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题型六数据计算类答题模板题型特点在高中生物教材中许多知识都可以量化，涉及的定量计算题主要是依据生物学原理，运用数学工具来解决生物学中的问题。计算题的考查核心在于通过定量计算考查学生对相关概念、原理和生理过程的理解和掌握程度。定量计算题的取材主要涉及蛋白质、DNA、光合作用与呼吸作用、细胞分裂、遗传育种、基因频率、种群数量、食物链与能量流动等方面的内容。首先要明确知识体系，找准所依据的生物学原理。其次要灵活地运用数学思想、化学常识，对题干进行合理分析、综合推理，理清其中的数量关系。最后注意计算过程的准确性。一、物质跨膜层数的计算例1CO2从外界进入某绿色植物细胞完成光合作用，然后又通过有氧呼吸被分解成CO2离开该细胞，共穿过多少层生物膜()A．6层B．8层C．10层D．12层解析可先画出该过程的简图(如图所示)，再根据题意来解答。绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体；葡萄糖在细胞质基质中完成有氧呼吸的第一阶段，由此产生的丙酮酸进入线粒体进行彻底的氧化分解。C得分技巧(1)在真核细胞中，线粒体、叶绿体、细胞核为双层膜，细胞膜、液泡、内质网、溶酶体、高尔基体为单层膜，核糖体、中心体无膜；原核细胞只考虑细胞膜。(2)肺泡壁、毛细血管壁、小肠绒毛壁、肾小管壁由单层上皮细胞构成、物质通过这些壁要穿透2层膜。(3)胞吞、胞吐形成具膜小泡要借助膜融合，并不是通过膜结构，即穿透膜层数为0；另外，物质(如mRNA等)通过核孔也不通过膜结构，所以穿透膜层数同样为0。对应训练1外界空气中的O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数和磷脂分子层数是()A．5层和10层B．10层和10层C．11层和22层D．12层和24层解析解答本题时可通过图1、图2帮助理解。肺泡壁和毛细血管壁均由一层上皮细胞构成，外界空气中的O2进入肺泡，再由肺泡进入毛细血管要通过4层膜(相当于通过2层细胞)；O2在血液中的运输需要血红蛋白作为载体，而血红蛋白存在于红细胞内，故O2需要进入红细胞才能被运输(通过1层细胞膜)，其过程如图1所示；当到达相应的组织后，O2又从红细胞中出来(通过1层细胞膜)；通过组织处毛细血管壁，穿过1层细胞(2层细胞膜)，最后从组织液进入组织细胞再进入线粒体(通过3层生物膜)，其过程如图2所示。而每一层的生物膜都由2层磷脂分子构成。答案C二、与光合作用和细胞呼吸有关的计算例2将生长状况相同的某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下的数据。可以得出的结论是()组别一二三四温度(℃)27282930暗处理后重量变化(mg)－1－2－3－1光照后与暗处理前重量变化(mg)＋3＋3＋3＋1注：净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率A．该植物光合作用的最适温度是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C．27～29℃的净光合速率相等D．30℃下实际光合速率为2mg·h-1解析从表中分析，光照1小时，暗处理2小时，则在27℃时形成的总光合量是3＋1＋1＝5mg；28℃时形成的总光合量是3＋2＋2＝7mg；29℃时形成的总光合量是3＋3＋3＝9mg；30℃时形成的总光合量是1＋1＋1＝3mg。由此该植物光合作用的最适温度约是29℃，当然呼吸作用的最适温度约是29℃。再分析净光合速率(即在光下的净光合速率)：27℃时应为5－1＝4mg；28℃时应为7－2＝5mg；29℃时应为9－3＝6mg,27～29℃下的净光合速率是不相等的。30℃下的实际光合速率(即在光下总光合速率)为3mg/h。答案B得分技巧实际光合速率和净光合速率的计算方法：根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，光合作用强度可用如下三种方式表示：①用O2表示：实际光合速率＝释放到外界的O2＋呼吸消耗的O2；②用CO2表示：实际光合速率＝从外界吸收的CO2＋呼吸释放的CO2；③用葡萄糖表示：实际光合速率＝葡萄糖的增加量＋呼吸消耗的葡萄糖量。