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[编号: ]生物高考计算专题复习
资料年份:
资料类别: 论文
文件大小: 10752KB
所属地区: 四川
所属阶段: 特别专题与汇总
学科: 生物
专题/考点: 高考生物相关汇总专题
上传用户: 家教网523
下载等级:所有用户
更新时间: 2022-6-14 17:53:22
下载次数:0
需要点数:0
审核状态: 未审核

 资料简介:

生物高考计算专题复习

高中生物教材内容中多处涉及计算问题,在考查考生的分析与综合能力中,很重要的一条就是:能否“定量描述自然科学的现象和规律。”因此,在高考的生物试题当中,也必然要进行与计算相关的考查。所以总结和归纳生物学计算中的原理、方法和规律是十分必要的。

蛋白质、细胞分裂、光合作用、呼吸作用、植物的个体发育、DNARNA的结构、中心法则、遗传基本规律、基因频率、生态系统的能量流动等内容均涉及到了计算问题。

一、有关蛋白质分子结构中的计算

有关蛋白质分子结构中的计算问题主要涉及蛋白质平均分子量的计算、多肽链合成过程中脱水数目及形成肽键数目的计算、蛋白质水解所需水分子的数目计算、蛋白质分子中氨基和羧基数目的计算、氨基酸的排列顺序等。

在蛋白质的脱水缩合形成过程中:

脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸总数-肽链数

计算依据的知识是:



1条肽链m个氨基酸组成的蛋白质

n条肽链m个氨基酸组成的蛋白质

脱去的水分子数目

m1

mn

具有的肽键数目

m1

mn

具有R基数目

m

m

至少具有的游离氨基数目

1

n

至少具有的游离羧基数目

1

n

相对分子质量(设氨基酸平均相对分子质量为p

m p18m118是水的分子质量

m p18mn



例1  胰岛素是由A链和B链两条肽链共51个氨基酸组成的蛋白质,设氨基酸平均相对分子质量为128,该蛋白质分子中的肽键数目和相对分子质量数分别是

A.50、5646         B.49、5646       C.50、5628          D.49、5628

此题的正确答案为B。

例2  胰岛素分子结构模式图如下:

其中,α链含有21个氨基酸,β链含有30个氨基酸。

(1)胰岛素的两条肽链是在细胞的核糖体上,以信使RNA为模板,通过氨基酸之间的脱水缩合作用合成的,这个过程在分子遗传学上称作翻译;这两条肽链还得经高尔基体的再加工,形成具有一定空间结构的有生理活性的胰岛素分子。

(2)这51个氨基酸,在形成胰岛素分子后,其相对分子质量比原来的51个氨基酸分子之和减少了888。(计算时要考虑脱水,还要考虑图中指出的形成3个二硫键时产生的6个H,49×18+6×1=888)

(3)从图中可以看出,胰岛素分子的元素组成,至少应包含C、H、O、N、S 等元素。

解析:本题与上一题是同一素材,切入角度不同,设问方式做了改变。作为复习题,覆盖的内容比较多,包括蛋白质的分子结构和中心法则等相关知识。同时也考查理解能力、获取信息能力、分析综合能力和计算能力。

例3  由n个碱基组成的基因,控制合成1条多肽链组成的蛋白质,氨基酸的平均分子量为a,则该蛋白质的分子量最大为

A.na/6                 B.na/3-18(n/3 -1)

C.na-18(n-1)           D.na/6-18(n/6 -1)

解析:本题是2002年上海高考试题,考查的知识点有基因的结构、蛋白质的分子组成、中心法则,以及相关的计算能力。  答案为D。

例4  下面是某化合物的分子结构图解,请据图回答问题:


(1)图中有1个氨基,编号是

(2)图中有2个羧基,编号是⑦、⑧

(3)参与该化合物形成的有3种氨基酸,决定氨基酸种类R基的编号分别是②、④、⑥

(4)参与该化合物形成的有3个氨基酸,有肽键2个,脱去了2个水分子。

(5)该化合物的分子式是CHON

解析:本题涉及蛋白质分子的结构、肽键的结构、肽链的形成过程(包括氨基酸数量与脱去水分子的数量和肽键的数量关系等),以及从结构式中识别各种化学基团的能力和简单的计算能力。此类题目还可以参考上学期第一轮复习资料《导与练》P6、P7有关蛋白质的计算。

