生物高考中的計算問題

生物高考中的計算問題第1頁/共47頁

高考生物學(xué)復(fù)習(xí)中的計算問題

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一、有關(guān)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的計算有關(guān)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的計算問題主要涉及蛋白質(zhì)平均分子量的計算、多肽鏈合成過程中脫水?dāng)?shù)目及形成肽鍵數(shù)目的計算、蛋白質(zhì)水解所需水分子的數(shù)目計算、蛋白質(zhì)分子中氨基和羧基數(shù)目的計算等。

在蛋白質(zhì)的脫水縮合形成過程中：脫去的水分子數(shù)＝形成的肽鍵數(shù)＝氨基酸總數(shù)－肽鏈數(shù)第3頁/共47頁

計算依據(jù)的知識是：1條肽鏈m個氨基酸組成的蛋白質(zhì)n條肽鏈m個氨基酸組成的蛋白質(zhì)脫去的水分子數(shù)目m－1m－n具有的肽鍵數(shù)目m－1m－n具有R基數(shù)目mm至少具有的游離氨基數(shù)目1n至少具有的游離羧基數(shù)目1n相對分子質(zhì)量（設(shè)氨基酸平均相對分子質(zhì)量為p）mp－18（m－1）18是水的分子質(zhì)量

mp－18（m－n）

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例胰島素是由A鏈和B鏈兩條肽鏈共51個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，設(shè)氨基酸平均相對分子質(zhì)量為128，該蛋白質(zhì)分子中的肽鍵數(shù)目和相對分子質(zhì)量數(shù)分別是

A．50、5646B．49、5646C．50、5628D．49、5628

答案：B

解析：若m個氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)是一條肽鏈，那么該蛋白質(zhì)分子中的肽鍵數(shù)目顯然是m-1個。A鏈有21個氨基酸，應(yīng)脫去20個水，形成20個肽鍵；B鏈有30個氨基酸，應(yīng)脫去29個水，形成29個肽鍵，共有肽鍵20＋29＝49。因為此種蛋白質(zhì)是由2條肽鏈組成的，另一條思路是，因為胰島素有2條肽鏈共51個氨基酸組成，肽鍵數(shù)為m－2個，即分子中的肽鍵數(shù)目為：51-2=49。51個氨基酸相對分子質(zhì)量之和為51×128＝6528，共脫去的水分子的相對分子質(zhì)量之和是49×18＝882，所以胰島素的相對分子質(zhì)量是：6528－882＝5646。

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例下面是某化合物的分子結(jié)構(gòu)圖解，請據(jù)圖回答問題：（1）圖中有_____個游離的氨基,編號是_____。答案：1①

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例下面是某化合物的分子結(jié)構(gòu)圖解，請據(jù)圖回答問題：（2）圖中有____個游離的羧基,編號是_____。答案：

2⑦、⑧

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例下面是某化合物的分子結(jié)構(gòu)圖解，請據(jù)圖回答問題：（3）參與該化合物形成的有____種氨基酸,決定氨基酸種類的Ｒ基的編號分別是__________。

答案：

3

②、④、⑥第8頁/共47頁

例下面是某化合物的分子結(jié)構(gòu)圖解，請據(jù)圖回答問題：（4）參與該化合物形成的有____個氨基酸,有肽鍵____個,脫去了____個水分子。答案：322第9頁/共47頁

例下面是某化合物的分子結(jié)構(gòu)圖解，請據(jù)圖回答問題：（5）該化合物的分子式是_______________。答案：Ｃ１２Ｈ１９Ｏ７Ｎ３

第10頁/共47頁二、細胞分裂中的計算1．有絲分裂過程中染色體、染色單體和DNA數(shù)目的變化規(guī)律，并能夠繪出相關(guān)圖表，這是有關(guān)知識的應(yīng)用和加深理解的過程。間期前期中期后期末期染色體數(shù)目2N，2N2N2N4N2N染色單體數(shù)目0，復(fù)制后為4a4a4a00DNA分子數(shù)目2a，復(fù)制后為4a4a4a4a2a第11頁/共47頁

