生物数据与计算专题

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1、1第十六单元第十六单元 生物数据与计算专题生物数据与计算专题乐清虹桥中学乐清虹桥中学 卓成周卓成周【考点解读考点解读】1 1知识要点知识要点 （1）蛋白质的计算 以蛋白质为主线的计算类型题目主要体现在对氨基酸结构和缩合反应的考查。考查的 类型主要有以下几个方面： 从蛋白质的合成角度考查。如：利用多少氨基酸合成不同数目的多肽链，将产生多 少的水，多肽的相对分子质量、肽键的数目、完整的氨基和羧基的数目计算。 从蛋白质的水解角度来考查。如：水解某多肽产生多个短肽片段，问肽键数目、氨 基的数目、羧基的数目、水消耗量等。 主要考察氨基酸的结构特点。如：给出一条多肽链，要求识别出该多肽链的肽键数 目、氨基

2、酸数目、氨基酸的种类。 （2）细胞分裂的计算 有丝分裂项项 目目间间 期期前前 期期中中 期期后后 期期末末 期期 染色体2n2n2n4n4n2n 染色单体04n4n4n00 DNA2a4a4a4a4a4a2a 同染色体对数NNN2NN 减数分裂项项 目目性原细胞性原细胞初级性母细胞初级性母细胞次级性母细胞次级性母细胞精子或卵细胞精子或卵细胞 染色体2n2nn 或2nn 染色单体04n4n2n或 00 DNA2a4a4a2aa 同源染色体对数NN00 细胞数112 或 14 或 1（3）光合作用的计算 求反应物与反应原料、中间产物、以及产物之间的物质量的数量关系。 （4）细胞呼吸的计算 求反应

3、物与反应原料、中间产物、产物之间的物质量的数量关系，以及反应过程中的 能量变化。 （5）遗传的物质基础的计算 利用碱基互补配对原理求 DNA 中不同碱基的数量和比例。 以半保留复制为背景，求原料的数量、新链总量与旧链总量的数量关系。 基因表达的计算集中在组成 DNA、mRNA 的碱基数目与多肽缩合反应中按基酸数目的 变化。 （6）遗传规律类计算 求后代表现型或基因型的种类数。2求后代某性状或某基因型出现的概率。 （7）有关种群的计算 种群密度的计算：标志重捕法。 种群基因频率计算。 种群增长的“J”型曲线。 （8）生太系统能量流动的计算 该部分的计算围绕能量传递效率展开，以食物链为线索，根据传

4、递的效率来计算某个 营养级的能量，物质传递的计算方法和能量传递相似。 2 2知识重组知识重组 （1）与蛋白质计算有关的知识重组 蛋白质的结构、脱水缩合。基因控制蛋白质的合成。 （2）与细胞分裂计算有关的知识重组 有丝分裂、减数分裂。植物个体发育中各器官的染色体、DNA 变化。DNA 的结构和复 制，染色体数目的变异。 （3）光合作用与细胞呼吸的知识重组 光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量 光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳释放量 光合作用葡萄糖净生产量光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量 （4）与遗传的物质基础计算有关的知识重组 化合物蛋白质、

5、核酸。DNA 的结构和复制。基因控制蛋白质的合成。噬菌体侵染细菌 实验。 （5）与遗传规律的计算有关的知识重组 减数分裂。基因分离规律。基因自由组合。伴性遗传。基因频率。 （6）与能量流动的计算有关的知识重组 光合作用。细胞呼吸。食物链、食物网。能量流动。【例题解析例题解析】例例 1 1 （2005 年上海卷）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（ ） A6，15 B5，18 C5，17 D6，17 解析解析 每个短肽中至少有一个氨基，即 4 肽中至少有 1 个氨基，2 个 3 肽中至少共有 2 个氨基，2 个 6

6、 肽中至少共有 2 个氨基，22 肽水解至少共有 1225 个氨基；多肽 肽键数=氨基酸数1，故肽键总数为（41）2（31）2（61）17 个。另 一种解法是 22 肽由 22 个氨基酸组成，题中的处理相当于 22 个氨基酸形成了 5 条肽链， 故最少氨基数为 5，肽键总数为 22517。 答案 C。 例例 2 2 动物的一个精原细胞在减数分裂中可形成 4 个四分体，则在第二次分裂的中期 可能有的染色体数，染色单体数和 DNA 数是（ ） A2,4,8 B4,8,8 C 8,0,8 D8,16,16 解析解析 本题一容易与有丝分裂混淆，没有把染色体数减半，二容易弄错四分体中同源 染色体对数、染

7、色体数之间的关系，把一个四分体的染色体数读作 4，易错选 D。 一个四分体包含了一对同源染色体，四条染色单体，四个 DNA 分子。在减数第二次分 裂，染色体数目减半，且由于姐妹染色单体没有分开，因此每条染色体都会有两条染色单3体，故此时有 4 条染色体，8 条染色单体，8 个 DNA 分子。 答案 B 例例 3 3 （1998 年上海卷）右图是在一定的 CO2浓度和温度 条件下，某阳性植物和阴性植物叶受光强度和光合作用合成量 （用 CO2的吸收量表示）的关系图。请据图回答： （1）曲线 B 所表示的是植物的受光强度 和光合作用合成量的关系。 （2）a、b 点表示。 （3）叶面积为 25cm2的