二、细胞分裂中的计算

1.有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目的变化规律,并会出相关图表是有关知识的应用和加深理解的过程。(若仅考虑细胞核中的DNA,则N=a)



间期

前期

中期

后期

末期

染色体数目

2N

2N

2N

4N

2N

姐妹染色单体数目

0,复制后为4a

4a

4a

0

0

DNA分子数目

2a,复制后为4a

4a

4a

4a

2a



例1  下图为动物细胞有丝分裂的某个时期,请据图回答:

(1)此细胞有条染色体、条染色单体、个DNA分子、对同源染色体。

(2)它在进入分裂期之前,染色体已复制的间期细胞中有条染色体、条染色单体、个DNA分子、对同源染色体。

(3)在其刚形成的子细胞中有条染色体、条染色单体、个DNA分子、对同源染色体。

答案:(1)8 0 8 4   (2)4 8 8 2   (3)4 0 4 2

解析:本题主要考查的知识点是,细胞的有丝分裂过程,其中包括染色体、染色单体和DNA的行为和数量变化规律。以及推理能力、分析综合能力和一定的计算能力。解题时,首先要判断出该细胞是处于有丝分裂后期的细胞,此时染色体暂时加倍,处于对称位置的染色体是姐妹染色单体分开后各自形成的染色体,它们携带的基因完全相同。此期形成的两组染色体,每组都有成对的同源染色体,这与减数分裂第二次分裂时期是不同的,后者没有同源染色体。此类题目还可以参考上学期第一轮复习资料《导与练》P17 A组第1、2题。

2.减数分裂是一种特殊的有丝分裂,特殊在分裂前染色体复制一次,细胞连续分裂两次,产生的子细胞与母细胞相比,染色体和DNA数目均减少一半。归纳减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目的变化规律如下图:(若仅考虑细胞核中的DNA,则N=a)

减数第一次分裂:



间期

前期

中期

后期

末期

染色体数目

2N

2N

2N

2N

N

染色单体数目

0,复制后为4a

4a

4a

4a

2a

DNA分子数目

2a,复制后为4a

4a

4a

4a

2a

四分体数目

0

N

N

0

0



减数第二次分裂:



没有间期

前期

中期

后期

末期

染色体数目



N

N

2N

N

染色单体数目



2a

2a

0

0

DNA分子数目



2a

2a

2a

a



在减数分裂过程中,要注意同源染色体和四分体的概念。1个精原细胞形成4个精子细胞,变形后形成4个精子。1个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体,没有变形阶段。

例2人的体细胞中有46条染色体,在四分体时期的1个细胞内有同源染色体、四分体、姐妹染色单体和DNA分子的数目,依次为

A.23对、46条、92条、46个  B.23对、23个、92条、92个

C.46对、46条、92条、46个  D. 46对、23条、46条、92个

本题主要考查减数分裂过程中同源染色体、四分体、姐妹染色单体和DNA分子的数量关系,以及在此基础上的计算能力。答案应选B。

例3在兔子的精子细胞核中,DNA重量为4×10-12g,那么在有丝分裂前期时其骨髓细胞核中DNA重量为

A.4×10-12g      B.8×10-12g       C.1.6×10-11g        D.3.2×10-11g

解析:本题是2000年上海高考试题,考查的主要知识点是,细胞在减数分裂过程不同时期DNA的数量关系,以及相关的推理能力、分析能力和计算能力。体细胞核中的DNA含量是其精细胞核中DNA的二倍,骨髓细胞是体细胞的一种,在间期经过复制,虽然染色体的数量没有增加,但DNA的数量增加一倍。所以骨髓细胞核中DNA重量为:

