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生物计算专题
一、有关蛋白质核酸等物质结构的计算
1．蛋白质的结构
典题1 某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是 （ ）
A．6 18 B．5 18 C．5 17 D．6 17
典题2 已知某抗体由4条多肽链组成，呈Y型，其中含有3个二硫键（—SH+—SH→—S—S—+2H）。若此物质由100个氨基酸组成，已知氨基酸的平均相对分子质量为128，此物质的相对分子质量约是
我的思路
2．核酸
典题3（多选） 用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果可能是（ ）
A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA占7/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2：3
典题4 某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约 （ ）
我的思路
二、有关光合作用和呼吸作用的计算
典题5 酵母菌无氧呼吸产生A摩尔CO2。人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2 （ ）
A． 7/3 A摩尔 B． 1/12 A摩尔 C． 6A摩尔 D． 3A摩尔
典题6 某植株在黑暗处每小时释放0.02mol CO2，而光照强度为a 的光照下（其他条件不变），每小时吸收0.06mol CO2，若在光照强度为1/2 a 的光照下光合速度减半，则每小时吸收CO2的量为（ ）
A．0 mol B．0.02 mol C．0.03 mol D．0.04 mol
我的思路
三、有关细胞分裂的计算
典题7 用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体条数和被32P标记的染色体条数分别是（ ）
A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20
C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10
典题8 某动物减数分裂所产生的一个极体中，染色体数为M个，核DNA分子数为N个，又已知M≠N，则该动物的一个初级卵母细胞中的染色体数和DNA分子数分别是（ ）
A．M和N B．2M和2N C．2M和4N D．4M和2N
我的思路
四、有关遗传概率的计算
1．遗传的基本规律
典题9 具有两对相对性状的豌豆杂交，F1全为黄色圆粒豌豆，F1自交得到F2，问在F2中与两种亲本表现型相同的个体占全部子代的（ ）
A．5/8 B．3/4 C．3/8 D．3/8或5/8
典题10 观察下列四幅遗传系谱图，回答有关问题：
（1）图中肯定不是伴性遗传的是（ ）
（2）若已查明系谱③中的父亲不携带致病基因，则该病的遗传方式为 ，判断依据是 。
（3）按照（2）题中的假设求出系谱③中下列概率：
①该对夫妇再生一患病孩子的概率： ；②该对夫妇所生儿子中的患病概率：
③该对夫妇再生一患病儿子的概率：
我的思路
2．基因频率和基因型频率
典题11 某种群的3种基因型AA、Aa、aa初始个体数分别为400、500、100，现假定群体始终处于遗传平衡，请问F3(三代后)，该群体中的3种基因型及基因A和a的频率分别是多少？AA： ；Aa： ；aa： ；A： ；a： ；
我的思路：
五、有关生态系统中种群数量和能量问题的计算
1．种群数量的变化
典题12 在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，某同学用显微镜观察计数，统计发现血球计数板的小方格(2 mm×2 mm)内酵母菌数量的平均值为13个。假设盖玻片下的培养液厚度为0.1 mm，那么10mL培养液中酵母菌的个数约为（ ）
A．5.2×104 B．3.25×105 C．5.2×103 D.3.25×104
我的思路：
2．能量传递效率
典题13 （多选）右图所示的是一个食物网(能量传递效率按10％计算)，下列叙述中正确的是（ ）
A．该食物网中初级消费者是昆虫，次级消费者是鸟
B．昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级
C．若绿色植物固定的太阳能总量为M，昆虫获得的总能量为
M1，鸟获得的总能量为M2，则M>M1+ M2
D．在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性食物各占一半，则鸟类增加能量A时，
生产者需提供能量为55A
我的思路：
即时训练：
1．某多肽，经测定其分子式是 C21HxOy N4S2 。已知该多肽是由下列几种氨基酸作原料合成的，苯丙氨酸 ( C9H11NO2）、天门冬氨酸（ C4 H7 NO4）、丙氨酸（C3 H6 NO2）、亮氨酸（ C6H 13NO2 ）、半胱氨酸 ( C3H7NO2S ）。下列有关该多肽的叙述，错误的是 （ ）
A．该多肽水解后能产生 3 种氨基酸
B．该多肽中 H 原子数和 O 原子数分别是32和 5
