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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.618B.518C.517D.617
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:
1
(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.3311B.3612C.1236D.1136
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
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:
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2B.0.5和2
C.0.5和1D.2和1
根据碱基互补配对原则A=TC=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。
(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)
根据碱基互补配对原则A=TC=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)。
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.1/6B.1/8C.1/4D.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
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)
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+18nB.1/3ab-6b
C.(1/3b-a)×
18D.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→2C36C5+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0.10mol葡萄糖,藻每星期消耗0.12mol葡萄糖。
现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.25mol。
这一溶液中每星期氧的净产量是多少?
()
A.0.03molB.0.60molC.1.32molD.0.18mol
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.1/3NmolB.3NmolC.6NmolD.12Nmol
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。
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1/3B.增加2/3C.减少1/3D.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:
AaBbCc
↓↓↓
2×
2×
2=8种
②基因型类型的问题
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
AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有多少种表现型?
Aa→后代有2种表现型;
bb→后代有2种表现型;
Cc→后代有2种表现型。
因而AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有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。
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。
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。
AaBbXAaBb的子代表现型之比为(3:
1)X(3:
1)=9:
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。
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。
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。
AaBbXAaBb的子代基因型的比例为(1:
2:
1)X(1:
1)=1:
1:
4:
(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。
AaBbXAaBb的子代中基因型AaBb所占的比例为2/4X2/4=1/4。
(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9B.4和27C.8和27D.32和81
F1杂种的基因型为AaBbCc,F1杂种形成的配子种类数为:
2=8种,F2的基因型种类数3×
3×
3=27种。
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。
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.9/16B.3/4C.3/16D.1/4
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→1XHXH∶1XHXh(∶1XHY∶1XhY)(女孩均无血友病);
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。
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________。
(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2/3AaXBY;
1/3AAXBY;
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。
(1)乙常隐
(2)基因的自由组合规律(3)11%(4)AaXBXbaaXbXb(5)1/61/31/21/6
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
染色体数目
2N
N
染色单体数目
0→4n
4n
2n
DNA分子数目
2n→4n
n
四分体数目
(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、24B.6、24、48C.3、6、12D.6、12、24
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。
(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.46B.23C.4D.0
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。
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