高考生物二轮复习——生物计算专题 9页

生物计算专题 一、．与质白质有关的计算 ‎（1）蛋白质的肽键数=脱去水分子数=氨基酸分子数一肽链数；‎ 蛋白质分子完全水解时所需的水分子数＝蛋白质形成过程中脱下的水分子数。‎ ‎（2）蛋白质中至少含有的氨基（-NH2）数=至少含有羧基（-COOH）数=肽链数；‎ ‎（3）蛋白质的相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸个数－18×脱去水分子数；‎ ‎（4）不考虑DNA上的无遗传效应片段、基因的非偏码区、真核细胞基因的内含子等情况时，DNA（基因）中碱基数：信使RNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数=6:3:1。‎ 例1．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约 （ ）‎ ‎ ..‎ 例2．（2003上海）人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（）‎ ‎ A．746和764     B．760和760      C．762和762      D．4和4 ..‎ 例3．（2005·上海生物·14）一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为（不考虑终止密码子）（ ）‎ A、33 11 B、36 12 .. C、12 36 D、11 36‎ 二．物质通过生物膜层数的计算 ‎（1）1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层 ‎（2）在细胞中，核糖体、中心体、染色体无膜结构；细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜；线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜，但物质是从核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0。‎ ‎（3）肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜（生物膜）或4层磷脂分子层。‎ 例1．葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管，需透过的磷脂分子层数是（ ） ‎ A．4层 B．6层 C．8层 .. D．10层 例2．一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（ ）‎ A．5 B．6 .. C．7 D．8 ‎ 例3．内质网腔内的分泌蛋白，输送到高尔基体腔内进一步加工，最后释放到细胞外。这一过程中分泌蛋白通过的生物膜层数是 A.4层 B.3层 C.2层 D.0层 ‎ 三、 与光合作用好呼吸作用有关计算 ‎ ‎3.1根据反应式中原料与产物之间的关系进行简单的化学计算，这类题目的难度不大。‎ 规律1：消耗等量的葡萄糖时无氧呼吸与有氧呼吸所产生的二氧化碳摩尔数之比为1：3‎ 规律2：释放等量的二氧化碳时无氧呼吸与有氧呼吸所消耗的葡萄糖摩尔数之比为3：1‎ ‎3.2有关光合作用强度和呼吸作用强度的计算：‎ 对于绿色植物来说，由于进行光合作用的同时，还在进行呼吸作用。因此，光下测定的值为净光合速率，而实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。一般以光合速率和呼吸速率（即单位时间单位叶面积吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量）来表示植物光合作用和呼吸作用的强度，并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少。‎ ‎（1）光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 + 呼吸作用吸耗氧量 ‎（2）光合作用实际二氧化碳消耗量 = 实测的二氧化碳消耗量 + 呼吸作用二氧化碳释放量 ‎（3）光合作用葡萄糖净生产量 = 光合作用实际葡萄糖生产量﹣呼吸作用葡萄糖消耗量 ‎（4）酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，且两种呼吸都能产生CO2，若放出的CO2的体积与吸收的O2的体积比为1:1，则只进行有氧呼吸；若放出的CO2的体积与吸收的O2的体积比大于1，则有氧呼吸和无氧呼吸共存；若只有CO2的放出而无O2的吸收，则只进行无氧呼吸。