生物高考中的计算问题.ppt

高考生物学复习中 的计算问题,一、有关蛋白质分子结构中的计算 有关蛋白质分子结构中的计算问题主要涉及蛋白质平均分子量的计算、多肽链合成过程中脱水数目及形成肽键数目的计算、蛋白质水解所需水分子的数目计算、蛋白质分子中氨基和羧基数目的计算等。 在蛋白质的脱水缩合形成过程中： 脱去的水分子数形成的肽键数氨基酸总数肽链数,计算依据的知识是：,例 胰岛素是由A链和B链两条肽链共51个氨基酸组成的蛋白质，设氨基酸平均相对分子质量为128，该蛋白质分子中的肽键数目和相对分子质量数分别是 A50、5646 B49、5646 C50、5628 D49、5628 答案：B 解析：若m个氨基酸构成的蛋白质是一条肽链，那么该蛋白质分子中的肽键数目显然是m-1个。A链有21个氨基酸，应脱去20个水，形成20个肽键；B链有30个氨基酸，应脱去29个水，形成29个肽键，共有肽键202949。因为此种蛋白质是由2条肽链组成的，另一条思路是，因为胰岛素有2条肽链共51个氨基酸组成，肽键数为m2个，即分子中的肽键数目为：51-2=49。51个氨基酸相对分子质量之和为511286528，共脱去的水分子的相对分子质量之和是4918882，所以胰岛素的相对分子质量是：65288825646。,例 下面是某化合物的分子结构图解，请据图回答问题： （1）图中有_个游离的氨基,编号是_。 答案： 1 ,例 下面是某化合物的分子结构图解，请据图回答问题： （2）图中有_个游离的羧基,编号是_。 答案： 2 、,例 下面是某化合物的分子结构图解，请据图回答问题： （3）参与该化合物形成的有_种氨基酸,决定氨基酸种类的基的编号分别是_。 答案： 3 、,例 下面是某化合物的分子结构图解，请据图回答问题： （4）参与该化合物形成的有_个氨基酸,有肽键_个,脱去了_个水分子。 答案： 3 2 2,例 下面是某化合物的分子结构图解，请据图回答问题： （5）该化合物的分子式是_。 答案： ,二、细胞分裂中的计算 1有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目的变化规律，并能够绘出相关图表，这是有关知识的应用和加深理解的过程。,染色体数目变化曲线 DNA分子数目变化曲线,例 洋葱体细胞内有16条染色体，根尖分生区处于分裂中期和后期的细胞中，各有多少条染色体和染色单体？ 中期有16条染色体32条染色单体；后期有32条染色体，没有染色单体。 解析：本题考核的知识点是，有丝分裂过程中染色体与染色单体在不同时期的数量关系。洋葱体细胞有16条染色体，进入分裂期之前，虽然经过了复制，在前期和中期，由于着丝点未分开，所以染色体数并未增加，增加的只是染色单体数；后期着丝点断开，每个染色体的两个姐妹染色单体分开各成为一条染色体，从概念上看，已不存在染色单体了，但此时的染色体数目增加一倍。,例 下图为动物细胞有丝分裂的某个时期，请据图回答： （1）此细胞有_条染色体、_条染色单体、_个DNA分子、_对同源染色体。 答案：8 0 8 4,例 下图为动物细胞有丝分裂的某个时期，请据图回答： （3）在其刚形成的子细胞中有_条染色体、_条染色单体、_个DNA分子、_对同源染色体。 答案：4 0 4 2,2减数分裂是一种特殊的有丝分裂，特殊在分裂前染色体复制一次，细胞连续分裂两次，产生的子细胞与母细胞相比，染色体和DNA数目均减少一半。归纳减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目的变化规律如下图： 减数第一次分裂：,减数第二次分裂：四分体数？,染色体数目曲线 DNA分子数目曲线 在减数分裂过程中，要注意同源染色体和四分体的概念；1个精原细胞形成4个精子细胞，变形后形成4个精子；1个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体，没有变形阶段。,例 人的体细胞中有46条染色体，在四分体时期的1个细胞内有同源染色体、四分体、姐妹染色单体和DNA分子的数目，依次为 A23对、46条、92条、46个 B23对、23个、92条、92个 C46对、46条、92条、46个 D. 46对、23条、46条、92个 答案：B 本题主要考查减数分裂过程中同源染色体、四分体、姐妹染色单体和DNA分子的数量关系，以及在此基础上的计算能力。,三、有关光合作用和呼吸作用的计算 有关光合作用和呼吸作用的计算会涉及葡萄糖的生成量、消耗量和积累量，氧气的生成量、消耗量，二氧化碳的同化量、生成量，以及能量等计算问题。 计算依据的知识是： 光合作用的总反应式：（注意：为了便于计算要把反应式两边的水约掉。）,有氧呼吸的总反应式： 无氧呼吸的总反应式：,1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2870KJ，其中1161KJ左右的能量储存在ATP中；1mol的葡萄糖在分解成乳酸后，释放的总能量为196.65KJ，其中61.08KJ的能量储存在ATP中。 绿色植物光合作用释放的氧可以用于有氧呼吸，有氧呼吸产生的二氧化碳可以用于光合作用。