类型一:与显微镜放大倍数有关的数学计算题
例1:求放大倍数
某同学在观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时,使用的目镜是5×,物镜是10×。
则,该同学所观察的细胞被放大了多少倍?
解题依据:放大倍数 = 目镜放大倍数×物镜放大倍数
所以,细胞被放大了5×10 = 50倍
例2:求放大倍数、视野中细胞数
某同学在观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时,所使用的显微镜的目镜头有5×、
10×、12.5×,物镜头有10×、40×。则,
⑴、采用怎样的镜头组合视野中的细胞数量最多?
⑵、采用怎样的镜头组合视野中的细胞最大?
解题依据:放大倍数与视野中细胞数量成反比;放大倍数与视野中细胞边长成正比。
所以:⑴、采用5×的目镜头与10×的物镜头组合时,视野中的细胞数量最多。
⑵、采用12.5×的目镜头与40×的物镜头组合时,视野中的细胞最大。
例3:求视野中细胞数
显微镜的放大倍数为K1时,视野中央有M个细胞排成一列。
求:显微镜的放大倍数为K2时,视野中央的细胞数目。
解题依据:放大倍数与视野中细胞数量成反比。
设:显微镜的放大倍数为K2时,视野中央的细胞数目为N,
则: K1 / K2 = N / M 。 N= M K1 / K2
例4:求视野中细胞数
显微镜的放大倍数为K1时,视野中央被M个细胞充满。
求:显微镜的放大倍数为K2时,视野中的细胞数目。
解题依据:放大倍数与视野中细胞数量成反比;显微镜放大的实质是线性放大;
不同放大倍数下视野中细胞数量比等于放大倍数比的平方的倒数。
设:显微镜的放大倍数为K2时,视野中的细胞数目为N,
则:( K1 / K2 )2 = N / M 。 N= M( K1 / K2 )2
类型二:有关脱水缩合的数学计算
例1:求肽键数、脱水数、氨基数、羧基数、蛋白质相对分子量
假若20种氨基酸的相对平均分子量为a,某蛋白质分子由M个氨基酸分子组成的N条
多肽链构成的。则:
⑴、该蛋白质分子中所含肽键数是多少?
⑵、形成该蛋白质分子过程中,脱掉的水分子数是多少?
⑶、该蛋白质分子中至少含有多少个氨基?
⑷、该蛋白质分子中至少含有多少个羧基?
⑸、该蛋白质分子的相对分子量是多少?
解题依据:脱水缩合形成的一条肽链中,肽键数比氨基酸数少1;
每条肽链上的肽键数 = 脱掉的水分子数 = 氨基酸数–肽链数
每个基酸分子上至少含有1个氨基和1个羧基。
氨基或羧基总数 = R基中氨基或羧基数 + 肽链数
注:氨基或羧基数至少等于肽链数(即R基中无氨基或羧基)
蛋白质相对分子质量 = 氨基酸相对分子质量总和–失去水分子的相对分子质量总和。
⑴、该蛋白质分子中所含肽键数 = M – N
⑵、形成该蛋白质分子过程中,脱掉的水分子数 = M – N
⑶、该蛋白质分子中至少含有N个氨基。
⑷、该蛋白质分子中至少含有N个羧基。
⑸、该蛋白质分子的相对分子量 = Ma – 18(M - N)
例2:求氨基数、羧基数
某蛋白质分子含有100个氨基酸,108个氨基,110个羧基,两条肽链。则:
⑴、该蛋白质分子中所含氨基数至少是多少?
⑵、该蛋白质分子中所含羧基数至少是多少?
解题依据:每个基酸分子上至少含有1个氨基和1个羧基。
氨基或羧基总数 = R基中氨基或羧基数 + 肽链数
注:氨基或羧基数至少等于肽链数(即R基中无氨基或羧基)
⑴、该蛋白质分子中所含氨基数至少 = 108 – 100 + 2 = 10 个
⑵、该蛋白质分子中所含羧基数至少 = 110 – 100 + 2 = 12 个
例3:求脱水数
由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子,含n条肽链,其中z条是环状多肽,这个蛋白质
分子完全水解共需水分子个数是多少?
解题依据:脱水缩合形成的一条肽链中,肽键数比氨基酸数少1;
脱水缩合形成的环状肽中,肽键数 = 氨基酸数。
这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数 = m-n + z
例4:求蛋白质分子中某种氨基酸数
有一条多肽链由12个氨基酸组成,分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),这条多肽链
经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H7NO2)、天冬
氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。水解产物中天冬氨
酸的数目是多少?