2×2×4×10-12g=16×10-12g(1.6×10-11g)答案:C

例4向日葵某细胞在形成花粉时,减数第二次分裂后期有染色体34条。此细胞在减数分裂过程中可产生四分体数为

A. 17个B. 34个C. 68个D. 136个

本题主要考查的知识点有四分体的概念、减数分裂不同时期的染色体数量关系,以及在此基础上的计算能力。减数第二次分裂后期有染色体34条,本物种的染色体数目是34条,所以可产生四分体17个。答案为A。此类题目还可以参考《导与练》P101 A组第21题。

三、有关光合作用和呼吸作用的计算

有关光合作用和呼吸作用的计算会涉及葡萄糖的生成量、消耗量和积累量,氧气的生成量、消耗量,二氧化碳的同化量、生成量,能量等计算问题。

计算依据的知识是:

真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率

光合作用的总反应式:

CO2+H2O ——→(CH2O)+O2

有氧呼吸的总反应式:

无氧呼吸的总反应式:

1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2870KJ,其中1161KJ左右的能量储存在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。1mol的葡萄糖在分解成酒精后,释放的总能量为222KJ,其中61.08KJ的能量储存在ATP中。绿色植物光合作用释放的氧可以用于有氧呼吸,有氧呼吸产生的二氧化碳可以用于光合作用。绿色植物积累的有机物是光合作用制造的有机物的量减去呼吸作用消耗的有机物的量。

例1将某一绿色植物置于一个大型密封玻璃容器中,在一定条件下给予充足的光照,容器中二氧化碳的含量每小时减少了45mg;放在黑暗条件下,容器中二氧化碳每小时增加了20mg,据实验测定,这绿色植物在上述光照条件下,每小时制造葡萄糖45mg。请据此回答下列问题:

(1)在上述光照和黑暗条件下,这绿色植物的呼吸强度哪一个强?

(2)若在一昼夜给5h光照,19h黑暗的情况下,此植物体消耗葡萄糖mg,其有机物含量的变化是增加还是减少?

解析:根据光合作用的总反应式可求出在光照条件下,每小时制造45mg葡萄糖所利用的二氧化碳的量为66mg。计算依据光合作用生成1摩尔的葡萄糖需要利用6摩尔的二氧化碳。葡萄糖的相对分子质量为180,6分子的二氧化碳的相对分子质量为264。所以180/264=45/x(x代表在光照条件下,每小时制造45mg葡萄糖所利用的CO2的质量),x =66mg。

根据给出的已知条件:充足的光照,容器中二氧化碳含量每小时减少45mg,用于光合作用。由于每小时制造45mg葡萄糖需要66mg的二氧化碳,所以还有21mg的二氧化碳来自呼吸作用产生的(66mg-45mg=21mg)。

在黑暗条件下,容器中二氧化碳每小时增加了20mg。在黑暗条件下,不能进行光合作用,只能进行呼吸作用。在光照条件下,绿色植物既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,每小时呼吸作用产生的二氧化碳为21mg。相比之下,说明绿色植物在光照条件下呼吸强度大。

在光照条件下,每小时呼吸作用产生21mg二氧化碳,可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克:180/264=Y/21,消耗葡萄糖约为14.32mg。光照5小时,呼吸作用消耗葡萄糖约为71.6mg(14.32mg×5)。

在黑暗条件下,每小时呼吸作用产生20mg二氧化碳,可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克:180/264=Z/20,消耗葡萄糖约为13.64mg。黑暗19小时,呼吸作用消耗葡萄糖约为259.16mg(13.64mg×19)。所以此植物一昼夜共消耗葡萄糖约为330.76mg(71.6mg+259.16mg)。

在光照条件下,每小时制造45mg葡萄糖,5小时共制造225mg葡萄糖。一昼夜共消耗约330.76mg的葡萄糖,所以在此种条件下,有机物的含量在减少。

 

2将一株植物放置于密闭的容器中,用红外测量仪进行测量,测量时间为1小时,测定的

条件和结果如下表(假设该株植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖,数据均在标准状

况下测得,单位mL)对上述结果仔细分析后,下列说法不正确的是(C

条件

变化

在充分光照下

黑暗处

15°C

25°C

15°C

25°C

CO2增少量

22.4

44.8

CO2增多量

11.2

22.4

A、在25°C条件下,若该株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖,则1小时积累的葡萄糖是0.06克。