染色體數(shù)目變化曲線DNA分子數(shù)目變化曲線第12頁/共47頁

例洋蔥體細胞內(nèi)有16條染色體，根尖分生區(qū)處于分裂中期和后期的細胞中，各有多少條染色體和染色單體？中期有16條染色體32條染色單體；后期有32條染色體，沒有染色單體。解析：本題考核的知識點是，有絲分裂過程中染色體與染色單體在不同時期的數(shù)量關(guān)系。洋蔥體細胞有16條染色體，進入分裂期之前，雖然經(jīng)過了復(fù)制，在前期和中期，由于著絲點未分開，所以染色體數(shù)并未增加，增加的只是染色單體數(shù)；后期著絲點斷開，每個染色體的兩個姐妹染色單體分開各成為一條染色體，從概念上看，已不存在染色單體了，但此時的染色體數(shù)目增加一倍。第13頁/共47頁

例下圖為動物細胞有絲分裂的某個時期，請據(jù)圖回答：（1）此細胞有______條染色體、______條染色單體、______個DNA分子、______對同源染色體。答案：8084第14頁/共47頁

例下圖為動物細胞有絲分裂的某個時期，請據(jù)圖回答：（3）在其剛形成的子細胞中有_______條染色體、______條染色單體、______個DNA分子、______對同源染色體。答案：4042第15頁/共47頁

2．減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，特殊在分裂前染色體復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，產(chǎn)生的子細胞與母細胞相比，染色體和DNA數(shù)目均減少一半。歸納減數(shù)分裂過程中染色體、染色單體和DNA數(shù)目的變化規(guī)律如下圖：減數(shù)第一次分裂：間期前期中期后期末期染色體數(shù)目2N（復(fù)制前），2N（復(fù)制后）2N2N2NN染色單體數(shù)目0，復(fù)制后為4a4a4a4a2aDNA分子數(shù)目2a，復(fù)制后為4a4a4a4a2a四分體數(shù)目0NN00第16頁/共47頁減數(shù)第二次分裂：四分體數(shù)？沒有間期前期中期后期末期染色體數(shù)目NN2NN染色單體數(shù)目2a2a00DNA分子數(shù)目2a2a2aa第17頁/共47頁

染色體數(shù)目曲線DNA分子數(shù)目曲線

在減數(shù)分裂過程中，要注意同源染色體和四分體的概念；1個精原細胞形成4個精子細胞，變形后形成4個精子；1個卵原細胞形成1個卵細胞和3個極體，沒有變形階段。

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例人的體細胞中有46條染色體，在四分體時期的1個細胞內(nèi)有同源染色體、四分體、姐妹染色單體和DNA分子的數(shù)目，依次為

A．23對、46條、92條、46個

B．23對、23個、92條、92個

C．46對、46條、92條、46個

D.46對、23條、46條、92個答案：B

本題主要考查減數(shù)分裂過程中同源染色體、四分體、姐妹染色單體和DNA分子的數(shù)量關(guān)系，以及在此基礎(chǔ)上的計算能力。第19頁/共47頁

三、有關(guān)光合作用和呼吸作用的計算有關(guān)光合作用和呼吸作用的計算會涉及葡萄糖的生成量、消耗量和積累量，氧氣的生成量、消耗量，二氧化碳的同化量、生成量，以及能量等計算問題。計算依據(jù)的知識是：光合作用的總反應(yīng)式：（注意：為了便于計算要把反應(yīng)式兩邊的水約掉。）第20頁/共47頁

有氧呼吸的總反應(yīng)式：

無氧呼吸的總反應(yīng)式：第21頁/共47頁

1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放的總能量為2870KJ，其中1161KJ左右的能量儲存在ATP中；1mol的葡萄糖在分解成乳酸后，釋放的總能量為196.65KJ，其中61.08KJ的能量儲存在ATP中。綠色植物光合作用釋放的氧可以用于有氧呼吸，有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以用于光合作用。綠色植物積累的有機物（凈光合作用積累量）是光合作用制造有機物的總量減去本身呼吸作用消耗的有機物量。第22頁/共47頁

