高考生物计算和解题技巧

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高考生物计算和解题技巧

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高三生物第二轮复习
生物题的计算和解题技巧
【高考说明】生物计算题在历年高考中都有出现.如何提高计算题的解题方法,节省解题的时间,是广大学生所期盼的.本专题专门归纳了生物的计算题类型,及其相应的解题方法.旨在提高学生的解题能力.
【计算类型】
1. 核酸,蛋白质及及基因控制蛋白质合成中的计算
双链DNA 单链α 单链β 以α形成的m RNA
A=T A≠T A≠T A≠U
G=C G≠C G≠C G≠C
(A+T)/(C+G)=k(k≠1) (A+T)/(C+G)=k(k≠1) (A+T)/(C+G)=k(k≠1) (A+u)/(C+G)=k
(A+G)/(C+T)=1 (A+G)/(C+T)=a(a≠1) (A+G)/(C+T)=1/a(a≠1) (A+G)/(C+u)=1/a
①某蛋白质中氨基酸数目:对应mRNA碱基数目:对应DNA碱基数目=1:3:6
②蛋白质分子量= nA-(n-X)×18 (A为氨基酸分子量,n为氨基酸数目,X为肽链条数)③基因的分子量=nA-(n-2)×18 (A为核苷酸分子量,n为核苷酸数目)
(1)与氨基酸、肽键、肽链、水分子数目有关的计算题
  例:某激素由A、B两条肽链按一定方式构成,现已知这两条肽链中共有氨基酸n个,那么这激素中肽键个数应是 ( )
  A.n+1 B.n C.n-1 D.n-2
  【解析】:本题是考查学生对知识的概括能力和抽象思维能力。
学生可以根据题目所示明的有两条肽链,每条肽链中至少有一个氨基和一个羧基未参与组成肽键,所以氨基酸数目和肽键数目就相差1个,两条肽链,那么当然就是n-2了。或者学生可以根据平时掌握的氨基酸、肽键和肽链的关系,即氨基酸数目=肽键(或脱去的水分子)数目+肽链数目,马上找到正确答案D。
例题:(2005年上海高考,30)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
解析:本题考查多肽结构中氨基、肽键的计算。一条肽链,一端是游离的氨基,一端是游离的羧基,R基中也可以有氨基和羧基。所以每个短肽中至少有一个氨基,题目中水解成的短肽共五个,氨基总数的最小值应是5个。每条肽链中的肽键数等于氨基酸数减1,肽键总数=1×(4-1)+2×(3-1)+2×(6-1)=17
答案:C
(2)与氨基酸、信使RNA上的碱基、DNA(基因)上的碱基有关的计算题
信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为一个密码子,决定一个氨基酸,信使RNA是以DNA(基因)一条链为模板转录生成的,所以,DNA分子碱基数:RNA分子碱基数:氨基酸数=6:3:1
例题:(2005年高考上海卷,14)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 11 B.36 12 C.12 36 D.11 36
解析:一条含有11个肽键的多肽是由12个氨基酸缩合形成的。mRNA上三个碱基决定一个氨基酸,则此mRNA分子至少含有的碱基36个,一个氨基酸需要一个tRNA转运,共需要12个tRNA。
答案:B
  例:一条多肽链中有氨基酸1000个,则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分别至少有碱基 ( )
  A.3000个和3000个 B.1000个和3000个
  C.1000个和4000个 D.3000个和6000个
【解析】:本题是一道较常见的有关氨基酸和碱基之间关系的计算题,主要考查学生对知识的理解运用能力和知识的迁移能力。学生掌握了它们的关系:氨基酸个数:RMA 上的碱基数目:DNA 上的碱基数目=1:3:6 ,学生马上可以指出正确答案:D。
(3)有关碱基互补配对原则的计算
双链DNA分子中A=T,G=C,A+G=T+C,(A+G/T+C=1)。DNA分子中互补碱基之和的比值【(A+T)/(G+C)】和每一个单链中的这一比值相等;DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值【(A+G)/(C+T)】是另一个互补链的这一比值的倒数。
例题. (2004年广西师大附中一模题)某DNA分子的一条链(A+G)/(T+C)=2,这种比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 ( )
A.都是2 B.0.5和2
C.0.5和1 D.2和1
解析:根据碱基互补配对原则A=T C=G,整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=1;已知DNA分子的一条链(A+G)/(T+C)=2,推出互补链中(T+C)/(A+G)=2,(A+G)/(T+C)=1/2。
答案:C
(4)与DNA复制有关的计算题
DNA复制的特点是一母链为模板,按照碱基配对原则,进行半保留复制。据此:可得出如下一系列关系式:
A、 若以32P标记某DNA分子,再将其转移到不含32P的环境中,该DNA分子经连续n代复制后:
含 32P的DNA分子数=2个,占复制产生的DNA分子总数的1/2n-1;复制后产生的不含32P的DNA分子数为(2n—2)个,占复制产生的DNA分子总数的1—1/2n-1;复制后产生的不含 32P的脱氧核苷酸链的条数为(2 n+1—2),占脱氧核苷酸链总条数的比例为(2n+1—2)/2=1—1/2n。
B、若某DNA分子中含某种碱基X个,则该DNA分子进行n次复制,需含该碱基的脱氧核苷酸分子数=(X+2X+4X+......+2n-1)个=[(2n—1)]X个。
公式:X=A(2n-1) X代表DNA复制过程中需要游离的某脱氧核苷酸数;A代表亲代DNA中该种脱氧核苷酸数,n表示复制次数。
  例.某双链DNA分子共含有碱基1400个, 其中一条单链上(A+T):(C+G)=2:5.问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 ( )
  A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个
【解析】:本题是考查学生对DNA复制有关知识的理解,考查学生对知识的运用能力.由于在DNA分子中碱基1400个,在一条单链上(A+T)/(C+G)=2:5,所以在DNA分子中A+T的总数为400个.根据碱基互补配对原则,A=T=200个;DNA分子连续复制两次形成4个DNA分子,因此共需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为600个.
例题.(2003年高考上海卷,32)某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 ( )
A. 7(a-m) B. 8(a-m) C. 7(a /2-m) D. 8(2a-m)
解析:根据碱基互补配对原则A=T C=G,该DNA分子中T的数量是(a-2m)/2, 该DNA分子复制3次,形成8个DNA分子,共有T的数量是4(a-2m),复制过程中需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数是:4 (a-2m)-[(a-2m)/2]= 7(a /2-m)。
答案: C
  例4.经 N(15 )标记的1个DNA分子,放入N(14 )的培养基中培养,经4次复制后,子代中含N(15 )的DNA占 ( )
  A.1/6 B.1/8 C.1/4 D.1/2
  【解析】:本题主要考查学生对DNA的复制是半保留复制的理解,解本题时学生只要知道复制4次形成有16个DNA分子而含有N(15 ) 标记的DNA分子有2个故占子代DNA的1/8.
  (5)DNA 与RNA之间碱基的计算
  例.某信使RNA分子的碱基中,U占20%,A占10%,则转录该信使RNA的DNA片段中C占多少 ( )
  A.35% B.30% C.70% D.无法确定
  【解析】:本题主要考查学生对DNA和RNA之间的关系,由于RNA上的A+U=30%,所以C+G=70%,其模板链上的C+G=70%,同理DNA上的C+G=70%,因此DNA上的C为35%。
  (6)有关DNA结构的计算题
  例.某种DNA的分子量为2.8×109,一个互补成对的脱氧核苷酸的平均分子量为670 ,试计算这个DNA有多长?(每个核苷酸对的长度为0.34nm)
  【解析】:本题是考查学生对DNA结构的理解,根据已知条件DNA中含有的核苷酸对有2.8×109/670 =4.2×106 个,因此DNA的长度为4.2×106×0.34nm=1.428mm
练1.在一个DNA分子中,腺嘌岭与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42%,若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的24%,胸腺嘧啶占30%,那么在其互补链上,胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占 ( )
A.12%、34% B.21%、24% C.34%、12% D.58%、30%                                                         
练2..把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌,转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一次,然后放回原来的环境中培养相当于连续复制两次后,细菌DNA组成分析表明 ( )
A.3/4轻氮型,1/4中间型 B.1/4轻氮型,3/4中间型
C.1/2中间型,1/2重氮型 D.1/2轻氮型,1/2中间型                            练3.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.2/3ab-6b+18n B.1/3ab-6b
C.(1/3b-a) ×18 D.1/3ab-(1/3b-n) ×18
2. 光合作用和呼吸作用中的计算
(1)物质计算和能量计算:总反应式:6CO2 + 12H2O→C6H12O6 + 6H2O + 6O2。
分反应式: C5+CO2→2C3 6C5+6CO2→12C3→C6H12O6
有氧呼吸:C6H12O6 + 6H2O + 6O2→6CO2 + 12H2O+能量
无氧呼吸: C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量 C6H12O6→2C3H6O3+能量 (2)与呼吸作用结合的计算:在光下光合作用与呼吸作用同时进行: 光合作用实际产O2量 = 实测O2释放量 + 呼吸作用耗O2量; 光合作用实际C02消耗量 = 实测C02消耗量 + 呼吸作用C02释放量; 光合作用C6H12O6净生产量 = 光合作用实际C6H12O6生产量 - 呼吸作用C6H12O6消耗量。
(3)能量变化:1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2870KJ,其中1161KJ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。
例. 藻和草履虫在光下生长于同一溶液中,已知草履虫每星期消耗0.10 mol 葡萄糖,藻每星期消耗0.12 mol 葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.25 mol。这一溶液中每星期氧的净产量是多少? ( )
  A.0.03mol B.0.60mol C.1.32mol D.0.18mol
【解析】:本题是一道与生物新陈代谢有关的计算题,主要考查学生对新陈代谢中有关光合作用与呼吸作用的理解。由于藻能够进行光合作用,同时也进行呼吸作用,草履虫只进行呼吸作用,根据光合作用和呼吸作用的总方程式,两种呼吸作用共消耗6×(0.10+0.12)=1.32mol氧,光合作用净合成0.25mol葡萄糖,应产生6×0.25=1.50mol氧,所以氧的净产量为1.5-1.32=0.18mol.
例题.(2005年高考上海卷,19)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 ( )
A.1/3Nmol B.3Nmol C.6Nmol D.12Nmol
解析:酵母菌发酵即进行无氧呼吸分解1mol葡萄糖产生2molCO2,人在安静情况下,有氧呼吸分解1mol葡萄糖产生6molCO2,。可见,有氧呼吸与无氧呼吸消耗同样数量的葡萄糖产生的CO2之比是6:2。
答案:B
练1.假设绿色植物光合作用吸收的CO2总量为1,那么在这些糖全部耗于无氧呼吸的时候,绿色植物对CO2的吸收量表现为 ( )
A.增加1/3 B.增加2/3 C.减少1/3 D.减少2/3
练2.有一位科学家做了这样一个实验,将l0g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来,在离体条件下分别测定其光合作用中C02的吸收量和呼吸作用中C02的释放量,图中的A曲线表示:分别在15℃和30℃条件下,测定叶绿体在不同光照和不同温度条件下每小时CO2的吸收量;图中的B曲线表示:在不同温度条件下测得的线粒体呼吸作用每小时C02的释放量。请仔细分析后回答下列问题:
(1)在温度为30℃,光照为8000勒克斯的条件下,
离体叶绿体的光合作用强度为 .ug/h/lOg;
在温度为15℃,光照为8000勒克斯时,离体叶绿体的光合
作用强度为 ug/h/lOg。在光照强度相同,温度不
同的的条件下,光合作用强度不同,是因为受光合作用的
过程的限制。
(2)离体线粒体在温度为15℃和30℃时的呼吸作用强度分别
为 ug/h/lOg和 ug/h/lOg。
(3)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本
一致,在30℃条件下的叶肉细胞内既不吸收C02也不释放CO2
的光照强度为 勒克斯,此时光合作用正好补偿呼吸作用的
消耗,呼吸作用所释放出的C02正好用于 .
(4)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致,在温度为30℃,光照强度为8000勒克斯时,光照lOh,然后转入无光条件下,温度也为30℃时,10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖 ug.如果黑暗条件下的温度平均为15℃,则10克叶肉组织积累葡萄糖 ug。 ’ 。
(5)根据第(4)小题计算的结果,解释种在新疆吐鲁番的哈密瓜比种在江苏的品质要好的原因是 .
3. 遗传概率,基因频率的计算
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、单基因遗传病的患病概率等。
1)一对等位基因的杂合体连续自交n代,第n子代中,杂合体占(1/2)n,纯合体占1—(1/2)n。
2)基因自由组合定律
①配子类型的问题
例:某生物的基因型为AaBbCc,这三对基因为独立遗传,则配子的种类有:
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2=8种
②基因型类型的问题
例:AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有多少种基因型?
先将问题分解为分离定律问题:
Aa×Aa → 后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa);
Bb×BB → 后代有2种基因型(1BB∶1Bb);
Cc×Cc → 后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。
因而AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有3×2×3= 18种基因型。
③表现型类型的问题
例:AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有多少种表现型?
先将问题分解为分离定律问题:
Aa×Aa → 后代有2种表现型;
Bb×bb→ 后代有2种表现型;
Cc×Cc → 后代有2种表现型。
因而AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有2×2×2= 8种表现型。
小结:若n对等位基因是自由组合的,则:
(1)个体产生的配子种数=2n种。例如:AaBbCc个体可产生23=8种配子。
(2)子代的组合方式=雌配子种数X雄配子种数。例如:AaBbXAaBb的子代共有22X22=16种。
(3)子代表现型的种类=亲代每对性状分别相交产生的表现型数的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代表现型数2X2=4种。
(4)子代表现型的比例=亲代每对性状分别相交产生的表现型之比的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代表现型之比为(3:1)X(3:1)=9:3:3:1。
(5)子代某种表现型所占的比例=亲代每对性状分别相交产生的子代的相应表现型比例的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代中表现型为AB所占的比例为3/4X3/4=9/16。
(6)子代的基因型种数=亲代每对性状分别相交产生的子代的各对基因的基因型种数的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代中基因型种数3X3=9种。
(7)子代的基因型的比例=亲代每对性状分别相交产生的基因型的比例的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代基因型的比例为(1:2:1)X(1:2:1)=1:2:1:2:4:2:1:2:1。
(8)子代中某基因型所占的比例=亲代每对性状分别相交产生的子代的相应基因型比例的乘积。例如:AaBbXAaBb的子代中基因型AaBb所占的比例为2/4X2/4=1/4。
例题:(2004年高考广东卷,12)基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,这三对等位基因分别位于非同源染色体上,F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是
A.4和9 B.4和27 C.8和27 D.32和81
解析:F1杂种的基因型为AaBbCc,F1杂种形成的配子种类数为:2×2×2 =8种,F2的基因型种类数3×3×3= 27种。
答案:C
3).遗传病的患病概率
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。
(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。
(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。
例题1.(2004年高考江苏卷,2)人的血友病属于伴性遗传,苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的夫妇生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。如果他们再生一个女孩,表现型正常的概率是 ( )
A.9/16 B. 3/4 C.3/16 D.1/4
解析:人的血友病属于伴性遗传,男孩患血友病,其致病基因来自于他的母亲,但他的双亲正常,所以他的母亲为血友病携带者,基因型为XHXh,他的父亲的基因型为XHY。人的苯丙酮尿症属于常染色体遗传,男孩患苯丙酮尿症,其致病基因来自于他的双亲,所以他的双亲为苯丙酮尿症基因的携带者,基因型均为Aa。如果这对夫妇再生一个女孩,则有:XHXh×XHY→1XH XH∶1XHXh(∶1XHY∶1XhY)(女孩均无血友病);
Aa×Aa→3A ∶1aa(女孩3/4无苯丙酮尿症,1/4有苯丙酮尿症)
女孩表现型正常的概率为:1×3/4=3/4。
答案:B
例题2. (2005年高考上海卷,39)在一个远离大陆且交通不便的海岛上,居民中有66%为甲种遗传病(基因为A、a)致病基因携带者。岛上某家族系谱中,除患甲病外,还患有乙病(基因为B、b),两种病中有一种为血友病,请据图回答问题:
(1)______病为血友病,另一种遗传病的致病基因在_________染色体上,为______性遗传病。
(2)Ⅲ—13在形成配子时,在相关的基因传递中,遵循的遗传规律是:______________。
(3)若Ⅲ—11与该岛一个表现型正常的女子结婚,则其孩子中患甲病的概率为___________。
(4)Ⅱ—6的基因型为____________,Ⅲ—13的基因型为__________。
(5)我国婚姻法禁止近亲结婚,若Ⅲ—11与Ⅲ—13婚配,则其孩子中只患甲病的概率为_________,只患乙病的概率为___________;只患一种病的概率为________;同时患有两种病的概率为________。
解析:(1)血友病是X染色体上的隐性遗传病,女患者的父亲一定是患者,Ⅲ—10、Ⅲ—13是甲病患者,他们的父亲、母亲都不患甲病,所以甲病不是血友病而是常染色体隐性遗传病,乙病是血友病。
(2)甲病的基因位于常染色体上,乙病的基因位于X染色体上,非同源染色体上的非等位基因遵循的遗传规律是:自由组合定律。
(3)Ⅲ—11的父母均是甲病基因的携带者,Ⅲ—11是甲病基因的携带者的概率是2/3,该岛一个表现型正常的女子是甲病基因的携带者的概率是66%,其孩子中患甲病的概率为2/3×66%×1/4=11%。
(4)Ⅱ—6是甲病基因的携带者,其父亲是血友病,所以,Ⅱ—6也是血友病基因携带者,基因型为AaXBXb,Ⅲ—13两病均患,基因型为aaXbXb。
(5)Ⅲ—11是甲病基因的携带者的概率是2/3,不患乙病,所以2/3AaXB Y; 1/3AAXB Y;Ⅲ—13基因型为aaXbXb。其孩子中患甲病的概率是2/3×1/2=1/3;患乙病的概率是1/2;同时患有两种病的概率为1/3×1/2=1/6;只患甲病的概率=患甲病的概率-同时患有两种病的概率=1/3-1/6=1/6;只患乙病的概率=患乙病的概率-同时患有两种病的概率=1/2-1/6=1/3;只患一种病的概率=只患甲病的概率+只患乙病的概率=1/6+1/3=1/2。
答案:(1)乙 常 隐 (2)基因的自由组合规律 (3)11% (4)AaXBXb aaXbXb (5)1/6 1/3 1/2 1/6
4.细胞分裂,个体发育中的的计算
1)有丝分裂和减数分裂中DNA、染色体数目的计算:
着丝点数=染色体数。不含姐妹染色单体时DNA数等于染色体数。但当一个染色体含有两个姐妹染色单体时,DNA数是染色体数的二倍,准确画出曲线需记住三个主要特点(1)DNA仅在间期复制,形成姐妹染色单体,数目加倍。(2)染色体仅在后期(有丝分裂或减数第二次分裂后期)着丝点分裂时数目加倍。(3)末期细胞一分为二,对于子细胞来说,DNA和染色体数目都减半。会画曲线后遇到计算题就可以在曲线上寻找相应的点。
2)减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目的变化规律:
减数第一次分裂 减数第二次分裂
间期 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体数目 2N 2N 2N 2N N N N 2N N
染色单体数目 0→4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 0 0
DNA分子数目 2n→4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n n
四分体数目 0 N N 0 0 0 0 0 0
(1)细胞分裂中的染色体、DNA、染色单体、四分体数目的计算题
  例.某生物的卵细胞中有6 个染色体,在初级卵母细胞中,应有同源染色体对数、着丝点数、染色单体数分别是 ( )
  A.3、12、24 B.6、24、48 C.3、6 、12 D.6、12、24
【解析】:本题主要考查学生对细胞分裂中染色体的行为的理解,由于在减数分裂中卵细胞的染色体数目为6个,则生物体细胞中染色体数为12个,在细胞减数分裂中初级卵母细胞中同源染色体为6对,着丝点个数即为细胞中染色体的个数则为12,由于初级卵母细胞已经通过染色体的复制,所以染色单体数目为24,故本题的正确答案为D。
例题:(2005年上海高考,12)人体细胞有丝分裂时,产生的四分体个数是
A.46 B.23 C.4 D.0
解析:人体细胞有46条(23对)染色体,一对同源染色体形成一个四分体,在减数分裂过程中形成23个四分体,但是有丝分裂中同源染色体不联会,不形成四分体。本题容易错选B.
答案:D
例题.(2005年济南二模题)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
解析:由题目中得知M≠N,推测该极体是减数第一次分裂形成的极体,一个初级卵母细胞经减数第一次分裂形成两个细胞,染色体数和DNA分子数减半,所以,初级卵母细胞中的染色体数和DNA分子数分别是2M和2N。
答案:B
(2)有关细胞分裂产生配子种类的计算
动物减数分裂产生生殖细胞数目的计算:
一个卵原细胞形成一个卵细胞和三个极体;一个精原细胞形成四个精子。
被子植物个体发育过程中:子房数=果实数;胚珠数=种子数;
被子植物有双受精现象,一个胚珠发育成一粒种子则需要两个精子;果皮是由体细胞构成的子房壁发育来的,种皮是由体细胞构成的珠被发育来的。
5、基因频率和基因型频率的计算
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%)
种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合子频率+1/2杂合子频率
规律:已知基因频率,求基因型频率:
①纯合体频率=该基因频率的平方即AA=P2; aa=q2
②杂合体频率=2倍的各个基因频率之积.即Aa=2P·q(若为两对基因均杂合则乘以4,)
例题1. (2004年唐山二模题)在某种群中随机抽取2000个个体,测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是600、1200和200个,则在该种群中,A基因的频率是 ( )
A.60% B.40% C.50% D.20%
解析:就一对等位基因来说,每个个体可以看作含有2个基因。2000个个体共有4000个基因,AA个体中有A基因2×600=1200个,Aa个体中含A基因1200个,A基因的频率=2400/4000=60%
答案:A
例题2 . 在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型AA的个体占12%,基因型Aa的个体占76%,基因型aa的个体占12%,那么基因A和a频率分别是多少?
解析 A的频率=AA的频率+1/2Aa的频率=12%+1/2×76%=50% ,a的频率=aa的频率+1/2Aa的频率=12%=1/2×76%=50%
例1. 假设一对等位基因Aa的频率为A=0.9, a=0.1,那么AA、Aa、aa3种基因型的频率分别是多少
例2. 一个群体中血型O、A、B基因的比例为6:3:1,若随机婚配,则表现为A、B、O和AB血型的比例为 ( )
A.0.45 0.13 0.36 0.06 B.0.13 0.45 0.36 0.06
C.0.06 0.36 0.45 0.13 D.0.45 0.36 0.13 0.06
例3. 色盲基因出现的频率为7%。一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚,子代患色盲的可能性是 ( )
A. 7/400 B.8/400 C.13/400或1/400 D.14/400
6.能量传递效率的计算
(1)、某一食物链中关于能量流动的计算
在某一食物链中,若求最高营养级获得最多能量或提供最少生产者,一般取20%作为转化效率;反之,则取10%作为转化效率。
①生态系统的总能量=第一营养级通过光合作用固定的太阳能的总量
②两个营养级之间能量的转换率=(某一营养级得到的能量/上一营养级的总能量)×100%
③某一营养级得到的能量 = 第一营养级的能量 × (转换率)某一营养级数-1
④第M营养级得到的能量 = 第N营养级的能量 × (转换率)M-N
例1:图表示某生态系统的食物网,请回答:若该
生态系统的能量流动效率平均为10%,同一营养级的每
种生物获得的能量是均等的,那么第一营养级的同化
能量为2×107KJ,则鹰最终获得的能量是_________。要使鹰的数量最多它应处于___________营养级。
例2. 某生态系统森林现存量为35kg/m2,纯生产量是5460kJ/m2·a,呼吸量占总生产量的45%,问总生产量是多少kJ/m2·a ( )
A.191100 B.5495 C.9927 D.19110 E.12211
例3.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级,E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体贮存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。
单位:102千焦/m2/年
Pg Pn R
A 15.9 2.8 13.1
B 870.7 369.4 501.3
C 0.9 0.3 0.6
D 141.0 61.9 79.1
E 211.5 20.1 191.4
分析回答:
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的 为什么
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少
(3)从能量输入和输出角度看,该生态系统的总能量是否增加 为什么
综合题:SO2是引起大气污染的主要有害气体之一,我国大气质量标准中规定大气中SO2的最高浓度限值如表。 注:“每日平均”为任何一年的日平均浓度值不许超过的限值;“日平均”为任何一日的平均浓度值不许超过的限值;“任何一次”为任何一次采样测定不许超过的浓度限值。
(1)据报道,1952年2月,某城市雾大无风,家庭和工厂排出的烟雾经久不散,大气中SO:的含量高达3.8mg/(m3空气),烟尘达4.5mg/(m3空气),居民健康普遍受到危害,4天之内死亡人数约4000人,流经该城市的主要河道也因此而受到污染,引起鱼类死亡。大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的 组织,大气S02超标最容易影响人的 系统而患疾病,而河流中鱼类的死亡与SO2造成大气污染所形成 有关。 (2)某空气污染监测仪是根据S02和Br2水的定量反应来测定空气中的S02含量的。反应的溴水来自一 个装有酸性(稀硫酸)的KBr溶液的电解池阳极的氧化反应,电解池的阳极室与阴极室是隔开的。当测量某地区空气中SO2的含量时,一天中作了3次取样监测,每次取样的空气(已除尘)都以3.0x10-4m3·m in-1的流速进入电解池的阳极室,从电流计显示出每次的电流强度分别为8.56x10-6A,9.25x10-6A.8.12x10-6A,每次都能够保持电解池中Br2浓度的恒定并恰好与SO2完全反应(设空气中不含与溴反应的其他杂质)1个电子电量为1.6x10-19C。写出此监测过程中S02的含量有没有达到大气质量标准 (3)某106kW火力发电厂以含硫3.5%的重油为燃料,重油使用量为0.18dm3·kW-1·h-1 (重油的密度为0.95g·cm-3),该厂开工率(每年实际运转天数)为80%,对烟气道的脱硫效率为90%,问一年间对烟道气体脱硫回收的S02能生成石膏(CaS04·2H20)多少吨
7、有关生态系统能量问题的计算
流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能的总量;能量流经生态系统各个营养级时逐级递减;能量的传递效率大约为10~20%。
例题: (2004年高考上海试题,21)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。1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物
A.10千克 B.28千克
C.100千克 D.280千克
解析:考查生态系统的能量流动。该人每增加1千克体重,因为食物有1/2来自绿色植物,所以需要绿色植物1kg÷10%×1/2=5kg;又因为1/4来自羊肉,羊是初级消费者,1kg÷10%÷10%×1/4=25 kg;而1/4来自小型肉食动物,小型肉食动物是次级消费者,1kg÷10%÷10%÷10%×1/4=250kg。5kg+25kg+250kg=280kg。
答案:D
小结:(1)若某生态系统的全部生产者固定了X千焦的太阳能,则流入该生态系统第n营养级生物体内的能量≤(20%)n-1*X千焦,能被第n营养级生物利用的能量≤(20%)n-1*(1161/2870)*X千焦。
(2)欲使第n营养级生物增加YKg(有机物),需第m营养级生物(m<n)≥Y(20%)n-mK(有机物)。
(3)若某生态系统被某中在生物体内有积累作用的有毒物质污染,设第m营养级生物体内该物质的浓度为Zppm,则第n营养级生物体内该物质的浓度为≥Z/20%)n-mppm(m<n)。
设体细胞染色体为2N,经过减数分裂形成的细胞染色体数目应为N,例如:卵细胞、精子、极核。受精极核由一个精子与两个极核融合而成,所以,受精极核以及由受精极核经有丝分裂形成的胚乳染色体数目应为3N。受精卵及其经有丝分裂形成的结构染色体数目应为2N,例如:胚、子房壁、种皮、果皮等。
  例.若动物的初级精母细胞中同源染色体的对数为n,在不发生互换的条件下,经非同源染色体自由组合产生的配子种类将有 ( )
  A.2n种 B.4n 种 C.n2 种 D.2n种
【解析】:本题是考查学生的对细胞分裂过程中产生的配子种类的理解,因为在一对同源染色体产生配子时有2种,2对同源染色体产生的配子种类有4种,3对同源染色体产生的配子有8种,由此可知n对同源染色体产生的配子有2n种。
例题:(2005年福建师大附中一模题) 一根豆角中有十粒种子,发育成它所需要的子房数和胚珠数分别是
A.1和10 B.1和20 C.20和10 D.2和20
解析:一根豆角是由一个子房发育而来;一个胚珠发育成一粒种子。
答案:A
练1.某生物精原细胞的染色体上有2n个基因,DNA含量为6.4c(单位),则该生物肝细胞的染色体上含有基因数和DNA含量为 ( )
A.n和3.2c B.2n和6.4c C. 2n和3.2c D. 4n和12.8c
练2.在某一个体中,从父亲传下来A、B、C、D4个着丝点,从母亲传下来A′、B′、C′、D′4个着丝点,某一配子从这样的个体随机获得A、B′、C、D′4个着丝点的概率是 A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
练3. 一只西瓜中共有200粒种子,问发育成这只西瓜所需要的子房数、胚珠数、花粉粒数和精子数分别是 ( )
A.200、200、200、200 B.1、200、200、400
C.100、200、300、400 D.1、200、400、400
植物
昆虫





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