B、在25°C条件下,这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖0.09克。

C、如果一天有10小时充分光照,其余时间在黑暗下度过,如果光照时的温度为25°C,黑暗时的温度为15°C,则一昼夜积累葡萄糖0.78克。

D、如果一天有10小时充分光照,其余时间在黑暗下度过,如果光照时的温度为25°C,黑暗时的温度为15°C,则一昼夜消耗葡萄糖0.51克。

此类题目还可以参考《导与练》P37题型IV,P39第52题,P60,P61,P62。

四、有关被子植物个体发育的计算

有关被子植物个体发育的计算主要涉及双受精,果皮、种皮、胚、胚乳核染色体数目等问题。

计算依据的知识是:减数分裂产生的生殖细胞与体细胞相比,染色体和DNA分子数均减少一半;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;二倍体和多倍体的概念等。

例1对二倍体植物来讲,种子的胚细胞、胚乳细胞和种皮细胞中含有来自父本染色体的比值依次是

A.1/2、1/3、0      B.1/2、2/3、1     C.1/2、2/3、2/3     D.1/3、1/2、0

解析:二倍体植物的双受精是指一个精子与卵细胞结合,一个精子与两个极核结合。精子、卵细胞、极核均要通过减数分裂形成,所以与体细胞相比,染色体数均减少了一半。受精卵中1/2的染色体当然来自父本。受精卵发育的胚细胞中1/2的染色体当然来自父本。胚乳是由受精极核发育来的,受精极核中1/3的染色体来自父本,所以胚乳细胞中的染色体有1/3来自父本。种皮是由珠被发育来的,珠被是由母本的体细胞构成的,所以种皮细胞中的染色体全部来自母本,没有来自父本的染色体。所以此题的正确答案为A。

例2一颗饱满的花生果实中有两粒种子,则此花生受精作用所需要的精子数目是

A.4个B.2个C.8个D.多个

解析:解答此题首先应明确种子是由胚珠发育来的,一个胚珠发生双受精则需要两个精子,所以两个胚珠共需4个精子。所以此题的正确答案为A。还可参考《导与练》P101第20题。

五、有关DNA和RNA的计算

有关DNA和RNA的计算主要涉及碱基互补配对原则,DNA、信使RNA、蛋白质之间的关系,三联体密码等知识。有关DNA和RNA的计算详细内容请参考《导与练》P110关于DNA分子碱基的计算方法与规律,《导与练》P111的DNA复制过程的计算解题规律。

六、有关遗传基本规律的计算

有关遗传基本规律的概率计算主要涉及基因的分离规律、基因的自由组合规律、伴性遗传、单基因遗传病的类型和遗传特点等知识。

概率的知识在解遗传题时非常重要,在对遗传学的问题进行分析时,常常采用棋盘法或树形分枝法。这两种方法的主要依据,都是概率中的两个定理:乘法定律(分步骤)和加法定律(分类),有关遗传基本规律的计算请阅读《导与练》的考点21,考点22,考点23,考点24,考点25,考点26。(重点还要看看131利用自由组合定律预测遗传病的概率)

人类单基因遗传病的类型和遗传特点:

1、常染色体显性遗传病如:如:多指症等。

男女患病的机会相等;几乎代代出现患者;患者的双亲至少有一方是患者。

2、常染色体隐性遗传如:如:白化病、先天性聋哑等。

男女患病的机会相等;不见得代代出现患者;患者的双亲不见得是患者,但一定是隐性致病基因的携带者,所以往往“无中生有”。

3、伴X显性遗传如:抗维生素D佝偻病等。

女性患者一般是男性患者的二倍;女性患者的后代几乎全部是患者;患者的双亲至少一方是患者。

4、伴X隐性遗传如:红绿色盲、血友病、果蝇的白眼等。

男性患者多于女性患者;男性患者的隐性致病基因通过女儿传给外孙的一半(交叉遗传,他的女儿肯定的携带者)。

5、伴Y遗传(限雄遗传)如:外耳道多毛症、刺猬皮病等。患者只在男性中出现。

掌握上述5种单基因遗传病的遗传特点的目的是应用,会根据家族遗传病系谱图作出是哪种遗传病的判断。

例1“控制人口数量,提高人口质量”是我国的一项基本国策。下图是一个家族的遗传系谱图,其中5和7患有先天性耳聋,(由隐性基因为a控制)。

 

