bcd，ab、cd，abc、d，最多產生6種片段；兩種酶切的結果也有3種情況：a、b、cd，ab、c、d，a、bc、d，最多產生7種片段；三種酶切的結果只有a、b、c、d1種，產生4種片段。綜上所述，每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，可以切得的片段種類最多有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd 9種。
若換一個思路，既然每個DNA分子上至少有一個酶切位點被該酶切斷，這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數就應該是切割位點與兩個端點共5個點中任意選2個的組合數，再減去1（兩個端點間的組合，酶未切割）的差值，即C52-1=9。
答案：C。
例2 （2011年新課標卷32）某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制（如A 、a ；B 、b ;C 、c ……）,當個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時（即A_B_C_．．．．．．）才開紅花，否則開白花。現有甲、乙、丙、丁4個純合白花品系，相互之間進行雜交，雜交組合組合、后代表現型及其比例如下：
根據雜交結果回答問題：
⑴這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律？
⑵本實驗中，植物的花色受幾對等位基因的控制，為什么？
解析：本題中多對等位基因控制一對相對性狀，首先要根據F2的性狀分離比確定該遺傳是否符合孟德爾定律。個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時（即A_B_C_．．．．．．）才開紅花，乙×丙、乙×丁、甲×丁三雜交組合的F2紅色類型的比例分別為（3/4）4、（3/4）3、（3/4）4，故三個雜交組合中F1涉及的4對或3對等位基因，每一對都符合基因分離定律，相互間符合基因的自由組合定律。
其次，是要確定花色受幾對等位基因的控制。這個問題較難，解答它需要一定的數學推理能力。在完全顯性遺傳中，顯性個體有純合、雜合之分，而隱性個體必為純合子，故推斷等位基因的對數須從隱性基因的對數入手。
假設甲、乙、丙、丁4個純合白花品系各有x、y、z、w對（x、y、z、w均為正整數）隱性基因，則：x≥1,y≥1,z≥1,w≥1。
因為乙×丙、甲×丁兩雜交組合的F1 均為紅花個體，且F2紅色類型所占的比例均為（3/4）4，所以有：
y+z=4 ①
x+w=4 ②
因為甲×乙、甲×丙、丙×丁三雜交組合的F1 均為白花個體，且F2也全為白花，所以甲乙之間、甲丙之間、丙丁之間都分別至少有1對相同的隱性基因。設甲乙間、甲丙間、丙丁間分別有p、q、r 對（p、q、r均為正整數）相同的隱性基因，則：
p≥1,q≥1,r≥1 ③
若設甲、乙、丙、丁4個純合白花品系一共有v對（v為正整數）隱性基因，由①②③，則有：
v =（x+y+z+w）-（p+q+r）= 8 -（p+q+r）≤ 5 ④
再聯系乙×丙、甲×丁兩雜交組合的F1 均為紅花個體，且F2紅色類型所占的比例均為（3/4）4，易得：
4≤v ⑤
④⑤聯立，得：4≤v≤ 5，即甲、乙、丙、丁4個純合白花品系一共有4對或5對隱性基因。因為純合親本雜交，F1可得雜合體，即出現等位基因，所以控制植物花色的等位基因的對數應該與4個純合白花品系一共具有的隱性基因對數相等，也是4對或5對。
答案：⑴ 基因的自由組合定律和基因的分離定律（或基因的自由組合定律）； ⑵ 4對或5對。本實驗的乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中，F2中紅色個體占全部個體的比例81/（81＋175）＝81/256＝（3/4）4,根據n對等位基因自由組合且完全顯性時，F2中顯性個體的比例為（3/4）n，可判斷這兩個雜交組合中都涉及到4對等位基因。綜合其它雜交組合的實驗結果，可進一步判斷乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中所涉及的4對等位基因至少有3對是相同的，當第4對也相同時，則花色性狀由4對等位基因控制，否則由5
對等位基因控制。
2、物理思維方法
例1（2007全國卷Ⅰ1）下圖表示一段離體神經纖維的S點受到刺激而興奮時，局部電流和神經興奮得傳導方向（彎箭頭表示膜內、外局部電流的流動方向，直箭頭表示興奮傳導方向），其中正確的是
解析：此題在明確神經纖維上興奮雙向傳導的前提下，只要知道物理常識：在電路中規定正電荷流動的方向為電流的方向，即可在B、C中迅速選出正確答案。
答案：C。
例2 （2009年上海28）神經電位的測量裝置如右圖所示，其中箭頭表示施加適宜刺激，陰影表示興奮區域。用記錄儀記錄A、B兩電極之間的電位差，結果如右側曲線圖。若將記錄儀的A、B兩電極均置于膜外，其它實驗條件不變，則測量結果是（ ）
解析：根據靜息電位（外正內負）、動作電位（外負內正）及興奮后電位（外正內負）的變化，可得出題干右圖中興奮向右傳導經過各部位時的電位，如下表格：
興 奮 部 位
A點左側
A點
AB之間
B點
B點右側
φA（A電極電位）
-
+
-
-
-
φB（B電極電位）
+
+
+
-
+
由于記錄儀記錄A、B兩電極之間的電位差，曲線起始電位差為負值，聯系物理上的電學內容可知縱軸電位差UAB=φA－φB。
若將記錄儀的A、B兩電極均置于膜外，同理可得興奮向右傳導經過各部位時的電位，如下表格：
興 奮 部 位
A點左側
A點
AB之間
B點
B點右側
φA（A電極電位）
+
-
+
+
+
φB（B電極電位）
+
+
+
-
+
由UAB=φA－φB可知，電位差UAB依次為0、負、0、正、0，只能選C。
答案：C。
3、化學思維方法
例（2011年新課標卷29）在光照等適宜條件下，將培養在CO2濃度為1%環境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0．003%的環境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖�；卮饐栴}：
（1）圖中物質A是 ______（C3化合物、C5化合物）。
（2）在CO2濃度為1%的環境中，物質B的濃度比A的低，原因是_______；將CO2濃度從1%迅速降低到0．003%后，物質B濃度升高的原因是______________。
（3）若使該植物繼續處于CO2濃度為0．003%的環境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩定時，物質A的濃度將比B的________（低、高）。
（4）CO2濃度為0．003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的_______（高、低），其原因_______。
解析：根據光合作用暗反應關系式：
當環境CO2濃度突然由1%降為0．003%時，反應物減少，CO2固定過程的反應速率肯定降低，即C5的消耗速率、 C3的生成速率均降低；但C3的還原、再生過程不受影響，反應速率不變，即C3消耗速率、C5生成速率不變，故短時間內C5含量增加，C3含量減少。然而，長時間來看，根據反應式的聯系，不管哪一種CO2濃度條件下都應該能達到一種平衡狀態，相當于化學平衡，此時C3濃度是C5濃度的2倍。此外，CO2濃度越低，生成的C3越少，消耗的ATP和[H]（由光反應制造的）也就越少，故達光合速率最大時所需要的光照強度越低。
答案：（1）C3化合物（2）暗反應速率在該環境中已達到穩定，即C3和C5化合物的含量穩定，根據暗反應的特點，此時C3化合物的分子數是C5化合物的2倍； 當CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5化合物積累（3）高（4）低 ； CO2濃度低時，暗反應的強度低，所需的ATP和[H]少。
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