8、阳性植物叶片在光强度为 Y 时每 小时的光合作用合成量为mg。 （4）将该阳性植物叶片先在光强度为 X 的条件下放置若干时间，然后放于暗处（光 强度为 Q 时）12h，要使此时叶的干物质量与照射前一样，则需光照h。 （5）在同等条件下，阳性植物呼吸作用的强度比阴性植物。 解析解析 （1）阴性植物适于在较弱的光下生长，其弱光下光合强度要比阳性植物大。 而阳性植物适于在强光下生长，其强光下的光合强度要比阴性植物大。故答案是：阴性。 （2）从图中观察 a、b 两点所在的曲线对应的纵坐标为 0，即植物光合作用从外界吸收的 二氧化碳为零。其光合作用所需的 CO2量与呼吸作用放出的 CO2量相等。故答案是

9、阳性 植物与阴性植物光合作用的合成量与呼吸作用消耗有机物量相等。 （3）在光强度 Y 时， 100cm2的阳性植物叶片每小时的光合作用合成量是（12+4）mg。所以 25cm2同样植物的叶 处在相同条件下，每小时合成的有机物量是 164=4（mg） 。故的答案是 4。 （4）从图中 曲线知道，阳性植物在光强度为 Q 时，其呼出的 CO2量是：4mg/100cm4叶片面积/小时， 则 100cm2的叶片 12 小时消耗的有机物按 CO2释放量计算是；412=48（mg） 。当把 100cm2的叶片放在光强度为 X 的环境里，需照射时间为：8x=48，x=6（h） 。 答案 （1）阴性 （2）阳性

10、植物与阴性植物光合作用的合成量与呼吸作用所消耗的 有机物量相等。 （3）3 （4）6 （5）大 例例 4 4 （2005 年上海卷）一段原核生物的 RNA 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（ ） A33，11 B36，12 C12，36 D11，36 解析解析 本题考查 mRNA 控制蛋白质合成过程。多肽中含有的氨基酸数二肽键数 1；mRNA 中至少含有的碱基数3氨基酸数。转运一个氨基酸需要一个转运 RNA。 答案 B。 例例 5 5 （2005 年上海）在一个远离大陆且交通不便的海岛上，居民中有

11、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，还患有乙种遗传病 （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）-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-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。 （4）-6 的基因型为，-13 的基因型为。 （5）我国婚姻法禁止近亲结婚。若-11 和-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。 解析解析 就计

12、算来讲本题考查的是两对遗传病的概率问题，难度大易出错，解决此类题 的窍门：先只考虑一对相对性状，分别得出各自概率，然后再综合考虑。 （1）根据遗传图谱中上、下代的性状表现进行推断：5 号和 6 号无甲病，生出一个 有甲病的 10 号女儿（或 7 号和 8 号无甲病，生出一个有甲病的 13 号女儿） ；故甲病为常 染色体隐性；又因血友病为伴 X 隐性遗传病，所以 2 病为血友病。 （2）两对性状的遗传遵循自由组合规律。 （3）甲病为常染色体隐性遗传病，可推知 5 号、6 号基因型为 Aa，因此 11 号基因型 为 AA 或 Aa，其概率分别为 1/3 和 2/3。又由题意可知该岛表现型正常的女子

13、基因型为 Aa 的概率是 66%，故他们的子女患甲病概率为 2/366%1/4=11%。 （4）略 （5）由 5 号、6 号的表现型可推知，11 号为 AaBY（2/3）或 AABY（1/3） ，由 7 号、8 号的表现型可推知 13 号为 aaXbXb。11 号与 13 号婚配，其孩子中只患甲病的概率为 （甲病概率）（无乙病概率）=（2/31/2）1/2=1/6。只患乙病的概率为（无甲病概 率）（乙病概率）=（12/31/2）1/2=1/3；只患一种病的概率为（只患甲病概率） +（只患乙病概率）=1/6+1/3=1/2；两病皆患的概率为（甲病概率）（乙病概率）=1/31/2=1/6 答案 （

14、1）乙；常；隐 （2）基因的自由组合规律 （3）11% （4） AaBXb，aaXbXb（5）1/6；1/3；1/2；1/6 例例 6 6 （2004 年上海卷）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（ ） A10 千克 B28 千克 C100 千克 D280 千克 解析解析 由题意得食物链：直接消耗植物量：11/2105（kg） 通过消耗小型肉食动作消耗植物量：11/4103250（kg） 通过消耗羊肉消耗的植物量：11/410225（kg） 共消耗植物量：525025280（kg

15、） 答案 D【能力训练能力训练】A A 卷卷一、选择题一、选择题 1有一多肽化学式为 C55H70O19N10，将它彻底水解后得到四种氨基酸：甘氨酸（C2H5NO2） 、 丙氨酸（C3H2NO2） 、苯丙氨酸（C9H11NO2） 、谷氨酸（C5H9NO4） 。则此多肽中有肽键数（ ）5A8 B9 C10 D11 2玉米的体细胞中含有 20 条染色体，在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、 胚乳细胞、种皮细胞所含染色体数目依次为（ ） A10、10、20、20、20 B10、10、30、30、20 C10、10、20、30、20 D10、20、20、30、20 3现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出二氧化碳的体积之比为 6:7，这是因为（ ） A有 1/4 的酵母菌在进行有氧呼吸 B有 1/3 的酵母菌在进行有氧呼吸 C有 1/2 的酵母菌在进行有氧呼吸 D有 2/3 的酵母菌在进行有氧呼吸 4DNA 分子中的某一区段上有 30