 

(1)据此系谱图可知致病基因位于染色体上,该病属于性遗传病。

(2)第三代8的基因型是。

(3)依据我国婚姻法,禁止8与9结婚的主要依据是他们的亲缘关系在的范围内,属于近亲。其后代遗传病的发病率高的主要原因是他们可能从共同的祖先那里。

(4)若8与9非法结婚,其子女患此病的几率是。他们生了一个耳聋的儿子以后,考虑到今后生活上的困难,想申请生育第二胎。是否批准他们的申请,其主要理由。

解析理解自然科学的主要概念、原理和规律是掌握自然科学的基础,是形成科学思维的正确途径。本题主要考查对概念和规律的表达形式(包括文字表达和数学表达),定性描述、解释自然科学的现象和规律,本题属于中等难度偏上的试题。在解此题时要具体问题具体分析,综合运用以上方法。

①认真审题读图,弄清题意和图解的含义。注意题目是否已经限定为某种遗传病、对基因符号的规定和其它附加说明。

②确定显隐性关系

③判断属于常染色体遗传,还是伴性遗传

④写出各表现型的基因型:先写出隐性性状的基因型,肯定都是纯合子;显性性状必然至少带有一个显性基因,再通过上下代关系写出另一个基因。

⑤相关概率的计算:

例题中8和9若都是纯合子或有一个是纯合子,后代就不会有先天性耳聋的患者;若二者均是杂合子,其子女患此病的几率是1/4,其中8有一个姐妹是患者,她的父母均是杂合子,而她表现型为正常,基因型可以是AA(纯合子)或Aa(杂合子),为Aa的概率是2/3,在此千万不要误认为是2/4,这是常犯的错误,因为她表现型正常,不可能是aa,除掉aa这1/4以后,她在AA和Aa中占2/3;9的母亲是患者,他百分之百是杂合子,8和9均是杂合子的概率是2/3×1=2/3。所以其子女患此病的几率是2/3×1/4=1/6。答案:

(1)据此系谱图可知致病基因位于常染色体染色体上,该病属于隐性遗传性遗传病。

(2)第三代8的基因型是AA或Aa

(3)依据我国婚姻法,禁止8与9结婚的主要依据是他们的亲缘关系在三代以内的旁系血亲的范围内,属于近亲。其后代遗传病的发病率高的主要原因是他们可能从共同的祖先那里继承相同的致病基因。

(4)若8与9非法结婚,其子女患此病的几率是1/6(2/3×1/4)。他们生了一个耳聋的儿子以后,考虑到今后生活上的困难,想申请生育第二胎。是否批准他们的申请,其主要理由不能,因为他们的子女中先天性耳聋的发病率大大高于一般非近亲婚配的夫妇,不利于我国人口的优生

如果(4)换一个问法,他们想生一个正常女儿的概率是多少?除了考虑8和9均是杂合子的概率是2/3×1=2/3以外,还要想到他们是都是AA或一方是AA另一方是Aa的情况,因为此时他们的子女也是正常,计算起来很麻烦,不如用1-2/3×1/4=5/6的计算方法更简单,知道了子女中正常者的概率是5/6,因为又要求是女儿,得再乘1/2。为5/6×1/2=5/12。

例2某水稻的基因型为Aa,自交两代,从理论上推算,F2代中的纯合体占总数的

A.25%B.45%C.75%D.85%此题的答案是C

解析:纯合体的比例:1-(1/2)n杂合体的比例:(1/2)n

显性纯合体的比例=隐性纯合体的比例=1/2[1-(1/2)n]