‎ ‎3.3有关有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算：‎ 例1．（2006上海）一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24mL，CO2增加48mL，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（ ）‎ A．1/3倍 B．1/2倍 C．2倍 D．3倍..‎ 例2右图表示A、B两种植物随着光照强度的变化，CO2吸收量或CO2释放量的变化曲线图。据图回答：‎ ‎（1）比较A、B植物呼吸作用，较强的是 植物。当光照强度为0时，植物细胞中可以产生ATP的场所有 、 。‎ ‎（2）当光照强度达到Z点后，限制A植物光合作用的因素主要是 。（答出两点）。如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体内C3化合物的含量将会 。‎ ‎（3）当平均光照强度在X和Y之间（白天和黑夜的时间各12h），A植物一昼夜中有机物积累量的变化是 （减少或增加），B植物一昼夜中有机物积累量的变化是 （减少或增加）。‎ ‎（4）在光照强度为Z时，A植物实际光合作用的强度为 mg/(m2·h)。（ 用CO2的消耗量表示）‎ 例3、以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用和呼吸作用的影响，结果如下所示。下列分析正确的是（ ）‎ 项目 ‎5℃‎ ‎10℃‎ ‎20℃‎ ‎25℃‎ ‎30℃‎ ‎35℃‎ 光照条件下CO2吸收量/mg.h-1‎ ‎1‎ ‎1.8‎ ‎3.2‎ ‎3.7‎ ‎3.5‎ ‎3‎ 黑暗条件下CO2释放量/mg.h-1‎ ‎0.5‎ ‎0.75‎ ‎1‎ ‎2.3‎ ‎3‎ ‎3.5‎ A 光照相同的时间，‎35℃‎时光合作用制造的有机物的量小于‎30℃‎时的量 B 光照相同时间，‎20℃‎在条件下植物积累的有机物的量最多 C 温度高于‎25℃‎ 时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D 光合作用净积累有机物量与呼吸作用消耗有机物量相等的温度最可能介于‎30℃‎至‎35℃‎之间 四、 细胞分裂有关计算 ‎4.1细胞数目变化 ‎●有丝分裂每一个细胞周期中1个细胞分裂形成2个子细胞，连续分裂n次，产生子细胞数为2n（n为分裂次数）‎ ‎●减数分裂过程细胞要连续分裂二次，对动物来说，精子形成过程1个精原细胞分裂后能形成4个成熟精子，而卵细胞形成过程1个卵原细胞分裂后能形成1个卵细胞和3个极体（最后退化）。‎ ‎4.2细胞分裂各期的染色体、DNA、同源染色体、四分体等数量计算 ‎（1）染色体的数目＝着丝点的数目 ‎（2）DNA数目的计算分两种情况：‎ ‎●当染色体不含姐妹染色单体时，一个染色体上只含有一个DNA分子；‎ ‎●当染色体含有姐妹染色单体时，一个染色体上含有两个DNA分子。‎ ‎（3）同源染色体的对数在有丝分裂各期、减Ⅰ分裂前的间期和减数第一次分裂期为该时期细胞中染色体数目的一半，而在减数第二次分裂期和配子时期由于同源染色体已经分离进入到不同的细胞中，因此该时期细胞中同源染色体的数目为零（前提为二倍体生物）。‎ ‎（4）在含有四分体的时期（联会时期和减Ⅰ中期），四分体的个数等于同源染色体的对数。‎ 例1．（2006北京）用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体条数和被32P标记的染色体条数分别是（ ）‎ A．中期20和20、后期40和20 .. B．中期20和10、后期40和20‎ C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10 ‎ 例2．某动物减数分裂所产生的一个极体中，染色体数为M个，核DNA分子数为N个，又已知M≠N，则该动物的一个初级卵母细胞中的染色体数和DNA分子数分别是（ ）‎ A．M和N B．‎2M和2N .. C．‎2M和4N D．‎4M和2N ‎ 例3 在显微镜下发现一个处于分裂后期的动物次级卵细胞中，有形态、大小两两相同的染色体14对，则该动物体细胞中的染色体组数、体细胞和卵细胞中的染色体数目分别是（ ） ‎ ‎ A.1、56、28 B.14、14、‎7 C.2、14、2 D.2、28、14‎ ‎4.3关于配子的种类 ‎1．