解题依据:蛋白质中N原子数 = 各氨基酸中N原子的总数;
蛋白质中O原子数 = 各氨基酸中O原子的总数 – 脱水数。
天冬氨酸的数目 = (w-13) / 2个
例5:判断蛋白质分子中某种氨基酸的化学式
谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽,它是由谷氨
酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的,则半胱氨酸可能的分子式
应该是?
解题依据:质量守恒定律
分析:三种氨基酸缩合成三肽过程中要脱去两分子H2O,根据质量守恒定律,另一氨基酸
的元素组成为:C10H17O6N3S + 2H2O -C5H9O4N -C2H5O2N =C3H7O2NS。
类型三:物质跨膜层数的计算
例1:求O2跨膜层数
环境中的O2参与人体细胞有氧呼吸至少需要穿过多少层生物膜?
解题依据:O2→肺泡壁→毛细血管壁→红细胞膜→红细胞膜→毛细血管壁→细胞膜→线粒体膜;
肺泡壁、毛细血管壁由单层上皮细胞构成,物质通过这些壁要穿透2层膜;
细胞膜为单层膜;线粒体为双层膜。
环境中的O2参与细胞有氧呼吸需要穿过2 + 2 + 1 + 1 + 2 + 1 + 2 = 11层生物膜
例2:求O2跨膜层数
人体内产生的CO2离开人体到达环境至少要通过几层生物膜?
参照例1,要穿过2 + 2 + 1 + 1 + 2 + 1 + 2 = 11层生物膜膜。
例3:求O2跨膜层数
环境中的O2参与人体细胞有氧呼吸至少需要穿过多少层磷脂双分子层?
解题依据:生物膜是由磷脂双分子层构成的。
参照例1,要穿过2 + 2 + 1 + 1 + 2 + 1 + 2 = 11层磷脂双分子层。
例4:求O2磷脂分子层层数
环境中的O2参与人体细胞有氧呼吸至少需要穿过多少层磷脂分子层?
解题依据:生物膜是由磷脂双分子层构成的。
参照例1,要穿过(2 + 2 + 1 + 1 + 2 + 1 + 2)×2 = 11×2 = 22层磷脂分子层。
例5:求葡萄糖跨膜层数
淀粉在消化道被消化成葡萄糖后被吸收,直到在细胞内经有氧呼吸分解,至少需要通过
几层生物膜?
解题依据:葡萄糖→小肠绒毛壁→毛细血管壁→毛细血管壁→细胞膜;
毛细血管壁、小肠绒毛壁由单层上皮细胞构成,物质通过这些壁要穿透2层膜。
肠道中的葡萄糖参与细胞有氧呼吸需要穿过2 + 2 + 2 + 1 = 7层生物膜
例6:求葡萄糖跨膜层数
肾小管中葡萄糖被重吸收,直到在细胞内经有氧呼吸分解,至少需要通过几层生物膜?
解题依据:葡萄糖→肾小管壁→毛细血管壁→毛细血管壁→细胞膜;
毛细血管壁、小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。
肾小管中的葡萄糖参与细胞有氧呼吸需要穿过2 + 2 + 2 + 1 = 7层生物膜
例7:求胰岛素分子跨膜层数
胰岛B细胞合成分泌胰岛素的过程中,胰岛素分子需要通过几层生物膜?
解题依据:高尔基体包装胰岛素→高尔基体囊泡→细胞外;
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;
胰岛素分子需要通过0层生物膜。
例8:求mRNA跨膜层数
在基因表达的过程中,mRNA分子从细胞核到达细胞质中核糖体需要通过几层生物膜?
解题依据:mRNA等出入,通过核孔不通过膜结构,穿透膜层数为0。
mRNA分子从细胞核到达细胞质中核糖体需要通过0层生物膜
例9:求O2跨膜层数
叶绿体光合作用产生的O2参与有氧呼吸,最少要通过多少层生物膜?
解题依据:O2→类囊体膜→叶绿体膜→线粒体魔;
类囊体为单层膜;线粒体、叶绿体为双层膜。
叶绿体光合作用产生的O2参与细胞有氧呼吸需要穿过1 + 2 + 2 = 5层生物膜
类型四:细胞分裂方面的计算
例1:求染色体组数、染色体数
在显微镜下发现一个处于分裂后期的动物次级卵细胞中,有形态、大小两两相同的染色体14对,
则该动物体细胞中的染色体组数、体细胞和卵细胞中的染色体数目分别是多少?
解题依据:次级细胞后期着丝点已经分裂,细胞中形态大小相同的染色体成对,是两个染色体组;
次级细胞中形态大小相同的染色体成对,分裂形成的子细胞(配子)中只有一个染色体组;
次级细胞中形态大小相同的染色体的对数,就是配子中染色体数;
体细胞中染色体数是配子染色体数的2倍;
体细胞中染色体组数是配子染色体组数的2倍;
则:该动物体细胞中的染色体组数是2;
体细胞染色体数目是28;
卵细胞中的染色体数目14
例2:求四分体数、染色单体数
人的体细胞中含有46条染色体,则,减数分裂过程中出现的四分体、染色单体数分别是多少?
