1、生物試題中的數(shù)學(xué)計算歸納,專 題 要 點(diǎn),在最近幾年的高考生物部分試題中，生物學(xué)數(shù)學(xué)計算占到不小的比例。現(xiàn)予以歸納總結(jié)，主要有以下六種： 一、氨基酸的脫水縮合 二、有絲分裂和減數(shù)分裂中的相關(guān)計算 三、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算 四、遺傳中的數(shù)學(xué)計算 五、基因頻率和種群密度的計算 六、生態(tài)系統(tǒng)能量流動規(guī)律的計算,一、氨基酸的脫水縮合,A1A2A3An多肽（n1）H2O,2,1,2,4,3,1,3,5,7,9,5,6,6,8,4,7,514,918,716,6814,（97）214,由n個氨基酸脫水縮合形成有 m條肽鏈組成的蛋白質(zhì)，則該蛋白質(zhì)中含有(nm)個肽鍵，失去(nm)個水分子。這樣由n

2、個氨基酸分子縮合成有m條肽鏈的蛋白質(zhì)，至少含有氨基或羧基數(shù)目為m個，其相對分子質(zhì)量則減少(nm)18。 若氨基酸平均分子質(zhì)量為128，則蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量為：128n (nm)18110n18m。,肽鍵數(shù)失水?dāng)?shù)氨基酸總數(shù)肽鏈數(shù),例題1氨基酸的平均分子量為128，測得某蛋白質(zhì)分子量為63212，由此可以推斷該蛋白質(zhì)含有的肽鏈條數(shù)和氨基酸個數(shù)分別是 A4573 B3574 C4570 D4574,解析氨基酸總數(shù)（m）肽鏈數(shù)（n）肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)，依題得： 128m（mn）1863212， 即110m18n63212， 63212110的整數(shù)為：m574， 余數(shù)7218的整數(shù)為：n4。 答案：D,例題2已

3、知某蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈組成，在合成蛋白質(zhì)的過程中生成了301021g的水。求指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的基因中至少有堿基多少個？,解析 先求水的物質(zhì)的量：301021g18g/mol 1/61021mol 求水分子數(shù)： 1/610216.0231023100 求蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)：1002102 求基因中的堿基數(shù)：1026612 答案為612個。,二、有絲分裂和減數(shù)分裂中的相關(guān)計算,減后期同源染色體分離 減后期姐妹染色單體分離 一個精原細(xì)胞產(chǎn)生2種4個精子 一個卵原細(xì)胞產(chǎn)生1個卵細(xì)胞,假定正常體細(xì)胞核中染色體數(shù)為2N，DNA含量為2a，則染色體、DNA、染色單體的數(shù)目變化如上表。,(一)有絲分裂,(二)

4、減數(shù)分裂,例題3某動物（2N10）的若干精子中有440個核DNA分子。從理論上看，這些精子至少來源于多少個初級精母細(xì)胞 A11B22C55D88,解析 該動物1個精子中含5個DNA分子，1個初級精母細(xì)胞產(chǎn)生4個精子， 440（54）22。答案：B,三、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算,光合作用反應(yīng)式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反應(yīng)式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 無氧：C6H12O62C2H5OH2CO2,光合作用實(shí)際產(chǎn)O2量 實(shí)測O2釋放量呼吸作用耗O2量 光合作用實(shí)際CO2消耗量 實(shí)測CO2消耗量呼吸作用CO2釋放量 光合作用C6H

5、12O6凈生產(chǎn)量 光合作用實(shí)際C6H12O6生產(chǎn)量呼吸作用 C6H12O6消耗量,例4將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請回答： （1）比較在上述條件下，光照時呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時呼吸作用的強(qiáng)度差是mg。 （2）在光照時，該植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)量是mg。 （3）若一晝夜中先光照4小時，接著放置在黑暗情況下20小時，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化 是（填增加或減少）。 （4）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累， 你認(rèn)為可采取的措施是: 。,0

