2022年高中生物学相关计算 .pdf

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1、高中生物学相关计算【知识概要】生物的遗传、变异、进化相关计算一、与遗传的物质基础相关的计算：1有关氨基酸、蛋白质的相关计算：（1）一个氨基酸中的各原子的数目计算：C原子数 R基团中的 C 原子数 2，H原子数 R 基团中的 H原子数 4，O原子数 R基团中的 O原子数2，N原子数 R基团中的 N 原子数 1 如：（ 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（）A746 和 764 B 760 和 760 C762 和 762 D4 和 4 如：（ 2003 上海）谷氨酸的R基为 C3H5O2，1 分子谷

2、氨酸含有的C、H、O 、N原子数依次是（）A5、9、4、1 B 4、8、5、1 C5、8、4、1 D4、9、4、1 （2）肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数目之间的关系：若有 n 个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成(n-m) 个肽键，脱去 (n-m) 个水分子，至少有NH2和 COOH各 m个。（3）氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子量之间的关系：n 个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a， 那么由此形成的蛋白质的分子量为：n?a-(n- m)?18 ( 其中 n-m 为失去的水分子数，18 为水的分子量 ) ；该蛋白质的分子量比组成其氨基酸的分子量之和减少了（n-m）18。例题称取

3、某多肽 415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3 种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3 种氨基酸的分子结构式如下（1）小肠液为多肽的水解提供的物质是肽酶。（2）组成一分子的此多肽需氨基酸个数为 101 肽。（3）此多肽分子中3 种氨基酸的数量比为甘氨酸：丙氨酸：半胱氨酸=54551。（4）控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷酸个数为606。解析第（2）小题由题意可知，415g 此多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成 415g 此种多肽需要脱去 90g 水。 41

4、5g 此多肽形成时，需要氨基酸505100505（mol），脱水 90185(mol) ，所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔数之比为：5055=1.01 。设该肽链上的氨基酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：n（n-1 ）。得 n（ n-1）=101，解此方程得n=101。所以此多肽为101 肽。第（ 3）小题由题意知每一分子此多肽含半胱氨酸 51 个，设一分子此多肽中甘氨酸x 个，则一分子此多肽含丙氨酸（50-x ）。依据多肽的分子量列出方程： 10110051121+79 （50-x ）+75x，解此方程得x5。所以甘氨酸

5、：丙氨酸：半胱氨酸=54551。 第(4) 小题中由 mRNA 翻译成蛋白质时，是3 个碱基决定一个氨基酸，基因转录成mRNA 时是以其中的一条链为模板转录的，而基因中有两条链，所以指导合成多肽的基因中的脱氧核苦酸数为多肽中的氨基酸总数乘6。（4）在 R 基上无 N 元素存在的情况下，N原子的数目与氨基酸的数目相等。2有关碱基互补配对原则的应用：（1）互补的碱基相等，即AT，G C。（2）不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和相等，且等于50% 。（3）和之比在双链DNA分子中：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师

6、精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 例题一个双链 DNA分子中，一条链中A的含量为 20% ，另一条链中A的含量为 10% ，则在整个分子中A的含量为多少？解析解法一： 双链 DNA分子中， A T，A1T2，T1A2据 ATA1T1=A2+T2（含量）得出： 2AA1A2A(A1+A2)/2 (10%+20%)/2=15% 解法二： 双链 DNA分子中， 设每一条链中有100 个碱基，则两条链中各有碱基A20个和 10 个，共有 A30 个，因为整个 DNA分子中共有碱基200 个，所以 A(30200)100% 15% 答案15

7、% 例题假设有一段mRNA 上有 60 个碱基，其中A有 15 个， G有 25 个，那么转录该mRNA 的 DNA分子区段中， C和 T 的个数共有（） A 15 个 B25 个 C40 个 D60 个解析解法一： mRNA 上有 60个碱基，则转录成该mRNA 的 DNA中应有 120 个碱基。 DNA是双螺旋结构，分子中有两条链。按照碱基互补配对原则，AT，G=C ，则在双链 DNA 分子中， A+C=C+T 。所以 C+T=60 。解法二： 首先画一条线代表mRNA ，再在其上边画两条线代表DNA ，把题中所给的条件标在图上，然后用碱基互补配对原则推导即可得出答案为D。能够互补的两种碱

8、基之和与另两种碱基之和的比同两条互补链中的该比值相等，即：（A+T）/ （G+C ）=（A1+T1）/ （G1+C1）=（A2+T2）/ （G2+C2）；不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比等于1，且在其两条互补链中该比值互为倒数，即：（A+G ）/ （T+C ）=1；（ A1+G1）/ （T1+C1）=（T2+C2）/ （A2+G2）（4）双链 DNA分子中某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即A（A1A2）/2 （G、T、C同理）。3有关复制的计算：（1）一个双链DNA分子连续复制n 次，可以形成2n个子代 DNA分子，且含有最初母链的DNA 分子有 2 个，占所有子代