五、有關(guān)DNA和RNA的計算有關(guān)DNA和RNA的計算主要涉及堿基互補配對原則，DNA、信使RNA、蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，三聯(lián)體密碼等知識。計算依據(jù)的知識基礎(chǔ)是：雙鏈DNA分子中A=T，G=C，A+G=T+C，(A+G/T+C＝1)；信使RNA是以DNA（基因）一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄生成的，信使RNA上的U與DNA模板鏈上的A互補配對；密碼子僅僅位于信使RNA上，由三個相鄰的堿基組成，決定一個特定氨基酸。第23頁/共47頁

例DNA的一條鏈中G+T/C+A＝0.5，A+T/C+G＝2，則該DNA分子中另一條互補鏈上同樣的堿基比值分別為

A．0.5和2B．2和0.5C．0.5和0.5D．2和2

答案：D

解析：本題考查的知識是堿基互補配對原則。重點考查靈活應(yīng)用所學(xué)知識的分析和推理能力。DNA一條鏈上的G、T、C、A與互補鏈上的C、A、G、T的數(shù)目應(yīng)分別相等。一條鏈上的G+T等于另一條鏈上的C+A；一條鏈上的C+A等于另一條鏈上的G+T。已知一條鏈上的G+T/C+A=0.5，則另一互補鏈上上的G+T/C+A=2。已知一條鏈上的A+T/C+G=2，則另一條互補鏈上的A+T/C+G=2。第24頁/共47頁

六、有關(guān)遺傳基本規(guī)律的計算有關(guān)遺傳基本規(guī)律的概率計算主要涉及基因的分離定律、基因的自由組合定律、伴性遺傳、單基因遺傳病的類型和遺傳特點等知識。概率的知識在解遺傳題時非常重要在對遺傳學(xué)的問題進行分析時，常常采用棋盤法或分枝法。這兩種方法的主要依據(jù)，都是概率中的兩個定理：乘法定律和加法定律，在這里借解遺傳題的機會，學(xué)習(xí)一下概率的兩個定理。第25頁/共47頁

概率是關(guān)于事件的隨機性或偶然性的定量概念，就是指某事件發(fā)生可能性的大小，可表示為：事件發(fā)生的次數(shù)、事件發(fā)生的機會數(shù)。例如：一個雜合子Aa在形成配子時，等位基因A與a相互分離的機會是均等的，在所得到的配子中，含A的配子和含a的配子各占1/2，即它們出現(xiàn)的概率各為1/2?！ぁぁぁぁぁぁぁ?/p>

下面先簡要介紹一下這兩個定理。（1）加法定理：當(dāng)一個事件出現(xiàn)時，另一個事件就會被排除，這兩個事件就稱為互斥事件。多種互斥事件出現(xiàn)的概率就是它們各自概率的和。第26頁/共47頁

例如：人的膚色正常（A）對白化（a）為顯性，基因型為AA或Aa的個體，其表現(xiàn)型為正常人。若一對夫婦的基因型都是Aa，則他們孩子的基因型，則可能是AA，Aa，aA，aa其概率都是1/4。然而這些基因型又都是互斥事件。因為一個孩子的基因型是AA就不可能同時又是其它。因此這對夫婦生育一個正常孩子的概率就是1/4（AA）+1/4（Aa）+1/4（aA）＝3/4（AA或Aa或aA）。第27頁/共47頁

（2）乘法定理：當(dāng)一個事件的發(fā)生不影響另一事件的發(fā)生時，我們就稱這兩個事件為獨立事件。兩個獨立事件同時或相繼出現(xiàn)的概率為它們各自概率的乘積。例如：我們知道生男生女的概率都是1/2。由于無論第一胎是男是女，都不會影響第二胎的性別，因此，這就是兩個獨立事件。第一胎生女孩的概率是1/2，第二胎生女孩的概率還是1/2，那么，兩胎都生女孩的概率就是1/2×1/2=1/4。（某對夫婦家有5朵金花的概率是？應(yīng)該是1/32）讓我們運用這兩個定理來試著解一道遺傳題。第28頁/共47頁