绿色植物积累的有机物（净光合作用积累量）是光合作用制造有机物的总量减去本身呼吸作用消耗的有机物量。,五、有关DNA和RNA的计算 有关DNA和RNA的计算主要涉及碱基互补配对原则，DNA、信使RNA、蛋白质之间的关系，三联体密码等知识。 计算依据的知识基础是：双链DNA分子中A=T，G=C，A+G=T+C，(A+G/T+C1)；信使RNA是以DNA（基因）一条链为模板转录生成的，信使RNA上的U与DNA模板链上的A互补配对；密码子仅仅位于信使RNA上，由三个相邻的碱基组成，决定一个特定氨基酸。,例 DNA的一条链中G+T/C+A0.5，A+T/C+G2，则该DNA分子中另一条互补链上同样的碱基比值分别为 A0.5和2 B2和0.5 C0.5和0.5 D2和2 答案：D 解析：本题考查的知识是碱基互补配对原则。重点考查灵活应用所学知识的分析和推理能力。DNA一条链上的G、T、C、A与互补链上的C、A、G、T的数目应分别相等。一条链上的G+T等于另一条链上的C+A；一条链上的C+A等于另一条链上的G+T。 已知一条链上的G+T/C+A=0.5，则另一互补链上上的G+T/C+A=2。已知一条链上的A+T/C+G=2，则另一条互补链上的A+T/C+G=2。,六、有关遗传基本规律的计算 有关遗传基本规律的概率计算主要涉及基因的分离定律、基因的自由组合定律、伴性遗传、单基因遗传病的类型和遗传特点等知识。 概率的知识在解遗传题时非常重要 在对遗传学的问题进行分析时，常常采用棋盘法或分枝法。这两种方法的主要依据，都是概率中的两个定理：乘法定律和加法定律，在这里借解遗传题的机会，学习一下概率的两个定理。,概率是关于事件的随机性或偶然性的定量概念，就是指某事件发生可能性的大小，可表示为：事件发生的次数、事件发生的机会数。 例如：一个杂合子Aa在形成配子时，等位基因A与a相互分离的机会是均等的，在所得到的配子中，含A的配子和含a的配子各占1/2，即它们出现的概率各为1/2。 下面先简要介绍一下这两个定理。 （1）加法定理：当一个事件出现时，另一个事件就会被排除，这两个事件就称为互斥事件。多种互斥事件出现的概率就是它们各自概率的和。,例如：人的肤色正常（A）对白化（a）为显性，基因型为AA或Aa的个体，其表现型为正常人。若一对夫妇的基因型都是Aa，则他们孩子的基因型，则可能是AA，Aa，aA，aa其概率都是1/4。 然而这些基因型又都是互斥事件。因为一个孩子的基因型是AA就不可能同时又是其它。因此这对夫妇生育一个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）。,（2）乘法定理：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，我们就称这两个事件为独立事件。两个独立事件同时或相继出现的概率为它们各自概率的乘积。 例如：我们知道生男生女的概率都是1/2。由于无论第一胎是男是女，都不会影响第二胎的性别，因此，这就是两个独立事件。 第一胎生女孩的概率是1/2，第二胎生女孩的概率还是1/2，那么，两胎都生女孩的概率就是1/21/2=1/4。（某对夫妇家有5朵金花的概率是？ 应该是1/32） 让我们运用这两个定理来试着解一道遗传题。,已知：某豌豆的基因型为Dd，让其连续自交两代，从理论上推算，全部F2代纯合体数目占F2代个体总数的比例是多少？ 我们知道，基因型为Dd的豌豆，可产生两种类型的配子D和d，它们的概率都是1/2。 F1基因型为DD、Dd、dD、dd，其概率都是1/21/2 = 1/4。 F1代继续自交在F2中： 显性纯合体DD自交产生的后代全为显性纯合体，概率为1/4； 隐性纯合体dd自交产生的后代全为隐性纯合体，概率也为1/4；,杂合体Dd自交后代的基因型为DD、Dd、dD、dd，其中： 显性纯合体DD的概率为1/41/4 = 1/16， 隐性纯合体dd的概率为1/41/4 = 1/16， 杂合体Dd的概率为1/41/4 = 1/16， 杂合体dD的概率为1/41/4 = 1/16。,计算中一般依据的知识基础是： 分离规律F2的基因型比为1：2：1，表现型的比为3：1， 测交后代基因型的比和表现型的比均为1：1。 自由组合规律F2表现型的比为9：3：3：1。 测交后代基因型的比和表现型的比均为1：1：1：1。 男女性别的理论比为1：1，女性两条X染色体父母各提供一条，男性的X染色体一定由母亲提供，Y染色体一定由父亲提供。,遗传系谱图解题方法小结： 认真审题读图，弄清题意和图解的含义。注意题目是否已经限定为某种遗传病、对基因符号的规定和其它附加说明。 确定显隐性关系 判断属于常染色体遗传，还是伴性遗传 写出各表现型的基因型：先写出隐性性状的基因型，肯定都是纯合子；显性性状必然至少带有一个显性基因，再通过上下代关系写出另一个基因。 相关概率的计算。,例 某水稻的基因型为Aa，自交两代，从理论上推算，F2代中的纯合体占总数的 A25 B45 C75 D85 答案是C 解析：本题考核学生对分离规律和自交概念的理解。 