9、DNA分子的比例为。（注意：最初母链与母链的区别）（2）所需游离的脱氧核苷酸数M （2n1），其中 M为的所求的脱氧核苷酸在原来DNA分子中的数量。4基因控制蛋白质的生物合成的相关计算：（1）mRNA 上某种碱基含量的计算：运用碱基互补配对原则，把所求的mRNA 中某种碱基的含量归结到相应DNA模板链中互补碱基上来，然后再运用DNA的相关规律。（2）设 mRNA 上有 n 个密码子，除3 个终止密码子外，mRNA 上的其它密码子都控制一个氨基酸的连接，需要一个 tRNA，所以，密码子的数量：tRNA 的数量：氨基酸的数量n：n：n。（3）在基因控制蛋白质合成过程中，DNA 、mRNA 、蛋白质

10、三者的基本组成单位脱氧核苷酸（或碱基）、核糖核苷酸（或碱基）、氨基酸的数量比例关系为6:3:1 。5设一个 DNA分子中有 n 个碱基对，则这些碱基对可能的排列方式就有4n种，也就是说可以排列成4n个DNA分子。6真核细胞基因中外显子的碱基对在整个基因中所占的比例（编码的氨基酸的个数3该基因中的总碱基数） 100% 。二、有关遗传基本规律的计算：1一对相对性状的杂交实验中：（1）F1产生的两种雌雄配子的几率都是1/2 ；（2）在 F2代中，共有 3 种基因型，其中纯合子有2 种（显性纯合子和隐性纯合子），各占1/4 ，共占 1/2 ，杂合子有一种，占1/2 ；（3）在 F2代中，共有2 种表现

11、型，其中显性性状的几率是3/4 ，隐性性状的几率是1/4 ，在显性性状中，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 纯合子的几率是1/3 ，杂合子的几率是2/3 。（4）一对等位基因的杂合子连续自净n 代，在 Fn代中杂合子占 (1/2)n，纯合子占1(1/2)n2两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

12、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 。3配子的种类数2n种（n 为等位基因的对数）。4分解组合法

13、在自由组合题中的应用：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三、基因突变和染色体变异的有关计算：1正常细胞中的

14、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的染色体数本物种体细胞中的染色体数23一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。四、基因频率和基因型频率的计算：1求基因型频率：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)21，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：群体是极大的；群体中个体间的交配是随机的；没有突变产生；没有种群间个体的迁移；没有自然选

15、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，保持平衡例题人的 ABO血型决定于3 个等位基因IA、IB、i 。通过抽样调查发现血型频率(基因型频率 ) ： A 型(IAIA，IAi)=0.45 ；B 型(IBIb，IBi)=0.13；AB型(IAIB)=0.06 ；O型(ii)=0.36。试计算 IA、IB、i 这 3 个等位基因的频率。解析由于人的 ABO血型是由复等位基因决定的，虽然哈迪温伯格定律同样对其适应，但公式应做相应调整，公式可改为：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1 ，p+q+r=1 。设 IA基因频率为p，IB为 q，i 为 r ，则

16、该等位基因的各基因型频率分别为：A型(IAIA，IAi) 频率=p2+2pr=0.45 ；B型(IBIB，IBi) 频率=q2+2qr=0.13 ；AB型(IAIB) 频率 =2pq=0.06 ；O型(ii)频率 =r2=0.36 。由于 O型的基因型频率与表现型频率是一致的，所以i的基因频率为r(i)=(0.36)1/2=0.6 。 然后再通过i 基因频率计算出其他复等位基因频率：因为 A型+O型=IAIA十 IAi 十 ii=p2+2pr+r2=0.45+0.36=0.81 ，(p+r)2=0.81 ，故(p+r)=0.9；又由于 r=0.6 ，所以 p=0.9-0.6=0.3；因为 p+

17、q+r=1，所以 q=l-0.30.6=0.1 。答案IA基因频率为0.3 ；IB基因频率为 0.1 ；i 为 0.6 。2求基因频率：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - （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（计算白化病家族中白化基因的频率）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）

18、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。如：据调查， 某小学的学生中， 基因型为 XBXB的比例为 42.32 、XBXb为 7.36 、XbXb为 0.32 、XBY为 46、XbY为 4，则在该地区XB和 Xb的基因频率分别为（）A6、 8 B8、92C78、 92D92、