解题依据:四分体数就是同源染色体对数;
每条染色体上最多有两条染色单体。
则:减数分裂过程中出现的四分体数是23个;
染色单体数是92个
常用到的规律还有:
①、染色体数 = 着丝点数;
②、染色单体数 = 染色体数×2或0;
③、核DNA分子数 = 染色体数或染色单体数(两者共存时,与后者相等)。
例3:求精子数
某动物的精巢中有40个精原细胞,经过减数分裂可形成多少个精子?
解题依据:1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞→4个精子;
则:40个精原细胞,经过减数分裂可形成160个精子。
例4:求卵细胞数、极体数
某动物的精巢中有40个卵原细胞,经过减数分裂可形成多少个卵细胞,多少个极体?
解题依据:1个卵细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵细胞+1个极体→1个卵细胞+3个极体(消失);
则:40个卵原细胞,经过减数分裂可形成40个卵细胞,120个极体。
例5:求精子种类数
某动物体细胞中有n对等位基因,不考虑交叉互换,经过减数分裂可形成多少种精子?
解题依据:一对等位基因按照分离定律,能产生2种精子,n对(自由组合)产生2n种精子。
则:有n对等位基因,不考虑交叉互换,经过减数分裂可形成2n种精子
例6:求精子种类数
某动物体细胞中有n对等位基因,不考虑交叉互换,一个精原细胞经过减数分裂可形成多少
种精子?
解题依据:按照分离定律, n对等位基因(自由组合)产生2n种精子。
一个精原细胞能产生4个精子,共2种。
则:有n对等位基因,不考虑交叉互换,一个精原细胞经过减数分裂可形成2种精子。
例7:求精原细胞数
某动物体细胞中有n对等位基因,不考虑交叉互换,减数分裂形成2n种精子至少需要多少
个精原细胞?
解题依据:按照分离定律, n对等位基因(自由组合)产生2n种精子。
一个精原细胞能产生4个精子,共2种。
则:有n对等位基因,不考虑交叉互换,形成2n种精子至少需要2n-1个精原细胞。
例8:求卵细胞种类数
某动物体细胞中有n对等位基因,不考虑交叉互换,一个卵原细胞经过减数分裂可形成多少
种卵细胞?
解题依据:按照分离定律, n对等位基因(自由组合)产生2n种卵细胞。
一个卵原细胞能产生1个卵细胞,共1种。
则:有n对等位基因,不考虑交叉互换,一个精原细胞经过减数分裂可形成2种精子。
例9:求卵原细胞数
某动物体细胞有n对等位基因,不考虑交叉互换,减数分裂形成2n种卵细胞至少需要多少
个卵原细胞?
解题依据:按照分离定律, n对等位基因(自由组合)产生2n种卵细胞。
一个卵原细胞能产生1个卵细胞,共1种。
则:有n对等位基因,不考虑交叉互换,形成2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞。
例10:求比例数
将精原细胞的染色体DNA用32P标记后,放在只含31P的原料中完成减数分裂。则含32P和
含31P标记的精子所占的比例各是多少?
解题依据:减数分裂过程中,核DNA只复制一次;
半保留式复制——每个子代DNA分子都保留亲代的一条链;
则:含32P和含31P标记的精子所占的比例都是100%
类型五:DNA和RNA方面的计算
例1:求DNA分子相对分子量
某DNA片段的相对分子量为A,4种脱氧核苷酸的相对平均分子量为a,则,该DNA片段中含有的
碱基数是多少?
解题依据:DNA片段是由脱氧核苷酸经脱水缩合形成的两条链。
设:该DNA片段中含有的碱基数X,则有:
aX – 18(X – 2) = A X = [A + 18(X – 2)] / a
例2:求DNA分子某条链上某种碱基数
在一个双链DNA分子中,G占碱基总数的18%,其中一条链中G占20%。那么,此链中C应为多少?
解题依据:DNA分子的两条链的碱基数一定是相等;
已知:G占碱基总量的18%,则C+G=2×18%=36%,这个比例在任何一条链中都相等。
已知:其中一条链中G占20%,则这条链中的C=36%-20%=16%。
例3:求DNA分子中碱基数
某双螺旋DNA中含腺嘌呤5个,腺嘌呤与鸟嘌呤之比为1∶3,则该DNA片段模型中含有脱氧核糖
的数目是多少?