在F1中1/4 AA2/4 Aa1/4 aa 在F2中1/4AA2/4（1/4AA2/4Aa1/4aa）1/4aa 1/4 AA2/16 AA4/16 Aa2/16 aa1/4 aa 6/16 AA4/16 Aa6/16 aa F2代中的纯合体（包括AA和aa）占总数的6/166/16 12/163/4(也就是75)。,例 已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，F1全为灰身。让F1自由交配产生F2，取出F2中的灰身果蝇让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为 A31 B51 C81 D91 答案为C 解析：本题与上一题属同一类型，但比上一题加大了难度，因为F2中BBBbbb121，将F2中的灰身果蝇取出，让其自由交配，这与豌豆的严格自花授粉不一样，还得考虑基因型BB与Bb之间的杂交。,各种类型交配机会均等，所以在F3中的基因型为： 从表中可以统计出，基因型BB与BB的后代全是BB，基因型BB与Bb的后代BBBb11，基因型Bb与Bb的后代BBBbbb121。 把表中算式展开，同类项合并，所以灰身和黑身果蝇的比例为： 灰身（4BB4Bb）黑身（1bb）81,七、关于基因频率和基因型频率的计算 某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。 教材是用实例来说明的：某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个。由于基因在细胞内成对存在，100个个体共有200个基因，其中：有A基因：23060120，a基因：2106080。所以： A基因的基因频率是：12020060 a基因的基因频率是：8020040,基因频率某基因总数某基因和其等位基因的总数（100） 基因型频率（概率）是指群体中具有某一基因型的个体所占的比例。 基因型频率某基因型的个体数种群个体总数（100） 种群中的基因频率与基因型频率密切相关，基因频率的变化可以导致种群基因库的变迁；同时，基因频率的变化也会导致基因型频率相应改变，它们是相互依存的。,例 某昆虫种群的3个基因型AA、Aa、aa个体数分别是400、500、100，假定种群处于遗传平衡状态，请问在其下一代群体中3种基因型及A和a的频率分别是多少？ 基因频率： A为（2400500）（240025002100）130020000.65（65） a为1006535 由于种群处于遗传平衡状态，进行随机交配，后代基因型： AA基因型频率为656542.25 (AA) aa基因型频率为353512.25 （aa） Aa基因型频率为2653545.5 （Aa；aA） （A与a以及a与A相遇结合的概率是前两者的2倍）,下一代群体的基因频率： A42.2545.5265 a12.2545.5235 基因频率不变情况下，由于种群不够大，基因型频率也会改变。只有在理想状态下，即哈迪温伯格定律指出的条件：种群足够大、交配随机、没有突变、无新基因加入和没有自然选择，才能基因频率不变基因型频率也不变。 在自然界中由于存在着基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。,例 在对某海岛的男女各500名居民进行遗传学调查时发现，女性色盲基因携带者42人，患者4人，男性色盲患者28人。那么，这个海岛上色盲基因的频率为_。 此海岛上被调查的男女各500名居民中共有： 色盲基因 42242878 色盲基因和它的等位基因 25005001500 这个海岛上色盲基因的频率 781500 0.052（5.2）,例 从人类ABO血型的遗传分析得知，IA与IB为共显性基因，它们对i均为显性。某国人口不同血型的基因组成和分布比例如下表所示： 请问：基因IA和i的基因频率分别是_ 和_。 答案：40.5和31,解析：本题主要考查的知识点是基因频率的概念，以及相应的计算能力和获取信息处理信息的能力。要注意其中的IAi、IBi和IAIB中每种基因只占基因数的1/2。 从上表中可以看出： IA占（21+191/2+201/2） 40.5； IB占（12+131/2+201/2） 28.5； i占（15+191/2+131/2） 31。,八、有关生态系统能量问题的计算 有关生态系统能量的计算问题主要涉及流经生态系统的总能量；能量流经生态系统各个营养级时为什么逐级递减；能量的传递效率等问题。 计算依据的知识是：生态系统中生产者所固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。生态系统各个营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分生物未被下一个营养级利用，所以能量在逐级流动中就会越来越少，其传递效率大约为1020。,下面是生态系统的能量流动图解，应认真观察思考，明确每个营养级的总能量有几个去路，以及上下营养级能量的关系。,例 （04年上海高考试题）如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物。1