高中生物相关计算Word文档格式.docx
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前、中期
后期
末期
前期
中期
染色体（条）
2N
4N
N
DNA（个）
2C→4C
4C
2C
C
同源染色体（对）
无
四分体（个）
二、关于配子的种类
1．一个性原细胞进行减数分裂，
（1）如果在染色体不发生交叉互换，则可产生4个2种类型的配子，且两两染色体组成相同，而不同的配子染色体组成互补。
（2）如果染色体发生交叉互换（只考虑一对同源染色体发生互换的情况），则可产生四种类型的配子，其中亲本类型2种（两种配子间染色体组成互补），重组类型2种（两种配子间染色体组成互补）（可参照教材106页图5-11进行分析）
2．有多个性原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂
（1）如果染色体不发生交叉互换，则可产生2n种配子
（2）如果有m对染色体发生互换，则可产生2n+m种配子。
（分析：
据规律
（1）中的②结论可推知：
互换了m对，可产生4m种配子；
据规律
（2）中的①结论可推知：
没发生互换的有n-m对，可产生2n-m种配子；
则共产生配子的种类为：
2n-m×
4m=2n+m种。
三、关于互换率的计算
有A个性原细胞进行减数分裂，若有B个细胞中的染色体发生了互换，则
1．发生互换的性原细胞的百分率=Ｂ／Ａ×
100%
2．在产生的配子中，重组类型的配子占总配子数的百分率（即互换率）＝2B／4A×
100%=B／2A×
3．产生新类型（重组类型）的配子种类：
2种
每种占总配子数的百分率=B／4A×
四、与生物个体发育的相关计算：
1．一个胚珠（内产生一个卵细胞和两个级核，进行双受精）发育成一粒种子；
一个子房发育成一个果实；
2．若细胞中染色体数为2N，则精子、卵细胞、极核内的染色体数都为N；
受精卵→胚细胞中染色体数为2N（来自父、母方的染色体各占1/2），受精极核→胚乳细胞中染色体数为3N（来自父方的占1/3，母方的占2/3，且与精子结合的两个极核的基因型和与另一个精子结合的卵细胞的基因型是相同的），种皮、果皮等结构的染色体数为2N（全部来自母方）。
Ⅲ．生物的遗传、变异、进化相关计算
一、与遗传的物质基础相的计算：
1．有关氨基酸、蛋白质的相关计算
（1）一个氨基酸中的各原子的数目计算：
C原子数＝R基团中的C原子数＋2，H原子数＝R基团中的H原子数＋4，O原子数＝R基团中的O原子数＋2，N原子数＝R基团中的N原子数＋1
（2）肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数目之间的关系：
若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成（n-m）个肽键，脱去（n-m）个水分子，至少有－NH2和－COOH各m个。
（3）氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子量之间的关系：
n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量为：
n•a-（n-m）•18（其中n-m为失去的水分子数，18为水的分子量）；
该蛋白质的分子量比组成其氨基酸的分子量之和减少了（n-m）·
18。
（4）在R基上无N元素存在的情况下，N原子的数目与氨基酸的数目相等。
2．有关碱基互补配对原则的应用：
（1）互补的碱基相等，即A＝T，G＝C。
（2）不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和相等，且等于50%。
（3）和之比 在双链DNA分子中：
●能够互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比同两条互补链中的该比值相等，即：
（A+T）/（G+C）=（A1+T1）/（G1+C1）=（A2+T2）/（G2+C2）；
●不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比等于1，且在其两条互补链中该比值互为倒数，即：
（A+G）/（T+C）=1；
（A1+G1）/（T1+C1）=（T2+C2）/（A2+G2）
（4）双链DNA分子中某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即A＝（A1＋A2）/2（G、T、C同理）。
3．有关复制的计算：
（1）一个双链DNA分子连续复制n次，可以形成2n个子代DNA分子，且含有最初母链的DNA分子有2个，占所有子代DNA分子的比例为
。
（注意：
最初母链与母链的区别）
（2）所需游离的脱氧核苷酸数＝M×
（2n－1），其中M为的所求的脱氧核苷酸在原来DNA分子中的数量。
4．基因控制蛋白质的生物合成的相关计算：
（1）mRNA上某种碱基含量的计算：
运用碱基互补配对原则，把所求的mRNA中某种碱基的含量归结到相应DNA模板链中互补碱基上来，然后再运用DNA的相关规律。
