高中生物計算題歸類解析

1、高中生物計算題歸類解析中生物多個章節(jié)的知識與數(shù)學關系密切，在題目設計進行知識考查時，需借助數(shù)學方法來解決問題。而且，計算題在近幾年的高考試題中逐漸增加，尤其是在單科試卷中。為培養(yǎng)學生應用相關數(shù)學知識分析解決生物學問題的能力，真正實現(xiàn)學科內(nèi)知識的有機結(jié)合和跨學科知識的自然整合，現(xiàn)將高中生物常見計算題歸類解析：1與質(zhì)白質(zhì)有關的計算（1）蛋白質(zhì)的肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸分子數(shù)一肽鏈數(shù)；（2）蛋白質(zhì)中至少含有的氨基（-NH2）數(shù)=至少含有羧基（-COOH）數(shù)=肽鏈數(shù)；（3）蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸平均相對分子質(zhì)量×氨基酸個數(shù)18×脫去水分子數(shù)；（4）不考慮DNA上的無遺傳效

2、應片段、基因的非偏碼區(qū)、真核細胞基因的內(nèi)含子等情況時，DNA（基因）中堿基數(shù)：信使RNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6:3:1例1某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質(zhì)的分子量約 （ ）解析：蛋白質(zhì)分子量=氨基酸的分子量總和脫去水分子質(zhì)量總和。此題關鍵是求氨基酸個數(shù)，由轉(zhuǎn)錄、翻譯知識可知，基因中堿基數(shù)：mRNA堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6:3:1，故氨基酸數(shù)為b/3，失去水分子數(shù)為（b/3-n）。答案：D2物質(zhì)通過生物膜層數(shù)的計算（1）1層生物膜=1層磷脂雙分子層=2層磷脂分子層（2）在細胞中，核糖體、中心體、染色體無膜結(jié)構(gòu)；細胞膜、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

3、膜、高爾基體膜是單層膜；線粒體、葉綠體和細胞核的膜是雙層膜，但物質(zhì)是從核孔穿透核膜時，則穿過的膜層數(shù)為0。（3）肺泡壁、毛細血管壁和消化道管壁都是由單層上皮細胞構(gòu)成，且穿過1層細胞則需穿過2次細胞膜（生物膜）或4層磷脂分子層。例2葡萄糖經(jīng)小腸粘膜上皮進入毛細血管，需透過的磷脂分子層數(shù)是（ ）A4層B6層C8層D10層解析：葡萄糖從消化道進入毛細血管需經(jīng)過上皮細胞和毛細血管壁細胞兩個細胞，進出時共穿過4層膜，8層磷脂分子。答案：C例3一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入一相鄰細胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（ ）A5B6C7D8解析：主要考查對線粒體、葉綠體和細胞膜的亞顯微

4、結(jié)構(gòu)等知識的掌握情況。線粒體、葉綠體都是雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器，內(nèi)膜里面含有液態(tài)基質(zhì)，每層膜都是單層的生物膜。相鄰兩個細胞各有一層生物膜包被。因此，一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來需穿過3層膜，再進入相鄰的細胞葉綠體基質(zhì)中再需穿越3層膜，所以共穿過了6層膜。答案：B3光合作用和呼吸作用中的計算（1）有光時，植物同時進行光合作用和呼吸作用，真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率，黑暗時，植物只進行呼吸作用，呼吸速率=外界環(huán)境中O2減少量或CO2增加量/（單位時間·單位面積）。（2）酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，且兩種呼吸都能產(chǎn)生CO2，若放出的CO2的體積與吸收的O2

5、的體積比為1:1，則只進行有氧呼吸；若放出的CO2的體積與吸收的O2的體積比大于1，則有氧呼吸和無氧呼吸共存；若只有CO2的放出而無O2的吸收，則只進行無氧呼吸。例4（2006上海）一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小時后測得該容器中O2減少24mL，CO2增加48mL，則在1小時內(nèi)酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（ ）A1/3倍B1/2倍C2倍D3倍解析：根據(jù)有氧呼吸反應式可知： 根據(jù)無氧呼吸反應式可知：氧氣減少了24 ，可知有氧呼吸產(chǎn)生了24mlCO2，又因CO2共增加 ，可知無氧呼吸產(chǎn)生了24mlCO2。在有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生CO2量相同的情況下，根據(jù)公式可計算出其消耗葡萄糖的