6、,24.5,減少,延長光照時間降低夜間溫度增加CO2濃度,例5下圖是在一定的CO2濃度和溫度下，某陽生植物CO2的吸收量和光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，據(jù)圖回答： （1）該植物的呼吸速率為每小時釋放CO2mg/dm2。 （2）b點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用速率。,（3）若該植物葉面積為10dm2，在光照強(qiáng)度為 25Klx條件下光照1小時，則該植物光合作用 吸收CO2 mg/dm2；合成葡萄糖 mg。,5,相等,250,170.5,（4）若白天光照強(qiáng)度較長時期為b該植物能否正常生長？為什么？,（5）若該植物為陰生植物，則b點(diǎn)應(yīng) 向移動。,不能正常生長。白天光照強(qiáng)度為b時，無有機(jī)物積累，而夜間消耗有機(jī)物，從全天

7、來看，有機(jī)物的消耗多于積累，不能正常生長。,左,四、遺傳中的數(shù)學(xué)計算,（一）堿基互補(bǔ)配對原則 雙鏈DNA分子：AT、GC AGTC50%（A G ）/（T C ）1 A1T2、T1A2、G1C2、C1G2 （A1T1）/（G1C1）（A2T2）/（G2C2） （A1G1）/（T1C1）（T2C2）/（A2G2）,RNA分子： DNARNA ADUR、TDAR、CDGR、GDCR ARURGRCR1/2（ADTDGDCD）,例題7某DNA分子中含有20%的G+C，則由它轉(zhuǎn)錄成的RNA中AU應(yīng)為 A、10% B、20% C、40% D、80%,原DNA分子中T=X個,復(fù)制一代,DNA分子數(shù)量21,

8、新合成（21-1）個,需游離的T為X個,復(fù)制n代,DNA分子數(shù)量2n,新合成2n-1個,需游離的T為（2n-1）X個,（二）DNA分子復(fù)制 中的數(shù)量關(guān)系,例題8在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增四代，則在擴(kuò) 增儀中至少應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是 A600 B640 C8100D86400,解析：先計算基因中胞嘧啶數(shù)：根據(jù)AT，GC，算出C1000460540，即1個基因中含有540個C；再算出基因擴(kuò)增四代增加的DNA分子數(shù) 16115，所以至少放入C54015 8100。答案：C,（三）中心法則中的有關(guān)計算 DNA

9、RNA蛋白質(zhì),例題9一種動物體內(nèi)的某種酶是由2條多肽鏈構(gòu)成，含有150個肽鍵，則控制這個酶合成的基因中脫氧核苷酸的分子數(shù)至少是 A. 450個 B. 456個 C. 906個 D. 912個,解析此酶共有氨基酸為1502152，一個密碼子（三個堿基）決定一個氨基酸，基因是雙鏈，轉(zhuǎn)錄時只是其中的一條鏈，即轉(zhuǎn)錄成一個密碼子（三個堿基），基因中需六個堿基，也即六個脫氧核苷酸。1526912 ，因此答案為D 。,（四）、遺傳規(guī)律中的幾率計算,基因分離規(guī)律中幾種特定的雜交組合 親代P AAaa AaAa Aaaa 雜交 自交 測交 Aa AAAaaa Aaaa 基因型 1 1 2 11 1 表現(xiàn)型 1

10、31 1 1,雜合體Aa連續(xù)自交n代，其后代中雜合體Aa的幾率是（1/2）n，純合體（AA、aa）的幾率是1（1/2）n。,自由組合規(guī)律幾種特定的雜交組合 親代P AABBaabb AaBbaabb 雜交 測交 AaBb AaBb Aabb aaBb aabb 基因型1 1 1 1 1 表現(xiàn)型1 1 1 1 1,分枝分析法： AaBbAaBbAaAa和BbBb AaAa 1/4AA、2/4Aa、1/4aa BbBb 1/4BB、2/4Bb、1/4bb,1/16AABB 2/16AABb 1/16AAbb 2/16AaBB 4/16AaBb 2/16Aabb 1/16aaBB 2/16aaBb

11、1/16aabb,1/4AA 2/4Aa 1/4aa,分枝分析法,性別決定與伴性遺傳,1、獨(dú)立相乘（乘法定理）：兩個或兩個以上獨(dú)立事件同時出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積。如A事件的概率為p，B事件的概率為q，則A、B事件同時或相繼發(fā)生的概率為：,遺傳幾率中的二大基本法則,P（AB）pq,2、互斥相加（加法定理）：若兩個事件是非此即彼的或互相排斥的，則出現(xiàn)這一事件或另一事件的概率是兩個事件的各自概率之和。如事件A與B互斥，A的概率為p，B的概率為q，則A與B中任何一事件出現(xiàn)的概率為： P（AB）pq 推論：兩對立事件（必有一個發(fā)生的兩個互斥事件）的概率之和為1。如生男概率生女概率1；正常概率患病