（2）设mRNA上有n个密码子，除3个终止密码子外，mRNA上的其它密码子都控制一个氨基酸的连接，需要一个tRNA，所以，密码子的数量：
tRNA的数量：
氨基酸的数量＝n：
n：
n。
（3）在基因控制蛋白质合成过程中，DNA、mRNA、蛋白质三者的基本组成单位脱氧核苷酸（或碱基）、核糖核苷酸（或碱基）、氨基酸的数量比例关系为6:
3:
1。
5．设一个DNA分子中有n个碱基对，则这些碱基对可能的排列方式就有4n种，也就是说可以排列成4n个DNA分子。
6．真核细胞基因中外显子的碱基对在整个基因中所占的比例＝（编码的氨基酸的个数×
3÷
该基因中的总碱基数）×
100%。
二、有关遗传基本规律的计算：
1．一对相对性状的杂交实验中：
（1）F1产生的两种雌雄配子的几率都是1/2；
（2）在F2代中，共有3种基因型，其中纯合子有2种（显性纯合子和隐性纯合子），各占1/4，共占1/2，杂合子有一种，占1/2；
（3）在F2代中，共有2种表现型，其中显性性状的几率是3/4，隐性性状的几率是1/4，在显性性状中，纯合子的几率是1/3，杂合子的几率是2/3。
（4）一对等位基因的杂合子连续自净n代，在Fn代中杂合子占（1/2）n，纯合子占1－（1/2）n
2．两对相对性状的杂交实验中：
（1）F1双杂合子产生四种雌雄配子的几率都是1/4；
（2）在F2中，共有9种基因型，各种基因型的所占几率如下表：
F2代基因型的类型
对应的基因型
在F2代中出现的几率
纯合子
YYRR、YYrr、yyRR、yyrr
各占1/16
杂合子
一纯一杂
YYRr、yyRr、YyRR、Yyrr
各占2/16
双杂合
YyRr
占4/16
（3）在F2代中，共有四种表现型，其中双显性性状有一种，几率为9/16（其中的纯合子1种，占1/9，一纯一杂2种，各占2/9，双杂合子1种，占4/9），一显一隐性状有2种，各占3/16（其中纯合子2种，各占1/6，一纯一杂2种，各占2/6），共占6/16，双隐性性状有一种，占1/16。
3．配子的种类数＝2n种（n为等位基因的对数）。
4．分解组合法在自由组合题中的应用：
基因的自由组合定律研究的是控制两对或多对相对性状的基因位于不同对同源染色体上的遗传规律。
由于控制生物不同性状的基因互不干扰，独立地遵循基因的分离定律，因此，解这类题时我们可以把组成生物的两对或多对相对性状分离开来，用基因的分离定律一对对加以研究，最后把研究的结果用一定的方法组合起来，即分解组合法。
这种方法主要适用于基因的自由组合定律，其大体步骤是：
●先确定是否遵循基因的自由组合定律。
●分解：
将所涉及的两对（或多对）基因或性状分离开来，一对对单独考虑，用基因的分离定律进行研究。
●组合：
将用分离定律研究的结果按一定方式进行组合或相乘。
三、基因突变和染色体变异的有关计算：
1．正常细胞中的染色体数＝染色体组数×
每个染色体组中的染色体数
2．单倍体体细胞中的染色体数＝本物种配子中的染色体数＝本物种体细胞中的染色体数÷
2
3．一个种群的基因突变数＝该种群中一个个体的基因数×
每个基因的突变率×
该种群内的个体数。
四、基因频率和基因型频率的计算：
1．求基因型频率：
设某种群中，A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA、Aa、aa的基因型频率的计算方法为：
p+q＝1，（p+q）2＝1，p2+2pq+q2=1，即AA+2Aa+aa＝1，所以AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2。
说明：
此结果即“哈代－温伯格定律”，此定律需要以下条件：
①群体是极大的；
②群体中个体间的交配是随机的；
③没有突变产生；
④没有种群间个体的迁移或基因交流；
⑤没有自然选择。
因此这个群体中各基因频率和基因型频率就可一代代稳定不变，保持平衡。
2．求基因频率：
（1）常染色体遗传：
●通过各种基因型的个体数计算：
一对等位基因中的一个基因频率＝（纯合子的个体数×
2＋杂合子的个体数）÷
总人数×
●通过基因型频率计算：
一对等位基因中的一个基因频率＝纯合子基因型频率＋1/2×
杂合子基因型频率
（2）伴性遗传：
●X染色体上显性基因的基因频率＝雌性个体显性纯合子的基因型频率＋雄性个体显性个体的基因型频率＋1/2×
雌性个体杂合子的基因型频率。
隐性基因的基因型频率＝1－显性基因的基因频率。
●X染色体上显性基因的基因频率＝（雌性个体显性纯合子的个体数×
2＋雄性个体显性个体的个体数＋雌性个体杂合子的个体数）÷
雌性个体的个体数×
2＋雄性个体的个体数）。
（3）复等位基因：
对哈迪－温伯格定律做相应调整，公式可改为：
（p+q+r）2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1，p+q+r=1。
p、q、r各复等位基因的基因频率。
Ⅳ．生物与环境的相关计算
1．关于种群数量的计算：
（1）用标志重捕法来估算某个种群数量的计算方法：
种群数量[N]＝第一次捕获数×
第二次捕获数÷
第二捕获数中的标志数
（2）据种群增长率计算种群数量：
设种群的起始数量为N0，年增长率为λ（保持不变），t年后该种群的数量为Nt，则：
Nt＝N0λt
2．能量传递效率的计算：
