高考生物二輪復習 解題策略4 生物計算題的解題策略課件.ppt

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策略四 生物計算題的解題策略,計算型試題是生物學科中比較常見的一類題型,涉及的知識點主要有蛋白質、光合作用、細胞呼吸、細胞分裂、DNA、遺傳定律、遺傳病發(fā)病率、基因頻率、能量流動、種群密度等。該題型主要考查學生對相關知識點的理解和應用能力以及知識遷移能力、融會貫通能力等。解答這種類型的選擇題應該從以下幾個方面著手。 ①熟悉教材中出現(xiàn)的各種公式和數(shù)量關系,如種群密度、基因頻率、蛋白質中肽鍵數(shù)、蛋白質分子量的計算公式。 ②學會運用相關化學知識,如涉及光合作用與細胞呼吸化學反應式的計算可利用物質的量的關系進行計算。 ③學會運用數(shù)學統(tǒng)計學原理解答概率問題,如計算遺傳概率中常用的加法原理、乘法原理的正確運用。,1.與蛋白質有關的計算 蛋白質的肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸分子數(shù)-肽鏈數(shù)。,注:表中a表示氨基酸平均相對分子質量。,例1：某蛋白質的結構示意圖為 ,其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該蛋白質由m個氨基酸構成,則該蛋白質分子在形成時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質量分別為( ) A.m個、18m B.(m-4)個、18(m-4) C.(m-3)個、18(m-3)+4 D.(m-2)個、18(m-2)+4 方法領悟:該蛋白質含有兩條鏈式肽鏈和一條環(huán)式肽鏈,對于環(huán)式肽鏈結構來說,失水數(shù)等于氨基酸數(shù),因此m個氨基酸在形成這樣的蛋白質分子時失去水分子(m-2)個,計算減少的相對分子質量時不能忽略2個二硫鍵還要失去4個H。 答案:D,,,2.物質通過生物膜層數(shù)的計算 在解答“物質通過生物膜層數(shù)”的相關計算問題時,考生最大的疑惑并不是不知道相關細胞器的層數(shù),而是不知道某物質代謝中進入細胞時在體內的運行路線。因此,計算某物質代謝中進入細胞所通過的膜的層數(shù)或磷脂雙分子層數(shù),一定要弄清物質在體內的運行路線,結合各部分結構和相應功能便可作答。注意,物質進入毛細血管、穿過毛細血管壁和氧氣或二氧化碳穿過肺泡壁時,都要經過兩層細胞膜。 (1)1層生物膜=1層磷脂雙分子層=2層磷脂分子層。 (2)在細胞中,核糖體、中心體、染色體無膜結構;細胞膜、液泡膜、內質網膜、高爾基體膜是單層膜;線粒體、葉綠體和細胞核的膜是雙層膜,但部分物質從核孔穿過核膜時,穿過的膜層數(shù)為0。 (3)肺泡壁、毛細血管壁和消化道管壁都是由單層上皮細胞構成,穿過1層細胞則需穿過2層細胞膜(生物膜)或4層磷脂分子層。 (4)膜泡運輸:大分子物質(神經遞質為小分子物質,也通過胞吐的方式排出)通過胞吞、胞吐的方式出入細胞的過程,物質通過膜的層數(shù)為0。,例2：肺泡中的1個氧分子,以氧合血紅蛋白的形式運輸?shù)浇M織細胞,最后在細胞內成為水中的氧。在此過程中,這個氧分子需通過的選擇透過性膜的次數(shù)共為( ) A.5次 B.7次 C.9次 D.11次 方法領悟:肺泡壁(單層細胞圍成)2層→毛細血管壁(單層細胞圍成)2層→紅細胞膜2層→毛細血管壁(單層細胞圍成)2層→組織液中的組織細胞的細胞膜1層→線粒體2層,即11層細胞膜。,,組織細胞與外界環(huán)境進行氣體交換的整個過程(如圖1所示)是通過內環(huán)境而間接進行的,整個過程包括外呼吸、氣體在血液中的運輸和內呼吸3個環(huán)節(jié)。經過外呼吸實現(xiàn)了血液和外界環(huán)境之間的氣體交換;O2在血液中以氧合血紅蛋白的形式進行運輸;經過內呼吸實現(xiàn)組織細胞與內環(huán)境之間的氣體交換及O2最后參與有氧呼吸而被組織細胞所利用。外呼吸可用下圖2表示,內呼吸可用下圖3表示。,(圖中黑色顆粒表示O2分子),從圖2可知,在肺通氣和肺泡內的氣體交換的過程中,O2要穿過肺泡壁(一層上皮細胞)、毛細血管壁(一層上皮細胞)及紅細胞膜,共計5層生物膜,才能與血紅蛋白結合;從圖3可知,經過組織里的氣體交換,O2進入骨骼肌細胞要透過紅細胞膜、毛細血管壁(一層上皮細胞)和一層骨骼肌細胞膜(合計4層生物膜),再加上O2最終要進入線粒體參與有氧呼吸,而線粒體是具有雙層膜的細胞器,故合計共6層膜。由此可知,外界空氣中O2進入人體骨骼肌細胞被利用,要穿過的生物膜層數(shù)是11層。 