12、概率1。,例題10人類的多指是一種顯性遺傳病，白化病是一種隱性遺傳病，已知控制這兩種疾病的等位基因都在常染色體上，而且都是獨(dú)立遺傳的。在一個家庭中父親是多指，母親正常，他們有一個患白化病但手指正常的孩子，則下一個孩子正?；蛲瑫r患有此兩種疾病的幾率分別是： A、3/4 B、3/8，1/8 C、1/4 D、1/4，1/8,解析設(shè)控制多指基因?yàn)镻，控制白化病基因?yàn)閍，則父母和孩子可能的基因型為： 父PA，母ppA，患病孩子ppaa。由患病孩 子的隱性基因，可推知父親為PpAa，母親為 ppAa。下一個孩子正常為ppA （1/23/43/8）,同時患兩病的個體為 Ppaa(1/21/41/8）。即正確

13、答案為B,例題11為了說明近親結(jié)婚的危害性，某醫(yī)生向?qū)W員分析講解了下列有白化病和色盲兩種遺傳病的家族系譜圖。設(shè)白化病的致病基因?yàn)閍，色盲的致病基因?yàn)閎。請回答：,（1）寫出下列個體可能的基因型： 8 ； 10 。 （2）若8和10結(jié)婚，生育子女中只患白化病或色盲一種遺傳病的概率為；同時患兩種遺傳病的概率為。 （3）若9和7結(jié)婚，子女中可能患的遺傳病是 ， 發(fā)病的概率為 。,aaXBXB或aaXBXb,AAXbY或AaXbY,5/12,1/12,白化病和色盲病,5/12,五、基因頻率和種群密度的計算,基因頻率： 設(shè)一對同源染色體（不含性染色體）上的等位基因A和a的基因頻率分別為p和q，A對a是顯

14、性，則顯性個體的基因型及其頻率為：p2AA2pqAa，隱性個體的基因型及其頻率為：q2aa。 （pq）2p22pqq21pq1 AA Aa aa AA總/（A總a總）AA1/2Aa aa總/（A總a總） aa1/2Aa Aa1,例題12某校的一個生物興趣小組在研究性學(xué)習(xí)活動中，開展了色盲普查活動，他們先從學(xué)校的1800名學(xué)生中隨機(jī)抽取了180名學(xué)生（男女生各一半）作為首批調(diào)查對象，結(jié)果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲基因攜帶者13人。則在該校全體學(xué)生中色盲基因的頻率是 A、10%B、20%C、80%D、90%,解析 Xb321318127 XBXb 902901270 Xb的基因

15、頻率為：Xb /（ XBXb ） 27/270 10%,種群密度： 標(biāo)志重捕法：Nabc，其中N表示動物種群數(shù)量，a表示第一次捕獲并標(biāo)志的個體數(shù)量，b表示第二次捕獲的個體數(shù)量，c表示第二次捕獲的個體中有標(biāo)志的個體數(shù)量。 樣方調(diào)查法：N為某一定面積內(nèi)植物種群數(shù)量，a、b、c、d、e分別為五個形狀、大小一致的小樣方內(nèi)植物個體數(shù)量，則N（ abcde）/5,例題13調(diào)查某草原田鼠數(shù)量時，在設(shè)置1公頃的調(diào)查區(qū)內(nèi)，放置100個捕鼠籠，一夜間捕獲32只鼠，將捕獲的鼠經(jīng)標(biāo)記后在原地釋放。一段時期后，在同一地方再放置同樣數(shù)量的捕鼠籠，這次共捕獲30只鼠，其中有上次標(biāo)記的個體10只。該地區(qū)田鼠的種群個體數(shù)是 A、30只B、32只C、64只D、96只,解析根據(jù)公式：N abc N32301096只 即答案為D。,六、生態(tài)系統(tǒng)能量流動規(guī)律的計算,能量沿食物鏈（食物網(wǎng)）單