（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷
下一个营养级的同化量×
（2）同化量＝摄入量－粪尿量
【典例解析】
例题1称取某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。
经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。
3种氨基酸的分子结构式如下：
（1）小肠液为多肽的水解提供的物质是____________________________。
（2）组成一分子的此多肽需氨基酸个数为__________________________。
（3）此多肽分子中3种氨基酸的数量比为___________________________。
（4）控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷酸个数为______________。
解析第
（2）小题由题意可知，415g此多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成415g此种多肽需要脱去90g水。
415g此多肽形成时，需要氨基酸505／100＝5．05（mol），脱水90／18＝5（mol），所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔数之比为：
5．05／5=1.01。
设该肽链上的氨基酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：
n／（n-1）。
得n／（n-1）=1．01，解此方程得n=101。
所以此多肽为101肽。
第（3）小题由题意知每一分子此多肽含半胱氨酸51个，设一分子此多肽中甘氨酸x个，则一分子此多肽含丙氨酸（50-x）。
依据多肽的分子量列出方程：
101×
100＝51×
121+79×
（50-x）+75×
x，解此方程得x＝5。
所以甘氨酸：
丙氨酸：
半胱氨酸=5∶45∶51。
第（4）小题中由mRNA翻译成蛋白质时，是3个碱基决定一个氨基酸，基因转录成mRNA时是以其中的一条链为模板转录的，而基因中有两条链，所以指导合成多肽的基因中的脱氧核苦酸数为多肽中的氨基酸总数乘6。
答案
（1）肽酶
（2）101肽（3）甘氨酸：
半胱氨酸=5∶45∶51（4）606
例题2一个双链DNA分子中，一条链中A的含量为20%，另一条链中A的含量为10%，则在整个分子中A的含量为多少？
解析
解法一：
双链DNA分子中，
∵A＝T，A1＝T2，T1＝A2
据A＋T＝A1＋T1=A2+T2（含量）
得出：
2A＝A1＋A2
A＝（A1+A2）/2＝（10%+20%）/2=15%
解法二：
双链DNA分子中，设每一条链中有100个碱基，则两条链中各有碱基A20个和10个，共有A30个，因为整个DNA分子中共有碱基200个，所以A＝（30÷
200）×
100%＝15%
答案 15%
例题3假设有一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，C和T的个数共有（）
A．15个B．25个C．40个D．60个
解析
mRNA上有60个碱基，则转录成该mRNA的DNA中应有120个碱基。
DNA是双螺旋结构，分子中有两条链。
按照碱基互补配对原则，A＝T，G=C，则在双链DNA分子中，A+C=C+T。
所以C+T=60。
首先画一条线代表mRNA，再在其上边画两条线代表DNA，把题中所给的条件标在图上，然后用碱基互补配对原则推导即可得出答案为D。
例题4人的ABO血型决定于3个等位基因IA、IB、i。
通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：
A型（IAIA，IAi）=0.45；
B型（IBIb，IBi）=0.13；
AB型（IAIB）=0.06；
O型（ii）=0.36。
试计算IA、IB、i这3个等位基因的频率。
解析由于人的ABO血型是由复等位基因决定的，虽然哈迪－温伯格定律同样对其适应，但公式应做相应调整，公式可改为：
设IA基因频率为p，IB为q，i为r，则该等位基因的各基因型频率分别为：
A型（IAIA，IAi）频率=p2+2pr=0.45；
B型（IBIB，IBi）频率=q2+2qr=0.13；
AB型（IAIB）频率=2pq=0.06；
O型（ii）频率=r2=0.36。
由于O型的基因型频率与表现型频率是一致的，所以i的基因频率为r（i）=（0.36）1/2=0.6。
然后再通过i基因频率计算出其他复等位基因频率：
因为A型+O型=IAIA十IAi十ii=p2+2pr+r2=0.45+0.36=0.81，（p+r）2=0.81，故（p+r）=0.9；
又由于r=0.6，所以p=0.9-0.6=0.3；
因为p+q+r=1，所以q=l-0.3—0.6=0.1。
答案 IA基因频率为0.3；
IB基因频率为0.1；
i为0.6。
例题5经减数分裂产生的配子，同时含有3个父方（或母方）染色体的配子占多少？
（ ）
A.