解题依据:碱基互补配对原则,即A=T,G=C。
则:因A=5,A∶G=1∶3,所以G=15?A=T,G=C。所以A+T+G+C=40(个)?
例4:碱基比值计算
一个标准的双链DNA分子的一条链上(A+T) / (C+G)=a,其互补链中(C+G) / (A+T)
的比值是多少?互补链上(A+T) / (C+G)比值是多少?
解题依据:碱基互补配对原则,即A=T,G=C;
双链DNA分子互补链上不互补碱基之和的比互为倒数。
则:互补链中(C+G) / (A+T)= a
互补链上(A+T) / (C+G)= 1 / a
例5:求脱氧核苷酸原料数;求复制后子代DNA分子数。
用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N的培养基中连续
复制4次,则含有15N的DNA分子占多少?含有14N的DNA分子占多少?复制过程中需腺嘌呤脱氧
核苷酸多少个?复制结果共产生多少个DNA分子?
解题依据:半保留式复制——每个子代DNA分子都保留亲代的一条链;
碱基互补配对原则,即A=T,G=C;A+T+G+C = 碱基总数
DNA分子复制为几何级数增加,即子代DNA数 = 2n个(n为复制次数)。
所需原料数按照 2n – 1个 DNA分子计算
则:含有15N的DNA分子占 1 / 8;所有子代DNA分子都含有14N;
复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸=40×(24 – 1)= 600个
复制结果共产生16个DNA分子。
例6:同位素标记后的复制,求子代DNA分子质量的平均数
假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a,若将其长期培养在含15N的培养基中,便
得到含15N的DNA,其相对分子质量为b。现将含15N的DNA的大肠杆菌再培养在含14N的培养
基中,那么,培养二代后的DNA的相对分子质量平均是多少?
解题依据:半保留式复制——每个子代DNA分子都保留亲代的一条链;
DNA一条链为14N另一条链为15N时,对分子量 = (a + b)/ 2;
培养两代,就是复制两次,共有子代DNA分子4个,2个只含14N,两个既含15N又含14N。
则:二代后的DNA相对分子质量平均 ={ 2a + [(a + b)/ 2]×2} / 4 =(3a + b)/ 4
例7:求脱氧核苷酸原料数
已知某DNA分子共含有1000个碱基对,其中一条链上A:G:T:C = 1:2:3:4。该DNA分子
连续复制2次,共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子多少个?
解题依据:碱基互补配对原则,即A=T,G=C。
则:一条链上A:G:T:C = 1:2:3:4,知:G占该链20%;
互补链上T:C:A:G = 1:2:3:4,知:G占该链40%;
知:G占碱基总数30%;
该DNA分子中G的数量=1000×2×30%=600
该DNA分子连续复制2次,共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数=600×(22–1)=1800
例8:求复制次数
已知一个完全标记上15N的DNA分子复制后,子代DNA分子中不含15N的DNA分子总数与含15N的
DNA分子总数的比是7:1,则,该DNA分子复制了几次?
解题依据:半保留式复制——每个子代DNA分子都保留亲代的一条链;
DNA分子复制为几何级数增加,即子代DNA数 = 2n个(n为复制次数)。
则:亲代DNA分子为含15N的DNA分子,说明子代含15N的DNA分子必有2个,而不含15N的DNA分
子总数与含15N的DNA分子总数的比是7:1,说明子代DNA分子总数为16个;
2n=16,n=4
例9:求蛋白质分子量
某基因的相对分子量为a,4种脱氧核苷酸的平均相对分子量为b,20种氨基酸的平均相对分子
质量为c。若该基因控制合成了一个有n条肽链组成的蛋白质,则该蛋白质的相对分子质量约为?
解题依据:DNA是由4中脱氧核苷酸经脱水缩合形成的两条链
碱基互补配对原则;
转录以DNA的一条链做模板;
mRNA上三个相邻的碱基构成一个密码,编码一种氨基酸。
设:基因中碱基数为X,编码的蛋白质分子中氨基酸数为Y,蛋白质分子量为Z
则:a = bX -18 ( X -2 ) …………① X个脱氧核苷酸脱水缩合形成两条脱氧核苷酸链
Y = X / 6 ……………………② 氨基酸数最多为基因中碱基数的1 / 6
Z = cY -18 (Y -n ) …………③ Y个氨基酸脱水缩合形成n条肽链。
例10:已知一个完全标记上15N的DNA分子复制3次后,子代DNA分子的平均相对分子量减少了多少?