一个性原细胞进行减数分裂，‎ ‎（1）如果在染色体不发生交叉互换，则可产生4个2种类型的配子，且两两染色体组成相同，而不同的配子染色体组成互补。‎ ‎（2）如果染色体发生交叉互换（只考虑一对同源染色体发生互换的情况），则可产生四种类型的配子，其中亲本类型2种（两种配子间染色体组成互补），重组类型2种（两种配子间染色体组成互补）。‎ ‎2．有多个性原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂 ‎（1）如果染色体不发生交叉互换，则可产生2n种配子 ‎（2）如果有m对染色体发生互换，则可产生2n+m种配子。‎ ‎（分析：据规律1中的结论可推知：互换了m对，可产生‎4m种配子；没发生互换的有n-m对，可产生2n-m种配子；则共产生配子的种类为：2n-m×‎4m=2n+m种。‎ 例4．若动物的初级精母细胞中同源染色体的对数为n,在不发生互换的条件下，经非同源染色体自由组合产生的配子种类将有 （ ）‎ ‎　　A．2n种 .. B.4n 种 C.n2 种 D.2n种 五．遗传的物质基础中的计算 ‎（1）碱基互补配对原则在计算中的作用 规律一：一个双链DNA分子中，A=T，G=C，即嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数,A+G=C+T，‎ ‎ A+G=C+T=50%‎ 规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基和（如A+T或C+G）占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值。DNA分子一条链中互相配对的碱基和的比值，如(A+T)/(G+C)等于其互补链和整个DNA分子中该种碱基比例的比值。‎ 规律三：DNA分子一条链中(A+G)/(C+T)的比值的倒数等于其互补链中该种碱基比例的比值。‎ ‎（2）DNA复制所需的某种碱基（或游离的脱氧核苷酸）数=m·（2n-1），m代表所求的该种碱基（或脱氧核苷酸）在已知DNA分子中的数量，n代表复制次数。‎ ‎（3）用同位素标记模板，复制n次后，标记分子所占比例为2/2n，标记链所占的比例为1/2n；用同位素标记原料，复制n次后，标记分子所占比例为1，标记链所占比例为1-1/2n。‎ 例1．某双链DNA分子共含有碱基1400个, 其中一条单链上（A+T）:（C+G）=2：5.问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 ( )‎ ‎　 A.300个 B.400个 C.600个 .. D.1200个 例2．（2006上海）用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体（ ）‎ A．0个 B．2个 .. C．30个 D．32个 ‎ 六．遗传规律中概率的计算 ‎6.1含一对等位基因如Aa的生物，连续自交n次产生的后代中Aa占(1/2)n，AA和aa各占 ‎1/2×[1-(1/2)n]‎ ‎6.2两对相对性状的杂交实验中：‎ ‎（1）F1双杂合子产生四种雌雄配子的几率都是1/4；‎ ‎（2）在F2中，共有9种基因型，各种基因型的所占几率如下表：‎ F2代基因型的类型 ‎ 对应的基因型 ‎ 在F2代中出现的几率 ‎ 纯合子 YYRR、YYrr、yyRR、yyrr 各占1/16‎ 杂合子 一纯一杂 YYRr、yyRr、YyRR、Yyrr 各占2/16‎ 双杂合 YyRr 占4/16‎ ‎（3）在F2代中，共有四种表现型，其中双显性性状有一种，几率为9/16（其中的纯合子1种，占1/9，一纯一杂2种，各占2/9，双杂合子1种，占4/9），一显一隐性状有2种，各占3/16（其中纯合子2种，各占1/6，一纯一杂2种，各占2/6），共占6/16，双隐性性状有一种，占1/16。‎ ‎6.3某生物体含有n对等位基因（独立遗传情况下），则自交后代基因型有3n种，表现型种类在完全显性的情况下有2n种。‎ ‎6.4设某对夫妇后代患甲病的概率为a，后代患乙病的概率为b，则后代完全正常的概率=(1-a)(1-b)=1-a-b+ab,只患一种病的概率=a(1-b)+(1-a)=a+b-2ab；只患甲病的概率=a(1-b)+a-ab，只患乙病的概率=(1-a)b=b-ab；同时患两种病的概率=ab。