对应训练2以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下表所示。下列分析正确的是()项目5℃10℃20℃25℃30℃35℃光照条件下CO2吸收量/mg·h-111.83.23.73.53黑暗条件下CO2释放量/mg·h-10.50.7512.333.5A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量小于30℃时的量B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D．光合作用净积累有机物量与呼吸作用消耗有机物量相等时的温度最可能是介于30℃至35℃之间解析表格中黑暗条件下CO2释放量表示呼吸作用量，而光照下CO2吸收量表示净光合量，即“实际光合量—呼吸作用量”，在35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等，都是3＋3.5＝6.5mg/h。积累量最多时，光照下CO2的吸收量最多，此时的温度为25℃，在25℃时光合作用实际量约为2.3＋3.7＝6mg/h，此后光合作用实际量还在增加。由表格数据特点可以看出，净光合量先增加后减少，而呼吸作用消耗量一直在增加，所以二者相等的温度最可能是介于30℃和35℃之间。答案D三、与中心法则有关的计算例3一个mRNA分子有m个碱基，其中G和C共有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则其模板DNA分子中A和T之和、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()A．m，m/3－1B．m，m/3－2C．2(m－n)，m/3－1D．2(m－n)，m/3－2解析第一步：作图。第二步：转换。由题干“一个mRNA分子有m个碱基，其中G和C共有n个”可知，x＋y＋z＋w＝m；z＋y＝n。由题干“其模板DNA分子中A和T之和、合成蛋白质时脱去的水分子数”可知，求(x＋w)＋(w＋x)和脱去的水分子数。第三步：计算。(x＋w)＋(w＋x)＝2(x＋w)＝2[(x＋y＋z＋w)－(z＋y)]＝2(m－n)。脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝m/3－2。答案D得分技巧(1)有关碱基互补配对规律的计算①双链DNA中的两个互补的碱基相等；任意两个不互补的碱基之和相等，并占全部碱基总数的50%。分别表示为：A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。②在双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)＝1，不会因物种的改变而改变。③在双链DNA分子中的一条单链的(A＋G)/(C＋T)的值与另一条互补链中(A＋G)/(C＋T)互为倒数。④在DNA双链中(A＋T)/(C＋G)等于此DNA任一单链中的(A＋T)/(C＋G)的值。⑤在双链DNA分子中，互补的两碱基和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。(2)有关DNA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1/2n-1。②复制n次所需含某碱基游离的脱氧核苷酸数＝M×(2n－1)，其中M为所求的脱氧核苷酸在原来DNA分子中的数量。③第n次复制，所需含该碱基游离的脱氧核苷酸数为M×2n－1。(3)由DNA分子转录成mRNA分子的计算①碱基数量上，在DNA单链和RNA分子上，互补碱基之和相等，并且等于双链DNA的一半。②互补碱基之和占各自总碱基的百分比在双链DNA、有意义链及其互补链中恒等，并且等于RNA中与之配对的碱基之和的百分比。(4)基因控制蛋白质合成的计算①设mRNA上有n个密码子，除3个终止密码子外，mRNA上的其他密码子都对应一个氨基酸，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＝1∶1∶1。