答案:D,,3.光合作用和細胞呼吸的綜合計算 有關光合作用和呼吸作用的計算,主要是利用光合作用和呼吸作用的反應方程式,根據原料與產物之間的關系進行簡單的化學計算。并通過正確理解凈光合作用、實際光合作用和呼吸作用之間的關系來對較復雜的問題進行解答。,例3：將某綠色植物放在特定的實驗裝置內,研究溫度對光合作用和呼吸作用的影響(其余的實驗條件是理想條件),實驗以CO2的吸收量和釋放量為指標。實驗結果如下表所示。 下列對該表分析正確的是( ) A.晝夜不停地光照,溫度在35 ℃時該植物不能生長 B.晝夜不停地光照,該植物生長的最適溫度是30 ℃ C.每天交替進行12 h光照,12 h黑暗,溫度均保持在20 ℃條件下該植物積累的有機物最多 D.每天交替12 h光照,12 h黑暗,溫度在30 ℃時,該植物積累的有機物是溫度在10 ℃的2倍,方法領悟:光照下吸收CO2的量為不同溫度下實驗測得值,表示凈光合量;黑暗下釋放CO2的量為相應溫度的呼吸速率。明確上述兩點關鍵信息,就有了正確的解題思路:晝夜不停光照,35 ℃時,植物凈光合量(吸收CO2量)為3.00 mg/h,大于0,該植物能生長;晝夜不停照,25 ℃時該植物凈光合量最大(3.75 mg/h),最適于生長發(fā)育;每天交替12 h光照,12 h黑暗,20 ℃時凈積累有機物最多,為(3.25-1.50)×12=21 mg,其他溫度下有機物凈積累量均可算出;同樣條件下,30 ℃時該植物積累有機物與10 ℃時積累有機物的比為(3.5-3.0)×12∶(1.75-0.75)×12=1∶2。 答案:C,,4.有關堿基數(shù)目和比例的計算 (1)雙鏈DNA分子中兩個互補堿基相等,A=T、C=G,任意兩個不互補的堿基之和占總堿基數(shù)的50%,A+G=T+C=50%。 (2)兩個互補的堿基之和的比值,在DNA的每條單鏈及整個DNA中相等。(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=( A總+T總)/(G總+C總)。 (3)兩個不互補的堿基之和的比例在DNA兩條單鏈中互為倒數(shù)。(A1+G1)/(T1+C1)=n,(A2+G2)/(T2+C2)=1/n。 (4)配對堿基之和所占百分比在DNA兩條單鏈和整個DNA分子中相等。(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A總+T總)%。,例4：一個DNA分子中,G+C占全部堿基46%,又知該DNA分子一條鏈中A=28%,C=22%,求另一條鏈中A和C的比例。 方法領悟:整個DNA中G+C=46%,可知A+T=54%,應用規(guī)律(4),在已知鏈上G+C=46%,可知A+T=54%,因為已知鏈上A=28%,所以T=54%-28%=26%,正好相當于另一條鏈中A的比例。因為已知鏈上C=22%,所以G=46%-22%=24%,正好相當于另一條鏈中C的比例。 答案:26%,24%,,,5.遺傳概率的計算 獨立遺傳的兩對或兩對以上的相對性狀的個體雜交,按照基因的分離定律,通常分開考慮每一對相對性狀的雜交,然后把所得概率相乘或相加(獨立事件一起出現(xiàn)的概率用乘法原理,互斥事件共出現(xiàn)的概率用加法原理)。,例5：已知基因A、B、C及其等位基因分別位于3對同源染色體上,現(xiàn)有一對夫婦,妻子基因型為AaBBCc,丈夫基因型為aaBbCc,其子女中基因型有多少種,表現(xiàn)型有多少種?其子女中基因型為aaBBCC的比例和出現(xiàn)具有A_B_C_表現(xiàn)型的女兒的比例分別是多少? 方法領悟:要計算AaBBCc×aaBbCc雜交后代中基因型和表現(xiàn)型種類數(shù)、特定基因型或表現(xiàn)型的比例可以針對每一對基因分開考慮。 Aa×aa→基因型2種(1/2Aa,1/2aa);表現(xiàn)型2種(1/2顯,1/2隱)。 BB×Bb→基因型2種(1/2BB,1/2Bb);表現(xiàn)型1種(1顯)。 Cc×Cc→基因型3種(1/4CC,2/4Cc,1/4cc);表現(xiàn)型2種(3/4顯,1/4隱)。 然后再綜合在一起。 子女中基因型:2×2×3=12(種);表現(xiàn)型:2×1×2=4(種)。 子女中基因型為aaBBCC的比例為1/2aa×1/2BB×1/4CC=1/16。 表現(xiàn)型為A_B_C_的比例為1/2A_×1B_×3/4C_=3/8,而A_B_C_表現(xiàn)型的女兒的比例為3/8×1/2=3/16。 答案:12,4,1/16,3/16,,,例6：(2015江西南昌十校聯(lián)考二模)下列計算中正確的是( ) A.