6、比為1:3。答案：D例5某植株在黑暗處每小時釋放0.02mol CO2，而光照強度為 的光照下（其他條件不變），每小時吸收0.06mol CO2，若在光照強度為 的光照下光合速度減半，則每小時吸收CO2的量為（ ）A0 molB0.02 molC0.03 molD0.04mol解析：植株在黑暗處釋放0.02mol CO2表明呼吸作用釋放CO2量為0.02mol，在a光照下每小時吸收CO2 0.06mol意味著光合作用實際量為0.06+0.02=0.08molCO2，若光照強度為(1/2)a時光合速度減半，即減為0.04mol，此時呼吸釋放CO2仍為0.02mol故需從外界吸收0.02mol C

7、O2。答案：B4生物生殖和發(fā)育中的計算（1）細胞分裂各時期細胞中染色體數(shù)、染色單體數(shù)，核DNA分子數(shù)變化歸納如下表（假設為二倍體生物，染色體數(shù)為2n）（2）不考慮染色體的交叉互換，1個精（卵）原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂實際產(chǎn)生的精子（卵細胞）種類是2(1)種，1個雄（雌）性生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子（卵細胞）種類是2n種，n為同源染色體（或能夠自由組合的等位基因）對數(shù)。（3）果實數(shù)=子房數(shù)，種子數(shù)=胚珠數(shù)=花粉粒數(shù)=精子數(shù)/2=卵細胞數(shù)=極核數(shù)/2。對同一果實來說，果皮、種皮細胞中染色體數(shù)=母本體細胞染色體數(shù)，胚細胞中染色體數(shù)=1/2×親本染色體數(shù)之和，胚乳細胞中染色體數(shù)=1/2×

8、父本染色體數(shù)+母本染色體數(shù)。例6（2006北京）用32P標記了玉米體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是（ ）A中期20和20、后期40和20B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10D中期20和10、后期40和10解析：DNA的復制為半保留復制，一個玉米細胞有20條染色體，內(nèi)含20個DNA分子，有40條鏈被標記。第一次分裂形成的2個子細胞中所有染色體都被標記（每個DNA分子中一條鏈被標記，一條鏈不被標記）；第二次分裂時，中期的染色體都被標記；

9、后期由于染色單體變?yōu)槿旧w，則有一半染色體被標記，為20條。答案：A例7某動物減數(shù)分裂所產(chǎn)生的一個極體中，染色體數(shù)為M個，核DNA分子數(shù)為N個，又已知MN，則該動物的一個初級卵母細胞中的染色體數(shù)和DNA分子數(shù)分別是（ ）AM和NB2M和2NC2M和4ND4M和2N解析：根據(jù)題意可知，該極體為初級卵母細胞減數(shù)第一次分裂形成的極體，其細胞中DNA分子數(shù)為染色體數(shù)的2倍，即N=2M；而一個初級卵母細胞中的DNA分子數(shù)和染色體數(shù)，又是極體中DNA和染色體數(shù)的2倍，所以答案為B。答案：B5遺傳的物質(zhì)基礎中的計算（1）堿基互補配對原則在計算中的作用規(guī)律一：一個雙鏈DNA分子中，A=T，G=C，A+G=C+