‎ ‎6.5常染色体遗传病：男孩患病概率=女孩患病概率=后代患病概率，‎ 患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×1/2‎ ‎6.6‎ ‎6.7基因突变和染色体变异的有关计算：‎ ‎（1）正常细胞中的染色体数＝染色体组数×每个染色体组中的染色体数 ‎（2）单倍体体细胞中的染色体数＝本物种配子中、染色体数＝本物种体细胞中染色体数÷2‎ ‎（3）一个种群的基因突变数＝该种群中一个个体的基因数×每个基因的突变率×该种群内的个体数。‎ 例1．具有两对相对性状的豌豆杂交，F1全为黄色圆粒豌豆，F1自交得到F2，问在F2中与两种亲本表现型相同的个体占全部子代的（ ）‎ A．5/8 B．3/‎4 ‎ C．3/8 D．3/8或5/8 .. ‎ 例2．观察下列四幅遗传系谱图，回答有关问题：‎ ‎（1）图中肯定不是伴性遗传的是（ ）‎ ‎（2）若已查明系谱③中的父亲不携带致病基因，则该病的遗传方式为 ，判断依据是 。‎ ‎（3）按照（2）题中的假设求出系谱③中下列概率：‎ ‎①该对夫妇再生一患病孩子的概率： 。②该对夫妇所生儿子中的患病概率： 。‎ ‎③该对夫妇再生一患病儿子的概率： 。‎ 分解组合法在自由组合中的应用 基因的自由组合定律研究的是控制两对或多对相对性状的基因位于不同对同源染色体上的遗传规律。由于控制生物不同性状的基因互不干扰，独立地遵循基因的分离定律，因此，解这类题时我们可以把组成生物的两对或多对相对性状分离开来，用基因的分离定律一对对加以研究，最后把研究的结果用一定的方法组合起来，即分解组合法。这种方法主要适用于基因的自由组合定律，其大体步骤是：‎ ‎●先确定是否遵循基因的自由组合定律。 ‎ ‎●分解：将所涉及的两对（或多对）基因或性状分离开来，一对对单独考虑，用基因的分离定律进行研究。 ‎ ‎●组合：将用分离定律研究的结果按一定方式进行组合或相乘。‎ 例3．（2005·广东生物）家禽鸡冠的形状由两对基因( A和a，B和b)控制，这两对基因按自由组合定律遗传，与性别无关。据下表回答问题：‎ 项目 基因组合 A、B同时存在 ‎（A B 型）‎ A存在、B不存在 ‎（A bb型）‎ B存在、A不存在 ‎（aaB 型）‎ A和B都不存在 ‎（aabb型）‎ 鸡冠形状 核桃状 玫瑰状 豌豆状 单片状 杂交组合 甲：核桃状×单片状→F1：核桃状，玫瑰状，豌豆状，单片状 乙：玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状，单片状 丙：豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状 ‎（1）甲组杂交方式在遗传学上称为 ，甲组杂交F1代四种表现型比例是 。‎ ‎（2）让乙组后代F1中玫瑰状冠的家禽与另一纯合豌豆状冠的家禽杂交，杂交后代表现型及比例在理论上是 。‎ ‎（3）让丙组F1中的雌雄个体交配．后代表现为玫瑰状冠的有 只，那么表现为豌豆状冠的杂合子理论上有 只。‎ ‎（4）基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有 种，后代中纯合子比例占 。‎ 七．生物进化中的计算 ‎1．求基因型频率： （在一个处于平衡状态的群体中）设某种群中，A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA、Aa、aa的基因型频率的计算方法为：‎ p+q＝1，(p+q)2＝1，p2+2pq+q2=1，即AA+2Aa+aa＝1，所以AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2。 ‎ 说明：此结果即“哈代－温伯格定律”，此定律需要以下条件：①群体是极大的；②群体中个体间的交配是随机的；③没有突变产生；④没有种群间个体的迁移或基因交流；⑤没有自然选择。因此这个群体中各基因频率和基因型频率就可一代代稳定不变，保持平衡。 ‎ ‎2．求基因频率： （在抽样调查的情况下）‎ ‎（1）常染色体遗传：‎ ‎●通过各种基因型的个体数计算：一对等位基因中的一个基因频率＝（纯合子的个体数×2＋杂合子的个体数）÷总人数×2‎ ‎●通过基因型频率计算：一对等位基因中的一个基因频率＝纯合子基因型频率＋1/2×杂合子基因型频率 ‎（2）伴性遗传： ‎ ‎●X染色体上显性基因的基因频率＝雌性个体显性纯合子的基因型频率＋雄性个体显性个体的基因型频率＋1/2×雌性个体杂合子的基因型频率。隐性基因的基因型频率＝1－显性基因的基因频率。‎ ‎●X染色体上显性基因的基因频率＝（雌性个体显性纯合子的个体数×2＋雄性个体显性个体的个体数＋雌性个体杂合子的个体数）÷雌性个体的个体数×2＋雄性个体的个体数）。