解题依据:半保留式复制——每个子代DNA分子都保留亲代的一条链;
DNA分子复制为几何级数增加,即子代DNA数 = 2n个(n为复制次数)。
含15N脱氧核苷酸的相对质量-含14N脱氧核苷酸的相对质量 = 1
设:亲代含15N的DNA分子有n对脱氧核苷酸,平均每个脱氧核苷酸相对分子量为P,则:
亲代DNA分子单链相对分子量 = nP;
再设:含14N的脱氧核苷酸均每个脱氧核苷酸相对分子量为Q,
含14N 的DNA分子单链有n个脱氧核苷酸,则:
含14N 的DNA分子单链相对分子量 = nQ;
又:亲代DNA复制3次,子代DNA分子数= 2n= 23=8个;
这8个DNA共有16条链,其中含15N的单链有2条,含14N的单链有14条;
则:子代DNA分子的平均相对分子量减少2nP - (14nQ +2nP)/ 8
类型六:光合作用和呼吸作用方面的计算
例1:求光合产量、呼吸量、净光合产量
将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在一定条件下不给光照,CO2的含量每小时增加8mg,
给予充足光照后,容器内CO2的含量每小时减少36mg,若上述光照条件下光合作用每小时能产
生葡萄糖30mg,请回答:
⑴、比较在上述条件下,光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是 mg。
⑵、在光照时,该植物每小时葡萄糖净生产量是 mg。
⑶、若一昼夜中先光照4小时,接着放置在黑暗情况下20小时,该植物体内有机物含量变化是
(填增加或减少) 。
解题依据:光合作用反应式:6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
呼吸作用反应式:有氧:C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O
无氧:C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
光合作用实际产O2量 = 实测O2释放量 + 呼吸作用耗O2量
光合作用实际CO2消耗量 =实测CO2消耗量 + 呼吸作用CO2释放量
光合作用C6H12O6净生产量 =光合作用实际C6H12O6生产量 - 呼吸作用C6H12O6消耗量
细胞呼吸的强度,与光照无关。
则:⑴、比较在上述条件下,光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是0mg。
⑵、在光照时,该植物每小时葡萄糖净生产量是24.5mg。
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
6 1
36÷44 X÷180
X =36÷44×1×180÷6 =24.5
或:C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O
1 6
X÷180 8÷44
X =8×180÷6×44 =5.5
该植物每小时葡萄糖净生产量 = 30-X = 30-5.5 = 24.5
⑶、若一昼夜中先光照4小时,接着放置在黑暗情况下20小时,该植物体内有机物含量
变化是(填增加或减少) 。
4 × 30-5.5 × 20 =120 -110 = 10 > 0 所以,增加。
例2:求光合作用积累量(净光合产量)
在一定的CO2 浓度和适宜温度下,把某植物叶片置于5Klux(光合作用速度44mgCO2/100cm2
叶·小时)光照下14小时,其余时间置于黑暗中(呼吸作用速度6.6mg CO2 /100cm2叶·小
时),则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量是多少?
解题依据:光合作用实际CO2消耗量 =实测CO2消耗量 + 呼吸作用CO2释放量
光合作用C6H12O6净生产量=光合作用实际C6H12O6生产量 - 呼吸作用C6H12O6消耗量
葡萄糖积累量 = 光合作用净产量
植物只在有光时光合作用,时刻都在呼吸作用。
则:一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量 =(44×14-6.6×24)÷ 44÷ 6 × 180÷4 =78
类型七:遗传变异及育种方面的计算
遗传概率题基本上包括两个类别——文字表述题和遗传系谱题。解此类遗传题包括顺次的四个环节。
即:首先判断性状的显隐;然后判断基因所在染色体;再判断相关个体的基因型;最后是概率计算。
例1:求子代基因型概率、表现型概率
人的肤色正常(A)对白化(a)为显性,基因型为AA或Aa的个体,其表现型为正常人。若一对
夫妇的基因型都是Aa,则他们孩子的基因型,则:
⑴、可能是AA,Aa,aa其概率分别是多少?
⑵、这对夫妇生育一个正常孩子的概率多少?
解题依据:分离规律F2的基因型比为1:2:1;表现型的比为3:1。
乘法定理:两个独立事件同时或相继出现的概率为它们各自概率的乘积。
加法定理:多种互斥事件出现的概率就是它们各自概率的和。
则:⑴、可能是AA,Aa,aa其概率分别是1/4、1/2、1/4。
⑵、这对夫妇生育一个正常孩子的概率是1/4(AA)+1/2(Aa)=3/4(AA或Aa)。
例2:求子代某种表现型连续发生的概率
某对夫妇家有5朵金花的概率是?
解题依据:男女性别的理论比为1:1;
女性两条X染色体父母各提供一条,男性的X染色体一定由母亲提供,Y染色体一定由父亲提供。
乘法定理:两个独立事件同时或相继出现的概率为它们各自概率的乘积。
生男生女的概率都是1/2。每一胎的性别都是独立事件,概率都是1/2。
则:家有5朵金花的概率=1/2×1/2×1/2×1/2×1/2=1/32。
例3:求子代某种性状的个体数
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?