已知：某豌豆的基因型為Dd，讓其連續(xù)自交兩代，從理論上推算，全部F2代純合體數(shù)目占F2代個體總數(shù)的比例是多少？我們知道，基因型為Dd的豌豆，可產(chǎn)生兩種類型的配子D和d，它們的概率都是1/2。

F1基因型為DD、Dd、dD、dd，其概率都是1/2×1/2=1/4。

F1代繼續(xù)自交在F2中：①顯性純合體DD自交產(chǎn)生的后代全為顯性純合體，概率為1/4；②隱性純合體dd自交產(chǎn)生的后代全為隱性純合體，概率也為1/4；第29頁/共47頁③雜合體Dd自交后代的基因型為DD、Dd、dD、dd，其中：顯性純合體DD的概率為1/4×1/4=1/16，隱性純合體dd的概率為1/4×1/4=1/16，雜合體Dd的概率為1/4×1/4=1/16，雜合體dD的概率為1/4×1/4=1/16。第30頁/共47頁

計算中一般依據(jù)的知識基礎(chǔ)是：分離規(guī)律F2的基因型比為1：2：1，表現(xiàn)型的比為3：1，測交后代基因型的比和表現(xiàn)型的比均為1：1。自由組合規(guī)律F2表現(xiàn)型的比為9：3：3：1。測交后代基因型的比和表現(xiàn)型的比均為1：1：1：1。男女性別的理論比為1：1，女性兩條X染色體父母各提供一條，男性的X染色體一定由母親提供，Y染色體一定由父親提供。第31頁/共47頁

遺傳系譜圖解題方法小結(jié)：①認真審題讀圖，弄清題意和圖解的含義。注意題目是否已經(jīng)限定為某種遺傳病、對基因符號的規(guī)定和其它附加說明。②確定顯隱性關(guān)系③判斷屬于常染色體遺傳，還是伴性遺傳④寫出各表現(xiàn)型的基因型：先寫出隱性性狀的基因型，肯定都是純合子；顯性性狀必然至少帶有一個顯性基因，再通過上下代關(guān)系寫出另一個基因。⑤相關(guān)概率的計算。第32頁/共47頁

例某水稻的基因型為Aa，自交兩代，從理論上推算，F(xiàn)2代中的純合體占總數(shù)的

A．25％B．45％C．75％D．85％答案是C

解析：本題考核學(xué)生對分離規(guī)律和自交概念的理解。在F1中1/4AA＋2/4Aa＋1/4aa

在F2中1/4AA＋2/4（1/4AA＋2/4Aa＋1/4aa）＋1/4aa

＝1/4AA＋2/16AA＋4/16Aa＋2/16aa＋1/4aa

＝6/16AA＋4/16Aa＋6/16aaF2代中的純合體（包括AA和aa）占總數(shù)的6/16＋6/16

＝12/16＝3/4(也就是75％)。第33頁/共47頁

例已知果蠅的灰身和黑身是一對相對性狀，基因位于常染色體上。將純種的灰身果蠅和黑身果蠅雜交，F(xiàn)1全為灰身。讓F1自由交配產(chǎn)生F2，取出F2中的灰身果蠅讓其自由交配，后代中灰身和黑身果蠅的比例為

A．3∶1B．5∶1C．8∶1D．9∶1

答案為C

解析：本題與上一題屬同一類型，但比上一題加大了難度，因為F2中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，將F2中的灰身果蠅取出，讓其自由交配，這與豌豆的嚴格自花授粉不一樣，還得考慮基因型BB與Bb之間的雜交。第34頁/共47頁

各種類型交配機會均等，所以在F3中的基因型為：

從表中可以統(tǒng)計出，基因型BB與BB的后代全是BB，基因型BB與Bb的后代BB∶Bb＝1∶1，基因型Bb與Bb的后代BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1。把表中算式展開，同類項合并，所以灰身和黑身果蠅的比例為：灰身（4BB＋4Bb）∶黑身（1bb）＝8∶11BB2Bb1BB1BB2×（1/2BB＋1/2Bb）2Bb2×（1/2BB＋1/2Bb）4×（1/4BB＋2/4Bb+1/4bb）第35頁/共47頁