C．该多肽叫三肽化合物
D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相时分子质量减少了 54
2．将大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后，再转移到含有14N的普通培养液中培养，8小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA分子占总DNA分子的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是( )
A．2小时 B．4小时 C．1.6小时 D．1小时
3．用32P标记了水稻体细胞（2n=24）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期一个细胞内不含32P标记的染色体条数是( )
A．0 　 B．12 C．24 D．48
4．（多选）下列各图所表示的生物学意义，正确的说法是（ ）
A．甲图表示某二倍体生物细胞减数第二次分裂后期
B．乙图中黑方框图表示患者，可以推断出该病为伴X染色体隐性遗传病
C．丙图表示的一对夫妇，如产生的后代是一个男孩，该男孩是患者的概率为1/2
D．丁图中生物自交产生AaBB后代的概率为1/8
5．（多选）右图为某生态系统能量流动示意图（单位： J / cm2· a ) , 以下分析正确的是 （ ）
A．甲的数值是 1250 J / cm2· a
B．乙到丙的能量传递效率为15％
C．乙的个体数目一定比甲少
D．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
6．将某绿色植物放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
(1)该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高。其原因是 。
(2)若在昼夜不停的光照下，则该植物生长的最适宜温度是 ，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为 。(用CO2吸收量表示)
(3)每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，该植物 (能，否)生长。
(4)根据表中数据，在右面的坐标图中绘出光合作用消耗CO2总量与温度之间关系的曲线。
7．水稻的抗病基因（T）对不抗病（t）为显性，只要有一个T基因存在时，不管有多少个t基因，也会表现出抗病性状。现用纯种显性与隐性亲本杂交得到了F1，再用F1作下列各种实验：
（1）用F1 与隐性亲本测交，得到的测交后代再与隐性亲本杂交，那么所得到的后代的基因型比例与表现型的比例是怎样的？_________________。
（2）F1自交后代得F2，挑选出F2中的抗病个体进行自交，那么这种自交后代的抗病个体所占比例是多少？____________________________。
（3）用一定浓度的秋水仙素处理F1幼苗得到四倍体，用相同的方法处理使隐性亲本成为四倍体，这两种四倍体杂交所得到的后代的抗病与不抗病的比例是多少？ 。
（4）如果用上述方法使F1成为四倍体后，让其自交，那么自交后代中的抗病与不抗病的比例是多少？__________________________________________。
8．东方田鼠不同于家鼠，喜野外环境。2007年6月下旬以来，栖息在洞庭湖区400多万亩湖洲地中的约20亿只东方田鼠，随水位上涨部分内迁。它们四处打洞，啃食庄稼，严重威胁沿湖防洪大堤和近800万亩稻田。
(1)生态学家研究发现，东方田鼠种群是在围湖造田期间迁入湖洲地的，迁入初期种群数量很少，一个月内随着水稻和芦苇等作物种植面积的不断扩大而迅速增长。为研究东方田鼠种群数量的变化规律，生态学家构建了数学模型，其过程如下表。
①请填写表中II和III空白之处的内容。
构建数学模型的一般方法 构建东方田鼠种群增长模型的主要步骤
I．观察对象，搜集现实信息 I．东方田鼠繁殖能力很强，在最初的一个月内，种群数量每天增加1.47％
II． II．Nt=No·λt(其中，Nt代表t天后东方田鼠 的数量，t表示天数，入表示倍数，No表示最初的东方田鼠的数量。)
III．通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正 III．
②表中N1=N0·λt成立的前提条件是什么
③假设东方田鼠种群迁入初期为3000只，则30天后该种群的数量(N30)为： N30=_________ 只。(用公式表示，不必计算具体结果)
(2)对于洞庭湖区的鼠患，有人主张投放高毒性的灭鼠药，在短期内迅速杀死大量东方田鼠。你赞成这一方案吗 请运用所学生物学知识，说出两点理由。
(3)请从环境容纳量的角度思考，提出两项控制东方田鼠数量的有效措施。
一、有关蛋白质核酸等物质结构的计算
蛋白质：掌握蛋白质分子结构特点和规律是解决好此类计算问题的关键，有以下关系：
1、若蛋白质是一条链，则有：肽键数=氨基酸数-1；
2、若蛋白质是由多条链组成，则有：肽键数=氨基酸数-肽链数；
3、肽键数=失去的水分子数；
4、蛋白质的相对分子质量=氨基酸总质量-失去的水分子质量；