解题依据:自由组合规律;
两对相对性状F2表现型的比为9:3:3:1。
一种重组类型中纯合体占该重组类型1/3,杂合体占2/3,纯合体数:杂合体数=1:2
则:纯合绿色圆粒豌豆有3998×1/2=1999
例4:求子代表现型比例
一个多指男性与正常女性生育的子女,表现多指和正常的比例是多少?
解题依据:分离规律;
测交后代基因型的比和表现型的比均为1:1。
常染色体显性遗传病如: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。
则:表现多指:正常=1:1
例5:求子代表现型、基因型比例
将纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)与绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交的子代再与绿色皱粒豌豆杂交,
子代表现型、基因型的比例分别是多少?
解题依据:自由组合规律;
测交后代基因型的比和表现型的比均为1:1:1:1。
则:子代表现型比例: 黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=1:1:1:1
子代基因型比例: YyRr:yYrr:yyRr:yyrr=1:1:1:1
例6:求子代某种表现型概率
一对表现型正常的夫妇生了一个白化病的孩子,他们再生一个正常或白化病孩子的概率是多少?
解题依据:分离规律;
常染色体隐性遗传如:白化病、先天性聋哑等。
男女患病的机会相等,不一定代代出现患者;
患者的双亲不一定是患者,但一定是隐性致病基因的携带者,符合“无中生有”。
则:参照例1,他们再生一个正常孩子的概率=3/4。
他们再生一个白化病孩子的概率=1/4。
例7:求子代某种表现型概率
一对夫妇生了一个抗维生素D的孩子,他们再生一个正常或患病病孩子的概率是多少?
解题依据:分离规律;
伴X显性遗传如:抗维生素D佝偻病等。
XDXD的女性患者的后代中有全部是患者,XDXd的女性患者的后代中有一半是患者;
男性患者的女儿都是患者,而儿子不患此病;
女性患者一般是男性患者的二倍;
患者的双亲至少一方是患者。
则:⑴、若患病孩子的父亲是患者
他们再生的儿子都正常,正常孩子概率=1/2;
他们再生的女儿都患病,患病孩子概率=1/2。
⑵、若患病孩子的母亲是(XDXD)患者
他们再生的儿子都患病,患病孩子概率=1/2;
他们再生的女儿都正常,正常孩子概率=1/2。
⑶、若患病孩子的母亲是(XDXd)患者
他们再生的儿子有1/2患病,1/2正常,患病孩子概率=1/4;
他们再生的女儿都正常,正常孩子概率=3/4。
例8:求子代某种表现型概率
一对夫妇生了一个患红绿色盲的孩子,他们再生一个正常或患病病孩子的概率是多少?
解题依据:分离规律;
伴X隐性遗传如:红绿色盲、血友病、果蝇的白眼等。
母亲患病,儿子一定患病;
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)。
则:⑴、若患病孩子是男孩,其父母亲都正常
他们再生的儿子有1/2患病,1/2正常,患病孩子概率=1/4;
他们再生的女儿都正常,正常孩子概率=3/4。
⑵、若患病孩子是男孩,其母亲是患者,父亲正常
他们再生的儿子都患病,患病孩子概率=1/2;
他们再生的女儿都正常,正常孩子概率=1/2。
⑶、若患病孩子是女孩,其母亲正常
他们再生的儿子有1/2患病,1/2正常;
他们再生的女儿有1/2患病,1/2正常;
正常孩子概率=1/2,患病孩子概率=1/2。
⑷、若父母都患病
他们再生的孩子都患病
正常孩子概率=0,患病孩子概率=100%。
注: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。
例9:求连续自交子代中村合体、杂合体所占比例
让杂合体Aa连续自交三代,则第四代中杂合体所占比例是多少,纯合体所占比例是多少?
显性(或隐性)纯合体所占比例是多少?
解题依据:杂合体Aa连续自交,子代中杂合体Aa占1/2n。
杂合体Aa连续自交,子代中除了杂合体就是纯合体,显性纯合体数与隐性纯合体数相同。
则:第四代中杂合体所占比例 = 1 / 2n = 1 / 23 = 1 / 8
第四代中纯合体所占比例 =1-1 / 2n = 1-1 / 23 = 1 -1 / 8 = 7 / 8
第四代中显性(或隐性)纯合体所占比例 = 7 / 16
例10:求子代中性状表现概率
一对表现正常的夫妇生了一个白化病且色盲的孩子,该夫妇再生育一个孩子,则这个孩子
⑴、只患色盲的概率是多少?