19、 8如：一个群体中i 、IA、IB基因的比例为6：3：1，若随机婚配， 则表现型为A、B、O 、AB血型的比例为 （）A0.45 、0.13 、0.36 、0.06 B0.13 、0.45 、0.36 、0.06 C0.06 、0.36 、0.45 、0.13 D0.45 、0.36 、0.13 、0.06 生物的生长、发育、繁殖的相关计算一、细胞分裂各期的染色体、DNA 、同源染色体、四分体等数量计算该种题型主要有两种出题方法：1给出细胞分裂某个时期的分裂图，计算该细胞中的各种数目。该种情况的解题方法是在熟练掌握细胞分裂各期特征的基础上，找出查各种数目的方法：（1）染色体的数目着丝点的数目（

20、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。（4）在含有四分体的时期（联会时期和减中期），四分体个数等于同源染色体的对数。2给出某种生物细胞分裂某个时期细胞中的某种数量，计算其它各期的各种数目。该种题型的解题方法可在熟练掌握上种题型的解题方法的基础上，归纳出各期的各种数量变化，

21、并找出规律。如下表：时期项目数量间期有丝分裂减分裂减分裂配子前、中期后期末期前期中期后期前期中期后期染色体（条）2N 2N 4N 2N 2N 2N 2N N N 2N N DNA （个）2C 4C4C 4C 2C 4C 4C 4C 2C 2C 2C C 同源染色体（对）N N 2N N N N N 无无无无四分体（个）无无无无N N 无无无无无名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 二、关于配子的种类1一个性原细胞进行减

22、数分裂，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；据规律（ 2）中的结论可推知：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-m4m=2n+m种。三、与生物个体发育的相关计算：1一个胚珠（内产生一个卵细胞和两个级核，进行双受精）发育成一粒种子；一个子房发育成一

23、个果实；2若细胞中染色体数为2N ，则精子、卵细胞、极核内的染色体数都为N；受精卵胚细胞中染色体数为2N （来自父、母方的染色体各占1/2 ），受精极核胚乳细胞中染色体数为3N（来自父方的占1/3 ，母方的占 2/3 ，且与精子结合的两个极核的基因型和与另一个精子结合的卵细胞的基因型是相同的），种皮、果皮等结构的染色体数为2N（全部来自母方）。例题一颗饱满的花生中有两粒种子，则此花生的形成需要的子房、胚珠和至少的花粉粒数分别是（） A.2 、2、4 B 1、1、3 C1、2、2 D1、2、4 解析一颗花生是一个果实， 此果实由一个子房发育而成，子房中有多少个胚珠就有可能形成多少个种子。花生壳是

24、果皮，由子房壁发育而成；种子由胚珠发育而来，一个胚珠可发育成一粒种子，花生果实中有2粒种子，就需要2 个胚珠。花生是被子植物，进行双受精，一个精子与一个卵细胞结合形成的受精卵发育成胚，一个精子与2 个级核结合形成的受精极核发育成胚乳，一粒花粉粒可萌发形成一个花粉管，其中有2 个精子，故一粒种子的形成至少需要1 粒花粉粒，而2 粒种子的形成则需要2 粒花粉粒。答案 C 生物代谢的相关计算主要是根据光合作用和呼吸作用的有关反应式的计算：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。2有关光合作用强度和呼吸作用强度的计算：一般以光合速率和呼吸速率（即单位时间单位叶面积吸收

25、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（呼吸速率可在黑暗条件下测得）3有关有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算：在关于呼吸作用的计算中，在氧气充足的条件下，完全进行有氧呼吸，在绝对无氧的条件下，只能进行无氧呼吸。 设计在这两种极端条件下进行的有关呼吸作用的计算，是比较简单的。 但如果在低氧条件

26、下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，设计的计算题就复杂多了，解题时必须在呼吸作用释放出的CO2中，根据题意确定有多少是无氧呼吸释放的，有多少是有氧呼吸释放的。呼吸作用的底物一般是葡萄糖，以葡萄糖作为底物进行有氧呼吸时，吸收的O2和释放的 CO2的量是相等的，但如以其他有机物作为呼吸底物时，吸收的 O2和释放的 CO2就不一定相等了，在计算时一定要写出正确反应方程式，并且要正确配平后才进行相关的计算生物与环境的相关计算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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

27、 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 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（保持不变），t 年后该种群的数量为Nt，则： NtN0t2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%（2）同化量摄入量粪尿量例题在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol 的 O2, 则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达（）A1255kJ B2510kJ C2870kJ D5740kJ 解析生产者通过光合作用产生了60mol 氧气，则制造的葡萄糖是10mol，即生产者固定的太阳能为102870kJ。计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计算，即102870kJ20%=5740kJ。答案D 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -