高三復(fù)習(xí)專題-生物學(xué)中的數(shù)學(xué)計(jì)算

1、2022-2-11生物學(xué)中的數(shù)學(xué)計(jì)算2022-2-12一、氨基酸的脫水縮合A1A2A3An多肽（n1）H2O21243135795668475149187166814（97）2142022-2-13 由n個(gè)氨基酸脫水縮合形成有 m條肽鏈組成的蛋白質(zhì)，則該蛋白質(zhì)中含有(nm)個(gè)肽鍵，失去(nm)個(gè)水分子。這樣由n個(gè)氨基酸分子縮合成有m條肽鏈的蛋白質(zhì)，至少含有氨基或羧基數(shù)目為m個(gè)，其相對(duì)分子質(zhì)量則減少(nm)18。 若氨基酸平均分子質(zhì)量為128，則蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量為：128n (nm)18110n18m。肽鍵數(shù)失水?dāng)?shù)氨基酸總數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)失水?dāng)?shù)氨基酸總數(shù)肽鏈數(shù)2022-2-14例題1氨基酸的平均分

2、子量為128，測得某蛋白質(zhì)分子量為63212，由此可以推斷該蛋白質(zhì)含有的肽鏈條數(shù)和氨基酸個(gè)數(shù)分別是A4573 B3574 C4570 D4574解析氨基酸總數(shù)（m）肽鏈數(shù)（n）肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)，依題得：128m（mn）1863212，即110m18n63212，63212110的整數(shù)為：m574，余數(shù)7218的整數(shù)為：n4。答案：D2022-2-15例題2已知某蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈組成，在合成蛋白質(zhì)的過程中生成了3.01021g的水。求指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的基因中至少有堿基多少個(gè)？解析先求水的物質(zhì)的量：3.01021g18g/mol1/61021mol求水分子數(shù)： 1/610216.023102310

3、0求蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)：1002102求基因中的堿基數(shù)：1026612答案為612個(gè)。2022-2-16二、有絲分裂和減數(shù)分裂中的相關(guān)計(jì)算+間期染色體復(fù)制后期著絲點(diǎn)分裂減后期同源染色體分離減后期姐妹染色單體分離一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生2種4個(gè)精子一個(gè)卵原細(xì)胞產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞2022-2-17項(xiàng)目間期前期中期后期末期染色體數(shù)2N2N2N2N4N2NDNA含量2a 4a4a4a4a2a染色單體數(shù)04N4N4N00假定正常體細(xì)胞核中染色體數(shù)為2N，DNA含量為2a，則染色體、DNA、染色單體的數(shù)目變化如上表。(一)有絲分裂2022-2-18 時(shí)期種類精(卵)原細(xì)胞初級(jí)精(卵)母細(xì)胞次級(jí)精(卵)母細(xì)胞精子細(xì)胞(卵

4、細(xì)胞)前、中期后期染色體數(shù)2N2NN2NNDNA數(shù)2C4C4C2C2CC染色單體數(shù)4N4N4N00(二)減數(shù)分裂2022-2-19例題3某動(dòng)物（2N10）的若干精子中有440個(gè)核DNA分子。從理論上看，這些精子至少來源于多少個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞A11B22C55D88 解析該動(dòng)物1個(gè)精子中含5個(gè)DNA分子，1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)精子，440（54）22。答案：B2022-2-110三、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算光合作用反應(yīng)式：6CO212H2OC6H12O66O26H2O呼吸作用反應(yīng)式：有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O無氧：C6H12O62C2H5OH2CO22022-2

5、-111光合作用實(shí)際產(chǎn)光合作用實(shí)際產(chǎn)O O2 2量量實(shí)測實(shí)測O O2 2釋放量呼吸作用耗釋放量呼吸作用耗O O2 2量量光合作用實(shí)際光合作用實(shí)際COCO2 2消耗量消耗量實(shí)測實(shí)測COCO2 2消耗量呼吸作用消耗量呼吸作用COCO2 2釋放量釋放量光合作用光合作用C C6 6H H1212O O6 6凈生產(chǎn)量凈生產(chǎn)量光合作用實(shí)際光合作用實(shí)際C C6 6H H1212O O6 6生產(chǎn)量呼吸作用生產(chǎn)量呼吸作用C C6 6H H1212O O6 6消耗量消耗量2022-2-112例4將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時(shí)增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含

6、量每小時(shí)減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時(shí)能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請(qǐng)回答：（1）比較在上述條件下，光照時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度差是mg。（2）在光照時(shí)，該植物每小時(shí)葡萄糖凈生產(chǎn)量是mg。（3）若一晝夜中先光照4小時(shí)，接著放置在黑暗情況下20小時(shí)，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化是（填增加或減少）。（4）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累，你認(rèn)為可采取的措施是: 。024.5減少延長光照時(shí)間降低夜間溫度增加CO2濃度2022-2-113例5下圖是在一定的CO2濃度和溫度下，某陽生植物CO2的吸收量和光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，據(jù)圖回答：（1）該植物的呼吸速率為每小時(shí)釋放CO2mg/dm2。（

7、2）b點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用速率。51015202530352520151050510CO2吸收量mg/dm2h光照強(qiáng)度（Klx）abcd（3）若該植物葉面積為10dm2，在光照強(qiáng)度為25Klx條件下光照1小時(shí)，則該植物光合作用吸收CO2 mg/dm2；合成葡萄糖mg。5相等250170.52022-2-11451015202530352520151050510CO2吸收量mg/dm2h光照強(qiáng)度（Klx）abcd（4）若白天光照強(qiáng)度較長時(shí)期為b該植物能否正常生長？為什么？（5）若該植物為陰生植物，則b點(diǎn)應(yīng)向移動(dòng)。不能正常生長。白天光照強(qiáng)度為b時(shí)，無有機(jī)物積累，而夜間消耗有機(jī)物，從全天來看，有

8、機(jī)物的消耗多于積累，不能正常生長。左2022-2-115例題6在綠色植物的光合作用中，每放出1個(gè)氧分子要吸收8個(gè)波長為6.88107m的光子。同時(shí)，每放出1mol氧氣，植物儲(chǔ)存469kJ的能量，綠色植物對(duì)光能利用的效率為A、34%B、37%C、40%D、29%解析放出1個(gè)氧分子所吸收的光：E1hhc/6.6310343108/6.881072.91019EE1823.21019放出1mol氧氣所吸收的光能：23.210196.0210231397103（J）轉(zhuǎn)換效率：469103（1397103）33.6%2022-2-116四、遺傳中的數(shù)學(xué)計(jì)算（一）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則雙鏈DNA分子：AT、GC

9、AGTC50%（A G ）/（T C ）1 A1T2、T1A2、G1C2、C1G2（A1T1）/（G1C1）（A2T2）/（G2C2）（A1G1）/（T1C1）（T2C2）/（A2G2）A A1 1+T+T1 1= =A A2 2+T+T2 2+C+C2 2+G+G2 2A A2 2+T+T2 2= =A+TA+TA+T+C+GA+T+C+GA A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 12022-2-117RNA分子：DNARNAADUR、TDAR、CDGR、GDCRARURGRCR1/2（ADTDGDCD）例題7某DNA分子中含有20%的G+C，則由它轉(zhuǎn)錄成的RNA中AU應(yīng)為 A、1

10、0% B、20% C、40% D、80%A A1 1+T+T1 1= =A A2 2+T+T2 2+C+C2 2+G+G2 2A A2 2+T+T2 2= =A+TA+TA+T+C+GA+T+C+GA A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 12022-2-118原原DNADNA分子中分子中T=XT=X個(gè)個(gè)復(fù)制復(fù)制一一代代 DNADNA分子數(shù)量分子數(shù)量2 21 1 新合成新合成（2 21 1-1-1）個(gè)個(gè) 需游離的需游離的T T為為X X個(gè)個(gè)復(fù)制復(fù)制n n代代DNADNA分子數(shù)量分子數(shù)量2 2n n新合成新合成2 2n n-1-1個(gè)個(gè)需游離的需游離的T T為為（2 2n n-1-1）X

11、 X個(gè)個(gè)（二）DNA分子復(fù)制中的數(shù)量關(guān)系2022-2-119例題8在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個(gè)）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增四代，則在擴(kuò)增儀中至少應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是A600 B640C8100D86400解析：先計(jì)算基因中胞嘧啶數(shù)：根據(jù)AT，GC，算出C1000460540，即1個(gè)基因中含有540個(gè)C；再算出基因擴(kuò)增四代增加的DNA分子數(shù)24115，所以至少放入C540158100。答案：C2022-2-120（三）中心法則中的有關(guān)計(jì)算DNARNA蛋白質(zhì)DNA堿基數(shù)量n轉(zhuǎn)錄RNA 堿基數(shù)量n/2翻譯多肽A1A2A3A4Am氨基酸數(shù)

12、量n/62022-2-121例題9一種動(dòng)物體內(nèi)的某種酶是由2條多肽鏈構(gòu)成，含有150個(gè)肽鍵，則控制這個(gè)酶合成的基因中脫氧核苷酸的分子數(shù)至少是 A. 450個(gè) B. 456個(gè) C. 906個(gè) D. 912個(gè)解析此酶共有氨基酸為1502152，一個(gè)密碼子（三個(gè)堿基）決定一個(gè)氨基酸，基因是雙鏈，轉(zhuǎn)錄時(shí)只是其中的一條鏈，即轉(zhuǎn)錄成一個(gè)密碼子（三個(gè)堿基），基因中需六個(gè)堿基，也即六個(gè)脫氧核苷酸。1526912 ，因此答案為D 。2022-2-122（四）遺傳規(guī)律中的幾率計(jì)算基因分離規(guī)律中幾種特定的雜交組合親代P AAaa AaAa Aaaa雜交 自交 測交Aa AAAaaa Aaaa基因型 1 1 2 11

13、 1表現(xiàn)型 1 31 1 1雜合體Aa連續(xù)自交n代，其后代中雜合體Aa的幾率是（1/2）n，純合體（AA、aa）的幾率是1（1/2）n。2022-2-123自由組合規(guī)律幾種特定的雜交組合親代PAABBaabb AaBbaabb 雜交 測交 AaBb AaBb Aabb aaBb aabb基因型11 1 1 1表現(xiàn)型11 1 1 1 2022-2-124自由組合規(guī)律幾種特定的雜交組合親代P AaBb AaBb 自交基因型 1/16AABB AAbb aaBB aabb AABb Aabb aaBb AaBB 4/16AaBb表現(xiàn)型 9 3 3 1 2/16分枝分析法：AaBbAaBbAaAa和B

14、bBbAaAa 1/4AA、2/4Aa、1/4aaBbBb 1/4BB、2/4Bb、1/4bb2022-2-1251/16AABB2/16AABb1/16AAbb2/16AaBB4/16AaBb2/16Aabb1/16aaBB2/16aaBb1/16aabb1/4BB2/4Bb1/4bb 1/4BB2/4Bb1/4bb 1/4BB 2/4Bb1/4bb 1/4AA2/4Aa1/4aa分枝分析法2022-2-126性別決定與伴性遺傳XBXBXbYXBXbXBXBXBXbXBXbXbXbXBXbXbXbXbYXBYXBYXbYXBYXBYXbY2022-2-1271、獨(dú)立相乘（乘法定理）：兩個(gè)或兩

15、個(gè)以上獨(dú)立事件同時(shí)出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積。如A事件的概率為p，B事件的概率為q，則A、B事件同時(shí)或相繼發(fā)生的概率為：P（AB）pq遺傳幾率中的二大基本法則2022-2-1282、互斥相加（加法定理）：若兩個(gè)事件是非此即彼的或互相排斥的，則出現(xiàn)這一事件或另一事件的概率是兩個(gè)事件的各自概率之和。如事件A與B互斥，A的概率為p，B的概率為q，則A與B中任何一事件出現(xiàn)的概率為：P（AB）pq推論：兩對(duì)立事件（必有一個(gè)發(fā)生的兩個(gè)互斥事件）的概率之和為1。如生男概率生女概率1；正常概率患病概率1。2022-2-129例題10人類的多指是一種顯性遺傳病，白化病是一種隱性遺傳病，已知控制這兩種疾病的等

16、位基因都在常染色體上，而且都是獨(dú)立遺傳的。在一個(gè)家庭中父親是多指，母親正常，他們有一個(gè)患白化病但手指正常的孩子，則下一個(gè)孩子正常或同時(shí)患有此兩種疾病的幾率分別是：A、3/4 B、3/8，1/8 C、1/4 D、1/4，1/8解析設(shè)控制多指基因?yàn)镻，控制白化病基因?yàn)閍，則父母和孩子可能的基因型為：父PA，母ppA，患病孩子ppaa。由患病孩子的隱性基因，可推知父親為PpAa，母親為ppAa。下一個(gè)孩子正常為ppA（1/23/43/8）,同時(shí)患兩病的個(gè)體為Ppaa(1/21/41/8）。即正確答案為B2022-2-130例題11為了說明近親結(jié)婚的危害性，某醫(yī)生向?qū)W員分析講解了下列有白化病和色盲兩種

17、遺傳病的家族系譜圖。設(shè)白化病的致病基因?yàn)閍，色盲的致病基因?yàn)閎。請(qǐng)回答：示正常男女示色盲男女示白化男女示白化、色盲兼患男女（1）寫出下列個(gè)體可能的基因型： 8 ； 10 。（2）若8和10結(jié)婚，生育子女中只患白化病或色盲一種遺傳病的概率為；同時(shí)患兩種遺傳病的概率為。（3）若9和7結(jié)婚，子女中可能患的遺傳病是 ，發(fā)病的概率為 。12345678910 aaXaaXB BX XB B或或aaXaaXB BX Xb bAAXAAXb bY Y或或AaXAaXb bY Y5/125/121/121/12白化病和色盲病白化病和色盲病5/125/122022-2-131五、基因頻率和種群密度的計(jì)算基因頻率

18、：設(shè)一對(duì)同源染色體（不含性染色體）上的等位基因A和a的基因頻率分別為p和q，A對(duì)a是顯性，則顯性個(gè)體的基因型及其頻率為：p2AA2pqAa，隱性個(gè)體的基因型及其頻率為：q2aa。（pq）2p22pqq21pq1 AA Aa aa AA總/（A總a總）AA1/2Aaaa總/（A總a總） aa1/2Aa Aa1 2022-2-132例題12某校的一個(gè)生物興趣小組在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，開展了色盲普查活動(dòng)，他們先從學(xué)校的1800名學(xué)生中隨機(jī)抽取了180名學(xué)生（男女生各一半）作為首批調(diào)查對(duì)象，結(jié)果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲基因攜帶者13人。則在該校全體學(xué)生中色盲基因的頻率是A、10%B、20%C、80%D、90%解析Xb321318127XBXb 902901270Xb的基因頻率為：Xb /（ XBXb ） 27/270 10%2022-2-133種群密度：標(biāo)志重捕法：Na