顯微鏡下一個視野中,完整的細胞個數(shù)為80個,當放大倍數(shù)增加4倍,該視野中可觀察到的完整細胞個數(shù)為20個 B.一個種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%,60%,10%,該種群中每種基因型的個體中雌雄比例為1∶1,所有個體自由交配,子代中基因型頻率不變 C.某學校的學生中某一相對性狀的各基因型比率為XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=44%∶5%∶1%∶43%∶7%,則Xb的基因頻率約為9.3% D.人的ABO血型決定于3個等位基因IA、IB、i。通過抽樣調查發(fā)現(xiàn)血型頻率(基因型頻率):A型(IAIA,IAi)=0.45;B型(IBIb,IBi)=0.13;AB型(IAIB)=0.36;O型(ii)=0.06。IA、IB基因的頻率分別是0.3、 0.1,方法領悟:由于細胞鋪滿整個視野,計算時按照放大倍數(shù)的平方計算,因此視野中觀察到5個細胞,A項錯誤;由遺傳規(guī)律可知,當雌雄比例為1∶1且個體自由交配的條件下,后代中基因型頻率改變,但基因頻率不變,B項錯誤;設IA、IB、i的基因頻率分別為p,q,r,則IAIA的基因型頻率為p2,IAi的基因型頻率為2pr;IBIB的基因型頻率為q2,IBi的基因型頻率為2qr;ii的基因型頻率為r2;IAIB的基因型頻率為2pq,D項錯誤;據題意得知C項正確。 答案:C,,7.能量流動的計算 有關生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算,在高考中題型變化多樣,多以流程示意圖為載體,也可直接以文字敘述提供有關信息。計算時應注意以下信息。(1)明確傳遞效率是10%還是20%。(2)關注示意圖中關于能量的術語含義,流入消費者體內的能量是指該級消費者生物的同化量而非攝入量。攝入量和同化量的關系是攝入量=同化量+糞便中的能量。糞便中的能量不屬于排出糞便的消費者,而屬于上一營養(yǎng)級;另外同化量還可以用保留在體內的能量和呼吸消耗的能量之和來表示。(3)人工生態(tài)系統(tǒng)中的能量來源,除生產者固定的能量外,可能有人工添加的能量(飼料),在計算傳遞效率時應考慮其影響;有關環(huán)保的生態(tài)系統(tǒng)(污水處理)中,污水中的有機成分也為生態(tài)系統(tǒng)提供了能量。,例7：下表是某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調查結果。表中A、B、C、D分別表示不同的營養(yǎng)級,E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量,Pn表示生物體貯存能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。圖示該系統(tǒng)中部分生物間的食物關系。,(1)該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營養(yǎng)級傳遞到第四營養(yǎng)級的效率是 。,(2)圖乙中,若鼠和昆蟲糞便中的能量為M,呼吸作用消耗的能量為R,用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動的能量為N,則圖中第二營養(yǎng)級的同化量可表示為 。若蛇的食物有4/5來自鼠,1/5來自蛙。則從理論上講,蛇每增加1 kJ能量,至少消耗植物 kJ,假設傳遞效率不變,蛇的食物中,鼠的比例變?yōu)?/5,消耗相同的植物,蛇同化的能量是原來的 。 方法領悟:(1)因為B營養(yǎng)級含能量最多,貯存的能量和呼吸消耗的能量也最多,故B是生產者;已知E是分解者,按照生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減的特點,食物鏈則為B→D→A→C;則第三營養(yǎng)級傳遞到第四營養(yǎng)級的效率是0.9/15.9×100%=5.7%。(2)糞便量不屬于本種群的同化量,故第二營養(yǎng)級的同化量為N+R;蛇每增加1 kJ能量,由鼠提供4/5,由蛙提供1/5,按照20%傳遞效率計算,需要消耗植物45 kJ;假設蛇同化的能量為x,則由鼠提供1/5x,由蛙提供4/5x,按照20%效率計算,需要植物105x,根據題意在兩種情況下“消耗相同的植物”,105x=45,即x=3/7。 答案:(1)5.7% (2)N+R 45 3/7,,,