隐性基因的基因型频率＝1－显性基因的基因频率。‎ 例1．某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率为多大？ ‎ 例2．囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中，每2500个人中就有一个患此病。如一对健康的夫妇有一患有此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。再婚的双亲生一孩子患该病的概率是多少？（ ）‎ A．1/25 B．1/‎50 ‎ C．1/100 ..‎ 例3.一个种群基因型为AA的个体占1/3，基因型为Aa的个体占2/3，在没有人为干扰的情况下：（1）如果该种群是果蝇，则子代各种基因个体所占比例是_________；(2)如果该种群是豌豆，则子代中各种基因型的比例是___________。‎ 八．生态学中的计算 ‎1关于种群数量的计算： ‎ ‎（1）用标志重捕法来估算某个种群数量的计算方法： ‎ 种群数量[N]＝第一次捕获数×第二次捕获数÷第二捕获数中的标志数 ‎ ‎（2）据种群增长率计算种群数量： ‎ 设种群的起始数量为N0，年增长率为λ（保持不变），t年后该种群的数量为Nt，则： Nt＝N0λt ‎ 例1．（2001上海）调查某草原田鼠数量时，在设置‎1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30头，其中有上次标记过的个体10头。请回答下列问题： ‎ ‎（1）若该地区田鼠种群个体总数为N，则 N＝   头（计算公式是：N︰[a]＝[b]︰[c]）。 ‎ ‎   A．30     B．32     C．64     D．96 ‎ ‎（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的2条件是       ‎ ‎ A．有较多个体迁出调查区        B．调查区内没有较多个体死亡 ‎ ‎ C．调查区内没有较多个体出生    D．有较多个体迁入调查区 ‎ ‎2生态系统中食物网、食物链相关计算 ‎（1）查食物链条数 典型食物链是由生产者和各级消费者组成，故计算食物链数应从生产者入手一直到最高营养级为止，中间不要漏过每一个分叉，也不能中断。‎ ‎（2）生态系统中生物所处的营养级别和动物所处消费者等级 生产者营养级是固定的为第一营养级，消费者的营养级位不固定，在不同食物链可处不同营养级。消费者等级划分以食性为准。‎ ‎（3）能量传递效率的计算： ‎ ‎1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100% ‎ ‎（同化量＝摄入量－粪尿量 ）‎ ‎2）根据能量传递效率10－20％计算，在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10％、最高效率是20％。（2）已知第一营养级（生产者）生物的量，求最高营养级生物的最多量时，食物链按最短、传递效率按20%计算；求最高营养级生物的最少量时，食物链按最长、传递效率按10%计算。‎ ‎3）已知最高营养级生物的量，求消耗生产者（第一营养级）的最多量时，食物链按最长、传递效率按10%计算；求消耗生产者（第一营养级）的最少量时，食物链按最短、传递效率按20%计算。‎ 例2．（2006上海）下图食物网中的猫头鹰体重每增加‎20g，至少需要消耗植物（ ）‎ ‎ ‎ A．‎200g B．‎250g C．‎500g .. D．‎‎1000g 例3．在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰增加‎20g体重，最少需要消费植物（ ）‎ A．‎600g B．‎900g .. C．‎1600g D．‎‎5600g 答案：‎ 一、1、D 2 D 3 B ‎ 二、 ‎1 C 2 B 3 D ‎ 三、1 D ‎ ‎2（1）A 线粒体 细胞质基质（2）CO2浓度和温度 增加 （3）减少 增加（4）10 ‎ ‎3、D 四、1、C ‎2 C 3 D ‎4 A ‎ 五、1.C 2 B ‎ 六、 1.D ‎ ‎2（1）C （2）伴X隐性遗传 （3）①1/4 ②1/2 ③1/4‎ ‎3（l）测交，1：1：1：1；（2）核桃状：豌豆状＝2：1；（3）120 80；（4）6，1/4。‎ 七、1、 6% 2.C ‎ ‎3、答案：（1）AA＝4/9，Aa＝4/9，aa＝1/9；（2）AA＝1/2，Aa＝1/3，aa＝1/6‎ 八、1、D BC ‎ ‎ 2、 C 3、B ‎