5、氨基数（羧基数）=肽链数+含氨基（羧基）的R基数；
氨基酸平均分子量 氨基酸数目 肽键数 脱去水分子数 多肽分子量 氨基数 羧基数
n条肽链 a m m-n m-n ma-18(m-n) n+R基上的 n+R基上的
核酸：
1、按照碱基互补配对原则得出的计算规律。
（1）DNA双链分子中，A=T，G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=50%；
（2）
比例 DNA一条链 互补链 DNA分子
（A+T）/（C+G） m m m
（A+C）/（T+G） n 1/n 1
2、按照DNA半保留复制的计算。
DNA分子复制n次图示如下
①DNA分子总数 2n个，脱氧核苷酸链总数 2n+1 个
②含亲本链的DNA分子数2个，含亲本链数 2条
不含有亲本链的DNA分子数2n -2个，含有新合成链的DNA分子数2n个
③消耗原料合成的脱氧核苷酸链数2n+1 - 2条，相当于合成2n -1 个完整DNA分子
3、按照中心法则原理得出的计算规律。在不考虑终止密码和非编码序列情况下，
氨基酸数 mRNA中碱基数 基因中的碱基数
m 3m 6m
二、有关光合作用和呼吸作用的计算
1．几个重要的生物反应方程式
2．有光时，植物同时进行光合作用和呼吸作用，真正光合速率=表观光合速率（净光合速率）+呼吸速率，黑暗时，植物只进行呼吸作用，呼吸速率=外界环境中O2减少量或CO2增加量/（单位时间·单位面积）。
3．酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，且两种呼吸都能产生CO2，若放出的CO2的体积与吸收的O2的体积比为1:1，则只进行有氧呼吸；若放出的CO2的体积与吸收的O2的体积比大于1，则有氧呼吸和无氧呼吸共存；若只有CO2的放出而无O2的吸收，则只进行无氧呼吸。
三、有关细胞分裂的计算
有关染色体数目、DNA分子数、染色单体数目，四分体数目的计算，事实上是考查它们在细胞分裂过程中的变化过程，计算不难，但本质在于是否理解有丝分裂和减数分裂过程，这才是解题的关键。
（1）细胞分裂各时期细胞中染色体数、核DNA分子数变化归纳如下图曲线（假设为二倍体生物，染色体数为2n）
（2）不考虑染色体的交叉互换，1个精（卵）原细胞经过减数分裂实际产生的精子（卵细胞）种类是2(1)种，1种雄（雌）性生物经过减数分裂产生的精子（卵细胞）种类是2n种，n为同源染色体（或能够自由组合的等位基因）对数。
四、有关遗传概率的计算
1．遗传规律
（1）含一对等位基因如Aa的生物，连续自交n次产生的后代中Aa占(1/2)n，AA和aa各占1/2×[1-(1/2)n]
（2）某生物体含有n对等位基因（独立遗传情况下），则自交后代基因型有3n种，表现型种类在完全显性的情况下有2n种。
（3）设某对夫妇后代患甲病的概率为a，后代患乙病的概率为b，则后代完全正常的概率=(1-a)(1-b)=1-a-b+ab,只患一种病的概率=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；同时患两种病的概率=ab。
2．基因频率和基因型频率
五、有关生态系统中种群数量和能量问题的计算
1、能量流动的特点（单向流动、逐级递减、沿食物链传递等）；
2、递减效率是每两个营养级之间为10%~20%。答题时要注意“至少”（20%）、“至多”（10%）的用词；
3、认真分析好食物网中各生物的地位与关系；
4、相邻两个营养级的传递率=下一个营养级能量/上一个营养级能量×100%。
典型题答案：
1．C
2．11066
3．AC
4．D
5．D
6．B
7．A
8．B
9．D
10．（1）C （2）伴X隐性遗传 夫妇双方正常，孩子中有患者表明致病基因为隐性，父亲不携带致病基因，表明致病基因不在常染色体上，也不在Y染色体上 （3）①1/4 ②1/2 ③1/4
11．AA：42.25%；Aa：４5.5%；aa：１２.２５％；A：65%；a：35%；
12．B
13．CD
即时训练答案：
1．C
2．C
3．C
4．ACD
5．ABD
6． (1)一定范围内，酶的活性随温度的升高而增强
(2)25℃ 6．5mg／h
(3)能
(4)如图(2分，标明坐标1分，曲线1分)
7． （1） Tt ：tt = 1：3 抗病：不抗病 = 1 ：3
（2） 5/6
（3）抗病 ：不抗病 = 5 ：1
（4）抗病 ：不抗病 = 35 ：1
8．(1)①II．根据搜集到的现实信息，用适当的数学形式对事物的性质进行抽象表达(1分)
III．跟踪统计东方田鼠的数量，对所建立的数学模型进行检验或修正(1分)
②(2分)湖洲地的资源充分、空间充足、缺乏天敌(答出两点即可，或答种群增长不受东方田鼠种群密度增加的影响)
③N30=3000×(1．0147)30(1分)
(2)不赞成(1分)。
理由(2分)：①会同时杀死其他动物(或降低生物多样性)；②降低生态系统的稳定性；③引 起环境污染；④没有被毒死的东方田鼠由于得到了充裕的生活条件而大量繁殖，有再度大爆发鼠患的可能(答出任意两点即可)。
(3)退田还湖(或控制水稻和芦苇种植面积)、引入天敌。(2分)
亲本链
亲本DNA 子一代 子二代 子n代
原料链
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