10、T，即嘌呤堿基總數(shù)=嘧啶堿基總數(shù)規(guī)律二：在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基和（如A+T或C+G）占全部堿基的比等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值，且等于其轉(zhuǎn)錄形式的mRNA中該種比例的比值。規(guī)律三：DNA分子一條鏈中(A+G)/(C+T)的比值的倒數(shù)等于其互補鏈中該種堿基比例的比值。規(guī)律四：DNA分子一條鏈中互相配對的堿基和的比值，如(A+T)/(G+C)等于其互補鏈和整個DNA分子中該種堿基比例的比值。（2）DNA復制所需的某種堿基（或游離的脫氧核苷酸）數(shù)=m·（2n-1），m代表所求的該種堿基（或脫氧核苷酸）在已知DNA分子中的數(shù)量，n代表復制次數(shù)。（3）用同位素標記模板，復制

11、n次后，標記分子所占比例為2/2n，標記鏈所占的比例為1/2n；用同位素標記原料，復制n次后，標記分子所占比例為1，標記鏈所占比例為1-1/2n。例8一雙鏈DNA分子中G+A=140，G+C=240，在以該DNA分子為模板的復制過程中共用去140個胸腺嘧啶脫氧核苷酸，則該DNA分子連續(xù)復制了幾次？（ ）A1次B2次C3次D4次解析：由DNA雙鏈中G+A=140知，該DNA總數(shù)應為280（因任一雙鏈DNA中嘌呤之和應占50%）。又由G+C=240知， T=(280-240)/2=20，設復制次數(shù)為n，則有20×（2n-1）=140（共消耗原料T數(shù)量），解得2n=8，則n=3。答案：C例

12、9（2006上海）用一個32P標記的噬菌體侵染細菌。若該細菌解體后釋放出32個大小、形狀一樣的噬菌體，則其中含有32P的噬菌體（ ）A0個B2個C30個D32個解析：標記了一個噬菌體，等于標記了兩條DNA鏈，由于DNA為半保留復制，各進入兩個噬菌體內(nèi)，以后不管復制多少次，最終都只有2個噬菌體被標記。答案：B例10某DNA分子中含有1000個堿基對（P元素只含32P）。若將DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復制兩次，則子代DNA的相對分子質(zhì)量平均比原來（ ）A減少1500B增加1500C增加1000D減少1000解析：具有1000個堿基對的DNA分子連續(xù)分裂兩次，形成四個DNA分

13、子，這四個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都是含31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈是31P，另一條鏈是32P。前兩個DNA分子的相對分子質(zhì)量比原DNA共減少了2000，后兩個DNA分子的相對分子質(zhì)量比原來共減少了4000，這樣四個DNA分子平均比原來減少了6000/4=1500。答案：A6遺傳規(guī)律中概率的計算（1）含一對等位基因如Aa的生物，連續(xù)自交n次產(chǎn)生的后代中Aa占(1/2)n，AA和aa各占1/2×1-(1/2)n（2）某生物體含有n對等位基因（獨立遺傳情況下），則自交后代基因型有3n種，表現(xiàn)型種類在完全顯性的情況下有2n種。（3）設某對夫婦后代患甲病的概率為a，后代患

14、乙病的概率為b，則后代完全正常的概率=(1-a)(1-b)=1-a-b+ab,只患一種病的概率=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；同時患兩種病的概率=ab。（4）常染色體遺傳?。耗泻⒒疾「怕?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例11具有兩對相對性狀的豌豆雜交，F(xiàn)1全為黃色圓粒豌豆，F(xiàn)1自交得到F2，問在F2中與兩種親本表現(xiàn)型相同的個體占全部子代的（ ）A5/8B3/4C3/8D3/8或5/8解析：兩對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)2表現(xiàn)型的分離比為9:3:3:1

15、，占9份的是雙顯性，占3份的是單顯性，占1份的是雙隱性。此題的親本若均為單顯性，如基因型AAbb和aaBB的兩種豌豆作為親本，雜交得到F1，F(xiàn)1自交得到F2的表現(xiàn)型有4種，比例為9:3:3:1，其中雙顯性個體占9/16，單顯性各占3/16，雙隱性占1/16。F2中與兩個親本相同的個體各占的比例均為3/16，這樣共占6/16，即3/8；若親本一個是雙顯性一個是雙隱性，如親本的基因型為AABB和aabb，那么所得到的F2中與親本相同的個體占的比例是雙顯性與雙隱性個體之和10/16，即5/8。答案：D例12觀察下列四幅遺傳系譜圖，回答有關問題：（1）圖中肯定不是伴性遺傳的是（ ）（2）若已查明系譜中