⑵、只患白化病的概率是多少?
⑶、患一种病的概率是多少?
⑷、患两种病的概率是多少?
⑸、完全正常的概率是多少?
解题依据:分离规律;自由组合规律; 加法原理;乘法原理。
则:⑴、只患色盲的概率=1/4×3/4=3/16。
⑵、只患白化病的概率=1/4×3/4=3/16。
⑶、患一种病的概率=1/4×3/4+1/4×3/4=6/16。
⑷、患两种病的概率=1/4×1/4=1/16。
⑸、完全正常的概率=3/4×3/4=9/16。
例11:判断种子的胚细胞、胚乳细胞和种皮细胞中染色体数
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
依次是多少?
解题依据:高等植物子房的结构;
减数分裂和受精作用;高等植物双受精现象。
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的染色体来自父本;受精卵发育成种子的胚;
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;
种皮是由珠被发育来的,珠被是由母本的体细胞构成的,以种皮细胞中的染色体全部来
自母本。
则:种子的胚细胞中含有来自父本染色体数占1/2
种子的胚乳细胞中含有来自父本染色体数占1/3
种子的种皮细胞中含有来自父本染色体数占0
例12:判断体细胞、极核、胚细胞、胚乳细胞染色体数及基因型
已知水稻的一个染色体组含12条染色体。用秋水仙素处理基因型为Ab的一倍体水稻幼苗的
芽尖,导致细胞染色体加倍。该幼苗发育成的植株各部分细胞中的染体数目分别是多少。
解题依据:高等植物子房的结构;
减数分裂和受精作用;高等植物双受精现象。
精子、卵细胞、极核均要通过减数分裂形成,其余细胞都属于体细胞;
一个精子与卵细胞结合成受精卵,发育成种子的胚;
一个精子与两个极核结合受精极核,发育成胚乳;
种皮是由珠被发育来的;
秋水仙素只能使受其作用部位的细胞染色体数目加倍。
则:未受到秋水仙素作用的部位如:
根尖细胞染色体数目为12;基因型为Ab。
根冠细胞染色体数目为12;基因型为Ab。
根毛细胞染色体数目为12;基因型为Ab。
受到秋水仙素作用的芽发育成的部位如:
叶肉细胞染色体数目为24;基因型为AAbb。
子房细胞染色体数目为24;基因型为AAbb。
珠被细胞染色体数目为24;基因型为AAbb。
花丝细胞染色体数目为24;基因型为AAbb。
花药壁细胞染色体数目为24;基因型为AAbb。
受到秋水仙素作用的芽发育成的细胞经减数分裂后如:
花粉粒细胞染色体数目为12;基因型为Ab。
精子细胞染色体数目为12;2个精子基因型都为Ab。
卵细胞染色体数目为12;基因型为Ab。
极核细胞染色体数目为12;2个极核基因型都为Ab。
受精作用后如:
受精极核36;胚乳细胞36;三倍体;基因型为AAAbbb。
受精卵24;胚细胞24;二倍体。基因型为AAbb。
类型八:基因频率及基因型频率的计算
例1:求常染色体上等位基因的频率
在一个种群中,基因型为BB的个体占140个,Bb个体占800个,bb个体占60个。则基因B、b的
频率分别是多少?
解题依据:种群中某基因频率 = 种群中该基因总数÷种群中该对等位基因总数×100%
一对等位基因的频率之和为1.
则:该种群全部个体拥有的基因B和b总数 =(140 + 800 + 60)× 2 = 2000
该种群全部个体拥有的基因B总数 = 140 × 2 + 800 = 1080
该种群全部个体拥有的基因b总数 = 800 + 60 × 2 = 920
基因B的频率 = 1080÷2000×100% = 54%
基因b的频率 = 920÷2000×100% = 46% 或 1 - 54% = 46%
例2:求常染色体上等位基因的频率
在一个种群中,随机抽出一定数量的个体,其中基因型为BB的个体占14%,Bb个体占80%,bb
个体占6%,则基因B、b的频率分别是多少?
解题依据:种群中某基因型频率 = 该基因型个体数÷该种群的个体数×100%
一对等位基因组成的三种基因型的频率之和为1.
则:该种群全部个体拥有的基因B和b总数 = (14% + 80% + 6%)× 2 = 200%
该种群全部个体拥有的基因B总数 = 14% × 2 + 80% = 108%
该种群全部个体拥有的基因b总数 = 80% + 6% × 2 = 92%
基因B的频率 = 108%÷200%×100% = 54%
基因b的频率 = 92%÷200%×100% = 46% 或 1 - 54% = 46%
例3:求性染色体X上等位基因的频率
某学校的学生中某一对相对性状的各基因型比例为XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY=44%∶6%∶42%∶8%,
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是多少?