例3下图为某家族遗传系谱图,该家族患有苯丙酮尿症和血友病两种遗传病。

图中□表示正常男性,〇表示正常女性,表示女性苯丙酮尿症患者,■表示男性血友病患者。设苯丙酮尿症的致病基因为a,血友病的致病基因为h,请分析:

(1)苯丙酮尿症的致病基因位于染色体上。

(2)写出下列个体可能的基因型:

第3代的7。第3代的9。

(3)若第3代的7与第3代的9结婚,生育子女中同时患两种遗传病的几率是;这两种病都不患的几率是;只患一种病的几率是。

解析:解此题首先应根据题干给出的已知信息,分析该家族遗传系谱图,对这两种遗传病的类型作出判断。根据题意可知,两对相对性状若一起遗传,则遗传遵循基因的自由组合规律。自由组合规律的逆推题(由子代推出亲代的基因型)则可按分离规律解,然后再进行归纳。本题涉及的有关遗传基本规律的知识都是解答此题的理论基础。

此题的答案是:(1)常(2)AAXHY或AaXHY   aaXHXH或aaXHXh(3)1/24  7/12   9/24

例4有一对健康的表兄妹结婚后生了一个患某种遗传病的儿子,这种遗传病的致病基因位于常染色体上在人群中的发病率为3/10000。此后,他们分别再婚,若再生育子女,患此病的几率是,由此说明。

解析:这对表兄妹都是这种隐性遗传病基因的携带者,后代的发病率为25%。设在人群中这种隐性致病基因携带者的几率为x,因为这种遗传病的致病基因位于常染色体上,男女发病几率相等,又因为在人群中的发病率为3/10000。所以x×x×25%=3/10000,x=3.5%,他们分别再婚,若再生育子女,其中患此病的几率是100%×3.5%×25%=0.875%

另一种解法是根据群体遗传学的平衡定律计算:由于表兄妹正常,但后代有病,说明此病为隐性遗传病且两人为杂合子;又知群体发病率3/10000。解法如下:先看与正常人婚配的情况,先求致病基因的频率,它等于3/10000的平方根,即=0.01732(有省略);正常基因的频率为1-0.01732=0.98268。

人群中杂合子的几率等于2×p×q即=2×0.01732×0.98268=0.03404;表兄妹只有与杂合子婚配,后代才有可能发病,在随机婚配的情况下,这种婚配的几率为1×0.03404,所以后代患此病的几率=1(100%)×0.03404×1/4=0.00851(0.851%)。

注:公式中1(100%)为表兄妹中确定的杂合子的几率,0.03404为群体杂合子的几率,1/4为杂合子交配,后代四分之一患病的几率。如果还考虑表兄妹与发病个体间婚配的情况,那还应该加上1×3/10000×1/2=0.00015。(本题显然不考虑与发病个体间的婚配。)

由于0.875%或0.851%远远小于均是携带者的表兄妹婚配后子女发病率为25%的几率,说明近亲结婚的遗传病发病率远远高于正常情况下的婚配。

例5纯种的子叶黄色(Y)豌豆与子叶绿色(y)豌豆杂交,F1全部子叶黄色,F1自交得到F2代,选F2中全部子叶黄色豌豆自交,其后代中子叶黄色与子叶绿色的比例是

A.3∶1B.5∶1C.8∶1     D.9∶1

答案为B。

例6已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基因位于常染色体上。将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交,F1全为灰身。让F1自由交配产生F2,取出F2中的灰身果蝇让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为

A.3∶1     B.5∶1C.8∶1D.9∶1

答案为C。

例7用纯种的黑色长毛狗与白色短毛狗杂交,F1全是黑色短毛。F1代的雌雄个体相互交配,F2的表现如下表所示。

 

黑色短毛

黑色长毛

白色短毛

白色长毛

42

19

14

6

47

12

15

5

 