②在基因控制蛋白质合成的过程中，DNA分子碱基数∶RNA分子碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。③肽键数(得失水数)＋肽链数＝氨基酸数＝mRNA碱基数/3＝(DNA)基因碱基数/6。④DNA脱水数＝核苷酸总数－DNA单链数＝c－2；mRNA脱水数＝核苷酸总数－mRNA单链数＝c－1。⑤DNA分子量＝核苷酸总分子量－DNA脱水总分子量＝(6n)d－18(c－2)；mRNA分子量＝核苷酸总分子量－mRNA脱水总分子量＝(3n)d－18(c－1)。对应训练3有一多肽，分子式为C55H70O19N10，将它彻底水解后，得到下列四种氨基酸：谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。控制该多肽形成的基因中至少含有碱基对()A．10B．30C．60D．29解析由四种氨基酸的分子式知，每一个氨基酸都只含有一个氨基，即只含一个N原子，由多肽的分子式中10个N原子可确定多肽有10个氨基酸脱水缩合而成，根据氨基酸数目与基因碱基数目比例1∶6可知，控制该多肽形成的基因中至少含有30个碱基对。B四、与细胞分裂有关的计算例4人体性母细胞在减数分裂的四分体时期，其四分体数、着丝点数、染色单体数和多核苷酸链数分别是()A．23、92、92和92B．46、46、92和46C．23、46、46和46D．23、46、92和184解析联会后的每一对同源染色体含有四个染色单体，这叫做四分体，四分体含有一对(2条)同源染色体或说4个染色单体，每个染色单体含一个双链DNA，四分体中含4×2＝8条多核苷酸链。人体细胞含有23对同源染色体，则可根据上述关系计算出相应数据。D得分技巧给出细胞分裂某个时期的分裂图，计算该细胞中的各种数目。该种情况的解题方法是在熟练掌握细胞分裂各期特征的基础上，找出计算各种数目的方法：①染色体的数目＝着丝点的数目。②DNA数目的计算分两种情况：当染色体不含染色单体时，一个染色体上只含有一个DNA分子；当染色体含有染色单体时，一个染色体上含有两个DNA分子。③在含有四分体的时期(联会时期和减数第一次分裂中期)，四分体的个数等于同源染色体的对数。对应训练4如果一个精原细胞核的DNA分子都被15N标记，现只供给该精原细胞含14N的原料，则其减数分裂产生的4个精子中，含有15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为(不考虑交叉互换现象)()A．100%、0B．50%、50%C．50%、100%D．100%、100%解析依据题意画出减数分裂过程中染色体的变化简图(如图1)。由于染色体是由DNA和蛋白质组成的，染色体的复制实际上是DNA分子的复制，而DNA分子的复制是半保留复制，故可再画出图2来帮助解题。答案D五、与遗传定律有关的计算例5人类的遗传病中，苯丙酮尿症、白化病、半乳糖血症均属于隐性遗传病，三种性状都是独立遗传的。某夫妇，丈夫的父亲正常，母亲患白化病，弟弟是苯丙酮尿症和半乳糖血症患者。妻子有一个患以上三种病的妹妹，但父母正常。试分析以上这对正常夫妇生一个同时患两种遗传病子女的概率是()A．3/162B．7/162C．16/162D．27/162解析总体思路：用分离定律解决组合问题。(1)设患苯丙酮尿症的基因型为aa，白化病为bb，半乳糖血症为cc。(2)根据题意，不难推出丈夫的父母的基因型为：AaB__Cc×AabbCc；妻子的父母的基因型分别为：AaBbCc×AaBbCc。(3)由于夫妇都正常，因此，他们都存在以下可能性：丈夫：Aa＝2/3，Bb＝1，Cc＝2/3；妻子：Aa＝2/3，Bb＝2/3，Cc＝2/3。(4)他们后代患一种遗传病概率的情况：①苯丙酮尿症为aa＝2/3×2/3×1/4＝1/9，正常为A__＝1－1/9＝8/9；②白化病为bb＝2/3×1/4＝1/6，正常为B__＝1－1/6＝5/6；③半乳糖血症为cc＝2/3×2/3×1/4＝1/9，正常为C__＝1－1/9＝8/9。(5)具体只患两种病概率的情况：A__bbcc＝8/9×1/6×1/9＝8/486，aaB__cc＝1/9×5/6×1/9＝5/486，aabbC__＝1/9×1/6×8/9＝8/486。所以，只患两种遗传病子女的概率＝8/486＋5/486＋8/486＝21/486＝7/162。答案B得分技巧确定试题