B.
C.
D.
解析该题的关键是要知道在减数分裂第一次分裂中：
同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
任何一条染色体经减数分裂进入指定配子的可能性均为
，让3条指定的染色体同时进入一个指定的配子的可能性均为（
）3。
就像将3枚硬币同时抛向空中，落地时正面（或反面）同时朝上（或朝下）的可能性为1／8一个道理。
还可以用另外一个方法解释此类题目：
根据题意知道A和A′、B和B′、C和C′为3对同源染色体，在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体分离，即A和A′、B和B′、C和C′互相分离，同时非同源染色体自由组合，形成8种配子，每种类型各占1／8，如下图所示，用分枝法写出。
答案C
例题6一颗饱满的花生中有两粒种子，则此花生的形成需要的子房、胚珠和至少的花粉粒数分别是（）
A.2、2、4B．1、1、3C．1、2、2D．1、2、4
解析一颗花生是一个果实，此果实由一个子房发育而成，子房中有多少个胚珠就有可能形成多少个种子。
花生壳是果皮，由子房壁发育而成；
种子由胚珠发育而来，一个胚珠可发育成一粒种子，花生果实中有2粒种子，就需要2个胚珠。
花生是被子植物，进行双受精，一个精子与一个卵细胞结合形成的受精卵发育成胚，一个精子与2个级核结合形成的受精极核发育成胚乳，一粒花粉粒可萌发形成一个花粉管，其中有2个精子，故一粒种子的形成至少需要1粒花粉粒，而2粒种子的形成则需要2粒花粉粒。
答案C
例题7右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。
请据图回答下列问题：
（1）外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是_______________________。
（2）该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是__________________，进行此种呼吸方式所用的底物是________________。
（3）当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0．6，而O2吸收量的相对值为0.4。
此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_______倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的_______倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的________倍。
解析根据图所示曲线，在氧浓度大于10％时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因为以葡萄糖为呼吸底物时，根据有氧呼吸的反应方程式，吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的。
在氧浓度小于10％时，CO2的释放量大于氧气的吸收量，说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的，所以在氧浓度小于10％时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。
第3小题的计算方法是：
在外界氧浓度为4～5％时，O2的吸收量相对值为0．4，则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0．4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2，所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0．4／6。
无氧呼吸释放的CO2的相对值为0．6-0．4＝0．2，按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖释放2molCO2，所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2／2。
由此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是：
（0．2／2）/（0.4／6）＝1．5。
释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是：
［（0．2／2）×
196．65］÷
［（0．4／6）×
2870］＝0．1027。
无氧呼吸转移到ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是：
61．08］÷
1255］＝0.073。
答案
（1）有氧呼吸和无氧呼吸
（2）有氧呼吸葡萄糖（3）1.50.10.07
例题8在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的O2,则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达（）
A．1255kJB．2510kJC．2870kJD．5740kJ
解析生产者通过光合作用产生了60mol氧气，则制造的葡萄糖是10mol，即生产者固定的太阳能为10×
2870kJ。
计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计算，即10×
2870kJ×
20%=5740kJ。
答案D
【专题训练】
一、选择题：
1．人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（ ）
A．746和764B．760和760C．762和762D．4和4
2．谷氨酸的R基为C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ）
A．5、9、4、1B．4、8、5、1C．5、8、4、1D．4、9、4、1
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．
B．
C．
D．
4．某DNA分子片段中，胞嘧啶有240个，占全部碱基的30％，问在这片段中，腺瞟呤有（ ）
A．240B．48C．800D．160
5．假如一个DNA分子含有1000个碱基对，将这个DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成的DNA分子的分子量比原来增加了（ ）
A．1000B．2000C．500D．无法确定
6．已知某多肽链的分子量为1．032×
104；
每个氨基酸的平均分子量为120。
每个脱氧核苷酸的平均分子量为300。
那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为（ ）
A．145548B．90960C．181800D．170928
7．包含500个脱氧核苷酸对的DNA片段，可以编码的
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