例析“特殊法”巧解高中生物计算题型及变式训练

1、例析“特殊法”巧解高中生物计算题型及变式训练1 数量关系法解“蛋白质合成或水解”有关计算题例1 苏云金杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。某亚种苏云金杆菌产生的伴孢晶体蛋白含两条多肽链，共由126个氨基酸组成，经昆虫肠液消化成毒性肽。该伴孢晶体蛋白质中含有的肽键数是 （ ）A.123 B.124 C.125 D.126解析 蛋白质合成过程中的3个数量关系（氨基酸数、肽键数或脱水分子数、肽链数）关系为：当n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链时，脱去的水分子数为（n-1），同时形成（n-1）个肽键，即缩去的水分子数=肽键数= n-1；当n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链时

2、，形成的肽键数=脱水分子数=n-m（同理，蛋白质完全水解时，断裂的肽键数=需要的水分子数=n-m）。根据这个数量等式关系，易求伴孢晶体蛋白质中含有的肽键数=126-2=124。故选B。变式训练1全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏覃碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏覃碱的分子量大约是 （ ）A.1024 B.898 C.880 D.8622 图示法解“物质过膜”有关计算题例2 淀粉在小肠内消化后的葡萄糖分子由小肠黏膜上皮细胞进入肌肉组织细胞进行无氧呼吸，至少需要穿过几层生物膜？ （ ）A.4 B.9 C.6 D.7解析 如果能够运用适

3、当的图示，那么解决“物质过膜”问题就容易多了。小肠黏膜上皮、毛细血管壁都是由一层上皮细胞构成，因此小肠内消化后的葡萄糖分子穿过小肠黏膜上皮细胞、小肠处毛细血管壁才能进入血液，而这过程要穿过4层细胞膜（进出各1层），然后经过血液运输通过组织处毛细血管壁2层细胞膜，最后从组织液进入肌细胞通过1层细胞膜，共7层生物膜。故选D 。变式训练2信使RNA在细胞核中合成，它从细胞核中出来与核糖体结合的过程中，通过的单位膜是（ ）A.0层 B.1层 C.2层 D.3层、3 反应式法解“新陈代谢生理过程”有关计算题例3 酵母菌发酵产生CO2的摩尔数为N，在安静情况下，人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的CO2量是（

4、 ）A.1/3Nmol B.3NmolC.6NmolD.12Nmol 解析 本题考查的知识点是细胞呼吸的有关计算。由反应式C6H12O6 2C2H5OH+2CO2推知，若酵母菌发酵产生CO2的摩尔数为N，则需消耗N/2mol的葡萄糖；由人通过有氧呼吸消耗葡萄糖的反应式C6H12O6+6O2 +6H2O 6 CO2+12 H2O可知，人消耗N/2mol的葡萄糖，可产生3Nmol的CO2。故选B。变式训练3在光合作用过程中，生成1mol的C6H12O6，需要C5、C3及H2O的摩尔数值依次分别为 （ ）A.1、6、6 B.1、2、12 C. 6、12、12 D.6、12、24 4 比例关系法解“基

5、因表达”有关计算题例4 某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为 （ ）A. B. C. D. 解析 在蛋白质合成过程中，是以DNA（基因）中的两条链中一条链为模板合成一条mRNA单链的，因此，DNA中的碱基数至少是RNA中碱基数目的2倍，在翻译时，mRNA上每3个相邻的碱基（1个密码子）决定1个氨基酸，1个tRNA只能转运1个氨基酸，所以彼此间的关系一般可表示为：蛋白质中氨基酸的数目：参加转运的tRNA数：信使RNA的碱基数：DNA（基因）的碱基数 n：n：3n：6n。根据此关系式得出：控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则氨

6、基酸的数目为b/3个，由n条肽链组成的蛋白质共脱水（b/3- n）个。 所以该蛋白质的分子量最大约为。故选D。（注：考虑基因中有非编码序列，实际上碱基数目要大于6n，或氨基酸的数目小于n，因此一般命题中带有“至少”或“最多”字样）。变式训练4一段原核生物的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 （ ） A.33 11B.36 12C.12 36 D.11 365 赋值法解“碱基比率”有关计算题50个50个ATCGTAGC链链例5 在一个DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全部碱基的36%，其中一条链中的T占该链碱