七、關(guān)于基因頻率和基因型頻率的計算某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。教材是用實例來說明的：某個種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa、aa的個體分別是30、60和10個。由于基因在細胞內(nèi)成對存在，100個個體共有200個基因，其中：有A基因：2×30＋60＝120，a基因：2×10＋60＝80。所以：A基因的基因頻率是：120÷200＝60％

a基因的基因頻率是：80÷200＝40％第36頁/共47頁

基因頻率＝某基因總數(shù)÷某基因和其等位基因的總數(shù)（×100％）

基因型頻率（概率）是指群體中具有某一基因型的個體所占的比例?；蛐皖l率＝某基因型的個體數(shù)÷種群個體總數(shù)（×100％）種群中的基因頻率與基因型頻率密切相關(guān)，基因頻率的變化可以導(dǎo)致種群基因庫的變遷；同時，基因頻率的變化也會導(dǎo)致基因型頻率相應(yīng)改變，它們是相互依存的。

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例某昆蟲種群的3個基因型AA、Aa、aa個體數(shù)分別是400、500、100，假定種群處于遺傳平衡狀態(tài)，請問在其下一代群體中3種基因型及A和a的頻率分別是多少？

基因頻率：

A為（2×400＋500）÷（2×400＋2×500＋2×100）＝1300÷2000＝0.65（65％）

a為100％－65％＝35％由于種群處于遺傳平衡狀態(tài)，進行隨機交配，后代基因型：

AA基因型頻率為65％×65％＝42.25％(A×A)aa基因型頻率為35％×35％＝12.25％（a×a）

Aa基因型頻率為2×65％×35％＝45.5％（A×a；a×A）（A與a以及a與A相遇結(jié)合的概率是前兩者的2倍）第38頁/共47頁

下一代群體的基因頻率：

A＝42.25％＋45.5％÷2＝65％

a＝12.25％＋45.5％÷2＝35％基因頻率不變情況下，由于種群不夠大，基因型頻率也會改變。只有在理想狀態(tài)下，即哈迪－溫伯格定律指出的條件：種群足夠大、交配隨機、沒有突變、無新基因加入和沒有自然選擇，才能基因頻率不變基因型頻率也不變。在自然界中由于存在著基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變化的。生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。

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例在對某海島的男女各500名居民進行遺傳學(xué)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者42人，患者4人，男性色盲患者28人。那么，這個海島上色盲基因的頻率為_________。此海島上被調(diào)查的男女各500名居民中共有：色盲基因42＋2×4＋28＝78

色盲基因和它的等位基因

2×500＋500＝1500

這個海島上色盲基因的頻率78÷1500＝

0.052（5.2％）

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例從人類ABO血型的遺傳分析得知，IA與IB為共顯性基因，它們對i均為顯性。某國人口不同血型的基因組成和分布比例如下表所示：

請問：基因IA和i的基因頻率分別是________

和________。

答案：40.5％和31％血型A型B型AB型O型基因型IAIA和IAiIBIB和IBiIAIBii比例（%）21和1912和132015第41頁/共47頁

血型A型B型AB型O型基因型IAIA和IAiIBIB和IBiIAIBii比例（%）21和1912和132015解析：本題主要考查的知識點是基因頻率的概念，以及相應(yīng)的計算能力和獲取信息處理信息的能力。要注意其中的IAi、IBi和IAIB中每種基因只占基因數(shù)的1/2。從上表中可以看出：

IA占（21+19×1/2+20×1/2）％＝40.5％；

IB占（12+13×1/2+20×1/2）％＝28.5％；

i占（15+19×1/2+13×1/2）％＝31％。第42頁/共47頁

八、有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量問題的計算有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量的計算問題主要涉及流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量；能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級時為什么逐級遞減；能量的傳遞效率等問題。計算依據(jù)的知識是：生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽能的總