据此可判断控制这两对相对性状的两对基因位于

A.一对同源染色体上B.一对姐妹染色单体上

C.两对常染色体上D.一对常染色体和X染色体上

解析本题考查自由组合定律的基本原理和运用这个原理通过对图表中提供的数据进行处理,分析解决问题的能力。从图中提供的数据看,F2的四种表现型在雌雄间的比例没有太大差别,肯定与性染色体无关,又由于四种表现型的比例接近9∶3∶3∶1,符合基因的自由组合定律,所以两对相对性状的两对基因位于两对常染色体上。本题属于中等难度,答案为C。

例8已知某种小麦的基因型是AaBbCc,三对基因分别位于三对同源染色体上,利用其花药进行离体培养,然后又恢复其可育性,共得到X株小麦,其中基因型为aaBBcc的个体约占A.X/4       B.X/8      C.X/16       D.0

解析:本题主要考核单倍体育种的相关知识。花药离体培养,实际就是在实验条件下,利用花药中的花粉粒,发育成新个体的单倍体育种。基因型AaBbCc的小麦在减数分裂时,按自由组合定律,可以形成8种数量相等的花粉粒。其基因型分别是ABC、Abc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc。这些花粉粒经组织培养得到8种单倍体植株。用秋水仙素处理使染色体加倍,就恢复了可育性。在8种基因型中aaBBcc占1/8。因为共得到X株小麦。所以答案应选B。

例9黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,F1全为黄色圆粒,F2中有杂合黄色皱粒3998颗,问纯合绿色圆粒豌豆有多少?

A.3998     B.1999     C.7996     D.3043

所以答案应选B。

例10已知柿子椒果实圆锥形(A)对灯笼(a)为显性,红色(B)对黄色(b)为显性一,辣味(C)对甜味(c)为显性,假定这三对基因自由组合。现有以下4个纯合亲本:
     亲本     果形     果色     果味
     甲    灯笼形   红色辣味
     乙    灯笼形   黄色辣味
     丙    圆锥形   红色甜味
     丁    圆锥形   黄色甜味
     
⑴利用以上亲本进行杂交,F2能出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株的亲本组合有。
⑵上述亲本组合中,F2出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株比例最高的亲本组合是,其基因型为,这种亲本组合杂交F1的基因型和表现型是,其F2的全部表现型有,灯笼形、黄色、甜味果实的植株在该F2中出现的比例是。

 

七、关于基因频率的计算

某种基因在某个种群中出现的比例,叫做基因频率。教材是用实例来说明的:某个种群中随机抽出100个个体,测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个。由于基因在细胞内成对存在,100个个体共有200个基因,其中:有A基因:2×30+60=120,a基因:2×10+60=80。所以:A基因的基因频率是:120÷200=60%a基因的基因频率是:80÷200=40%

基因频率与基因型频率的互相转化公式:(A+a)2=AA+2Aa+aa

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(概率)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%)

种群中的基因频率与基因型频率密切相关,基因频率的变化可以导致种群基因库的变迁;同时,基因频率的变化也会导致基因型频率相应改变,它们是相互依存的。

在自然界中由于存在着基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。

例1在对某海岛的男女各500名居民进行遗传学调查时发现,女性色盲基因携带者42人,患者4人,男性色盲患者28人。那么,这个海岛上色盲基因的频率为。

解析:

此海岛上被调查的男女各500名居民中共有:

色盲基因42+2×4+28=78

色盲基因和它的等位基因2×500+500=1500

这个海岛上色盲基因的频率78÷1500=0.052(5.2%)

例2在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中基因型为AA的个体占18%,基因型为Aa的个体占78%。则A的基因频率是,a的基因频率是。

解析:由于在一个种群中,一对等位基因的频率之和等于1(100%),其相应的基因型频率之和也是1(100%)。所以aa的个体占1-(18%+78%)=4%。

A的基因频率是:AA+1/2Aa=18%+1/2×78%=57%

a的基因频率是:aa+1/2Aa=4%+1/2×78%=43%(或者1-57%=43%)

例3单基因控制的卷舌性状,在某人群中占64%,卷舌对非卷舌为显性性状。试问,这一人群中任意一个配子携带非卷舌基因的理论概率是,这一数字与非卷舌基因的基因频率是否一致?为什么?