7、基总数的18%，鸟嘌呤占该链碱基总数的10%，则该链的互补链上，胸腺嘧啶（T）和鸟嘌呤（G）所占比例各为多少？（23）个（9）个（13）个（5）个（23）个（9）个（13）个（5）个解析为了解题方便，规定A、A分别代表DNA双链中链、链上碱基A所占的百分比，A、T、C、G分别代表DNA双链中各碱基所占的百分比，然后进行“赋值法”设值：假设一条DNA分子双链中链、链各100个碱基。由题意可知，C+G=100×36%=36个，A+T=100×64%=64个（C+G）=18个 （A+T）=32个又T=50×18%=9个 G=50×10%=5个 T=A=32-9

8、=23个 G=C=18-5=13个 T%=（23/50）×100%=46% G%=（13/50）×100%=26% 变式训练5一个DNA分子中，T占40%，其中一条链中，G占该链碱基数的10%，以另一条链为模板，转录成一个mRNA分子，则该mRNA分子中胞嘧啶占多少？6 分别分析法解“遗传概率”有关计算题例6 将基因型为AaBbCc和AABbCc的向日葵杂交，按基因自由组合规律，后代中基因型为AABBCC的个体比例应为 （ ）A.1/8 B.1/16 C.1/32 D.1/64解析本题考查的知识点是与自由组合定律有关的基因型概率计算。由于自由组合定律仍然遵守分离定律，所以计

9、算两对（或多对）性状杂交后代中的基因型概率的解题方法归结为分别分析法。首先，推算出各对基因单独相交时后代基因型概率：Aa×AAAA占1/2；Bb × Bb BB占1/4；Cc×Cc CC占1/4；其次，将各基因型概率相乘得1/2×1/4×1/4=1/32，故答案为C。变式训练6人类的卷发对直发为显性性状，基因位于常染色体上。遗传性慢性肾炎是X染色体显性遗传病。有一个卷发患遗传性慢性肾炎的女人与直发患遗传性慢性肾炎的男人婚配，生育一个直发无肾炎的儿子。这对夫妻再生育一个卷发患遗传性慢性肾炎的孩子的概率是 （ ）A.1/4 B.3/4C.1/8 D

10、.3/87 遗传平衡公式法解“基因频率与基因型频率互算 ”有关计算题例7 已知苯丙酮尿是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000，请问在人群中该苯丙酮尿隐性致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少? 解析 设苯丙酮尿隐性致病基因为，杂合子基因型为A。由于aa%=1/10000，所以%= 1/100=0.01。又因为%+A%=1，所以A%=1-0.010.99 。根据遗传平衡公式可知，A%=2×1/100×99/100=198/100=0.0198。 遗传平衡公式：（p+q）2= p2+2pq+q2，其中p的平方就是基因型AA的

11、频率，2pq就是基因型Aa的频率，q的平方就是aa的频率，p+q=1， p2+2pq+q2=1变式训练7在一群人中，64%的人可以卷舌，人的这一能力由一个显性基因控制的，一个卷舌者与一个非卷舌者结婚，婚后预计这对夫妇生一个卷舌的孩子的概率是 （ ）A 1/8 B1/4 C3/8 D5/88 食量缩小法（或放大法）解“能量流动 ”有关计算题例8 在能量金字塔中，如果生产者在光合作用中产生240mol氧气，全部用于初级消费者分解血液中的血糖，其释放并贮存在ATP中的能量最多有多少焦耳可被三级消费者捕获？（ ）A0.24×106×106×106×106J解析本

12、题考查与ATP、光合作用有关的能量流动的综合计算。由血糖分解的反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量（其中有1161 KJ能量储存在ATP中）得知，240mol氧气全部用于分解初级消费者的血糖，储存在ATP中的能量约为40×1161=46440KJ。当食物链中低营养级生物（设有Mg）向高营养级生物传递时，高营养级生物能获得的最多能量可用（20%）n M来计算（又称食量缩小法），获得的最少能量可用（10%）n M来计算（n为食物链中相应营养级总数减1）；当食物链中由高营养级生物的增重求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算（又称食量放大法）。如高营养级生物要增重Ng，至少需要低营养级生物的物质重量应按最高传递率来计算，即N÷（20%）n=5nN，而最多需要低营养级生物的物质重量应按最低传递率来计算，即N÷