16、的父親不攜帶致病基因，則該病的遺傳方式為，判斷依據(jù)是。（3）按照（2）題中的假設求出系譜中下列概率：該對夫婦再生一患病孩子的概率：。該對夫婦所生兒子中的患病概率：。該對夫婦再生一患病兒子的概率：。解析：（1）、患病性狀為隱性，、患者性狀為顯性。對于系譜在已知致病基因為隱性的前提下，由于女兒為患者而其父親仍屬正常，可肯定致病基因不在X染色體上，且系譜中兒為患者，父卻正常，也可肯定不屬伴Y遺傳；對于系譜，在已知致病基因為顯性的前提下，由于父親患病，女兒卻有正常者，故可肯定其致病基因不在X染色體上，有女患者可否定伴Y遺傳。（2）由于系譜致病基因為隱性，若為常染色體遺傳，患者的雙親中均應含致病基因而題

17、中已告知“父親不攜帶致病基因”，故可推知致病基因不在常染色體上，也可否定伴Y遺傳，因此，中的致病基因應位于X染色體上。（3）按照（2）題中的推斷，系譜為伴X隱性遺傳，可推知夫婦雙方的基因型應為：夫：XBY，婦：XBXb，據(jù)此可算出如下概率：該夫婦再生一患病孩子的概率為1/4；該夫婦所生兒子中的患病率為1/2（只在兒子中求），該夫婦再生一患病兒子的概率為：1/2兒子出生率×兒子中的患病率=1/4。答案：（1）C（2）伴X隱性遺傳夫婦雙方正常，孩子中有患者表明致病基因為隱性，父親不攜帶致病基因，表明致病基因不在常染色體上，也不在Y染色體上（3）1/41/21/47生物進化中的計算例13某

18、工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人。那么這個群體中色盲基因的頻率為多大？解析：由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上，而Y染色體上沒有，因此該等位基因的總數(shù)=200×2+200×1=600（女性每人含兩人X基因，男性每人含一個X基因），色盲基因的總數(shù)為Xb=15×1+5×2+11×1=36（女性攜帶者、男性患者都有一個Xb，而女性患者含兩個Xb），因此色盲基因的基因頻率=36/600×100%=6%。答案：6%例14囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病。在歐洲人群中，

19、每2500個人中就有一個患此病。如一對健康的夫婦有一患有此病的孩子，此后，該婦女又與健康的男子再婚。再婚的雙親生一孩子患該病的概率是多少？（ ）A1/25B1/50C1/100D1/625解析：由于雙親正常，卻生一病孩，可推知囊性纖維變性屬于常染色體隱性遺傳病，如把其控制基因記作a，則該婦女的基因型為Aa，這個婦女（Aa）與另一男子結(jié)婚，如若也生一病孩，此男子必須是雜合子（A）才有可能，所以本題的關鍵在于求出該男子是雜合子的概率。根據(jù)題意，如果設a的基因頻率為q，則有aa的基因頻率=q×q=1/2500，可得q=1/50，A的基因型頻率p=1-q=49/50。這樣雜合子Aa的基因型頻率=2pq=2×49/50×1/501/25，又考慮到雙親均為雜合子，后代出現(xiàn)隱性純合子aa的可能性是1/4，由此可得再生一病孩的可能性為1/25×1/4=1/100，故選C。答案：C8生態(tài)學中的計算（1）計算某種群數(shù)量時，公式為N:a=b:c其中a表示第一次捕獲并標記個體數(shù)量，b表示第二次捕獲數(shù)量，c表示在第二次捕獲個體中被標記個體的數(shù)量。（2）已知第一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）生物的量，求最高營養(yǎng)級生物的最多量