解析:此题换了一个角度帮助考生正确理解基因频率的概念。这个人群中隐性个体占1-64%=36%,隐性个体是由两个带有隐性基因的配子结合而成,也就是两个带有隐性基因的配子相结合的概率是36%,隐性基因配子的概率是36%的平方根,即60%。这一数字与非卷舌基因的基因频率不会一致,其主要理由:第一本题叙述的是这一人群中任意一个配子携带非卷舌基因的理论概率,与基因频率的“概念”不同;第二因为卷舌性状是显性基因控制,在这个人群中杂合体所占比例并不知道;第三由于自然选择的作用,基因频率可以改变,不会永远不变等。

例4下列甲图表示1940年~1960年某靠近北极圈地区降雪天数,乙图表示同一时间内该地区白鼠占同种个体的百分比。

解析:本题是一道综合性试题,涉及基因频率的问题不多,也很简单。主要通过图中曲线获取信息,得到答案。

(1)生活在此地的老鼠毛色多为白色,这是自然选择的结果,是对雪地环境的适应。

(2)随着降雪天数的增加,白色老鼠的数量增加,白色老鼠最高百分比是出现在降雪天数最大值的之后(之前或之后),随着降雪天数的减少,白色老鼠的数量减少。从1950年~1960年的降雪天数看,开始是逐步上升,以后的变化是逐步下降,这种变化的环境对老鼠的毛色起定向选择作用。

(3)如果老鼠的体色受一对等位基因控制,灰色(H)对白色(h)是显性,则从1950年~1960年老鼠的(h)基因频率的变化情况是由30%左右逐步下降,到15%左右以后走向稳定。

八、有关生态系统能量问题的计算

有关生态系统能量的计算问题主要涉及流经生态系统的总能量;能量流经生态系统各个营养级时为什么逐级递减;能量的传递效率等问题。

计算依据的知识是:生态系统中生产者所固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。生态系统各个营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量,并且各个营养级的生物中总有一部分生物未被下一个营养级利用,所以能量在逐级流动中就会越来越少,其传递效率大约为10~20%。下面是生态系统的能量流动图解,应认真观察思考,明确每个营养级的总能量有几个去路,以及上下营养级能量的关系。

 

例1假定在麦田中仅存在着小麦→粘虫→蟾蜍的食物链,如果蟾蜍的数量变化不大,则粘虫数量和小麦的产量保持相对稳定。设农田中的蟾蜍总能量为A,若用生物防治法消灭了此农田中的粘虫,不考虑水肥等因素,则小麦当年能量增加的幅度为A至A。

解析:此题主要考查生态系统能量流动的效率和运用该知识分析解答实际问题的推理能力。在这条食物链中,蟾蜍为第三营养级,总能量为A。若能量传递效率为10%,则这三个营养级的总能量依次为100A、10A、A。若能量传递效率为20%,则这三个营养级的总能量依次为25A、5A、A。由于用生物防治的方法杀灭了此农田中的粘虫,则小麦当年能量增加的幅度为25A至100A。

例2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.280千克答案为D。

 

例3在一个封闭的生态系统中,如果生产者光合作用消耗了240摩尔的二氧化碳气体,此过程积累的氧气全部用于初级消费者分解葡萄糖,则其释放并储存在ATP中的能量最多有多少焦耳可被三级消费者获得:40×1161×20%×20%=1857.6KJ

例4某食物网如右图所示,设E种群干物质中的能量5.8×109千焦;B种群干物质量为1.3×108千焦;则A种群干物质中的能量值至少是_4.5107_。若D的总能量为1.5×108kJ,且A只捕食C,则A的能量在__3107__千焦和1.76108__千焦之间。

 

总之,高中生物有关计算问题,有繁有简,难易不一,能否解答这方面的问题,关键是对有关的生物学概念、原理和规律有没有准确深刻的理解。因此对有关生物学计算问题的演练务必要回归到有关的基础概念、基本原理和基本定律中去。也请同学们复习好上学期第一轮复习资料《绿色通道》以及每个单元的单元测试题中那些很具有代表性的典型计算题,通过演练进一步加深对基础知识的理解。

 

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