解题依据:种群中某基因频率 = 种群中该基因总数÷种群中该对等位基因总数×100%
一对等位基因的频率之和为1.
性染色体X上的等位基因总数 = 种群雌性个体总数的2倍 + 雄性个体数
则:学生中基因XB和Xb的总数 = 44 × 2 + 6 × 2 + 42 + 8 = 150
学生中基因XB的总数 = 44 × 2 + 6 + 42 = 136
学生中基因Xb的总数 = 6 + 8 = 14
学生中基因XB的频率 = 136 ÷ 150 × 100% ≈ 90.7%
学生中基因Xb的总数 = 14÷150 × 100%≈ 9.3%
例4:求显性致死基因频率
某种疾病是由正常基因突变为显性致死基因而引起的,显性纯合子在胚胎时死亡。调查发现
15 000个新生儿中有75个婴儿患有此病,则该群体中致死基因频率是多少?
解题依据:种群中某基因频率 = 种群中该基因总数÷种群中该对等位基因总数×100%
则:显性纯合子在胚胎时死亡,基因型为AA的个体不存在,75人患者基因型比为Aa,
A的基因频率 = 75 / (2×15 000)= 2.5×10-3
例5:求基因型频率
已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活,aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物
的一个大群体,只有AA、Aa两种基因型,其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕,
均为单胎。在上述环境条件下,理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是多少?
解题依据:种群中某基因频率 = 种群中该基因总数÷种群中该对等位基因总数×100%
一对等位基因(p + q = 1)的频率之和为1.
哈代-温伯格平衡公式(p + q)2=p2 + 2pq + q2 = 1
则:由AA、Aa两种基因型比例为1∶2知,AA基因型频率 = 1/3,Aa基因型频率 = 2/3?
A的基因频率p =(1/3 × 2 + 2/3)÷6/3= 2/3; a的基因频率q = 2/3÷6/3 =1/3?
故:子一代中AA的个体为p2 = 2/3 × 2/3 = 4/9; Aa的个体为2pq = 2×2/3×1/3 = 4/9。
即: AA∶Aa = 4/9∶ 4/9 = 1∶1?
例6:求基因型频率
在自然状态下绝大多数小麦是绿色的,也偶尔发现有白化苗。如果白化苗在自然状态下出现的
概率是0.01%,则理论上小麦杂合子在群体出现的概率是多少?
解题依据:种群中某基因频率 = 种群中该基因总数÷种群中该对等位基因总数×100%
一对等位基因(p + q = 1)的频率之和为1.
哈代-温伯格平衡公式(p + q)2=p2 + 2pq + q2 = 1
则:方法一、白化苗在自然状态下出现的概率是0.01%,
白化基因的频率q = 0.000 1-2 = 0.01 正常基因的频率p = 1 - 0.01 = 0.99。
种群中杂合子的频率为2pq = 2×0.01×0.99≈0.02?
方法二、当子代中的隐性个体比例足够小时(≤0.000 1),
设亲本中杂合子的比例为X,根据基因的分离定律得X2/4 = 0.01%,X = 2% = 1/50?
类型九:食物链与能量流动方面的计算
例1:求低营养级生物量
在南极洲的一条食物链为:浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸。若虎鲸增加1KJ能量,从理论上计算
最少要消耗浮游植物的能量是多少?
解题依据:生态系统各营养级能量传递效率10%—20%;
“至少”时,按20%计算; “最多”时,按10%计算。
则: 1÷1 / 5÷1 / 5÷1 / 5=125KJ
类型十:种群密度方面的计算
例1:标志重捕法求种群个体数
调查某草原田鼠数量时,在设置1公顷的调查区内,放置100个捕鼠笼,一夜间捕获32只鼠,
将捕获的鼠经标记后在原地释放。一段时期后,在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼,这
次共捕获30只鼠,其中有上次标记的个体10只。该地区田鼠的种群个体数是多少
解题依据:种群个体数:首次捕获数 = 再次捕获数:带有标记数。
则:种群个体数N=32×30÷10=96只
例2:样方调查法求种群个体数
某生物学习小组在调查面积为10000m2的某草场豚草数量时,采用了五点取样法,样方尺寸
为20m2,获得的数据分别是6、8、5、4、7,则该草场豚草数量可能是多少?
解题依据:N为某一定面积内植物种群数量,a、b、c、d、e分别为五个形状、大小一致的小样方内
植物个体数量,则N=( a+b+c+d+e)/5
则:该草场豚草数量可能= (6 + 8 + 5 + 4 + 7)÷ 5 ÷ 20×10000 = 3000
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