整合提升 生物计算题的解题方法生物计算题的解题方法在高中生物教材中许多知识都可以量化，要求理顺涉及的数量关系，运用数学知识解决生物学问题。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。解题时，首先明确知识体系，找准依据的原理，其次要理顺数理关系，第三要注意计算过程的准确性。注意解题方法和技巧，科学的解题方法和技巧可以提高解题的准确性和效率，做到事半功倍的效果。为此，在解答生物学计算题时，除了运用常规的方法外，还应重视学习和积累一些技巧及科学的解题方法。如：公式法、图解法、设数法、关系量法等。 1.有关碱基的计算及其应用(1)由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类：若有U无T，则该核酸为RNA。若有T无U，且AT，GC，则该核酸一般为双链DNA。若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。 (2)关于DNA及其转录的RNA的计算：在双链DNA及其转录的RNA之间，有下列关系：设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1T1A2T2RNA分子中(AU)1/2DNA双链中的(AT)；G1C1G2C2RNA分子中(GC)1/2DNA双链中的(GC)。 2.DNA复制中有关的计算若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代。(1)子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。(2)无论复制多少次，含15N的DNA分子数始终是2个，含15N的链始终是2条。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。(3)若一亲代DNA分子有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该种脱氧核苷酸数目为m(2n1)个。第n次复制，需该种脱氧核苷酸数为2n1m。 3.基因表达的相关计算(1)转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中AT(或CG)与mRNA分子中UA(或CG)相等。 (2)翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。4.蛋白质的相关计算(1)蛋白质中氨基酸的数目肽键数肽链数(肽键数失去的水分子数)。(2)蛋白质平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数(肽键数18)。(3)若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量n/6a18(n/6m)，若改为n个碱基对，则公式为n/3a18(n/3m)。 5.计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(2)在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录该mRNA的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。(3)蛋白质中肽键数缩合产生的水分子数水解所需水分子数氨基酸数肽链数。 某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是() A.75对碱基B.78对碱基C.90对碱基 D.93对碱基【技巧阐释技巧阐释】假设氨基酸个数为n，则该蛋白质脱去的水分子数为(n1)，则2 778110n18(n1)，解得n30，可知编码该多肽合成的基因中碱基对至少是30390对，因考虑终止密码子的问题，所以基因中碱基对至少应是90393对。【答案答案】 D 果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现：每个细胞的中期和后期都有8条被标记的染色体() A.第1次 B.第2次C.第3次 D.第4次【技巧阐释】果蝇的体细胞含有8条染色体，也就是8个DNA分子，在有丝分裂过程中，由于DNA的半保留复制，8个32P标记的DNA复制后，形成16个含有32P的DNA分子，第二次分裂中期每个细胞有8条染色体，每条染色体中均有1个DNA中含有32P，第二次分裂后期每个细胞有16条染色体，其中只有8条染色体含有32P。【答案答案】 B 1.真核细胞内某基因由1 000对脱氧核苷酸组成，其中碱基T占20%。下列叙述中不正确的是()A.该基因的复制需要解旋酶和DNA聚合酶的参与B.该基因的一条脱氧核苷酸链中(CG)(AT)为32C.该基因转录形成mRNA必须有RNA聚合酶的参与D.该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2 800个【答案答案】D【解析解析】基因的复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与。基因转录形成mRNA有RNA聚合酶的参与。DNA分子中T占20%，A也占20%，G占30%，C也占30%，则(CG)(AT)为32，所以该基因的每一条脱氧核苷酸链中(CG)(AT)也为32。基因中有鸟嘌呤脱氧核苷酸600个，该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(231)6004 200个。 2.某噬菌体的DNA为单链DNA，四种碱基的比率是A：0.28、G：0.32、T：0.24、C：0.16。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA分子，则杂合型双链DNA分子的上述四种碱基，A、G、C、T的比率依次是()A.0.240.160.320.28B.0.260.240.240.26C.0.280.320.240.16D.0.240.260.260.24【答案答案】B【解析解析】双链DNA分子中AT，GC，因此排除A项、C项；单链中的碱基A、T与互补链中的碱基T、A对应，因此可计算出双链DNA分子中AT，占0.26，同理求出CG，占0.24。 3.某蛋白质由两条多肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为120，该蛋白质的相对分子质量为12 276，则编码该蛋白质合成的基因中脱氧核苷酸至少为()A.432个 B.864个C.360个 D.720个【答案答案】D【解析解析】假设氨基酸数为n，则该蛋白质脱去的水分子数为(n2)，则120n18(n2)12 276，解得n120。可知编码该蛋白质合成的基因中脱氧核苷酸数至少为1206720个(当题目中有“至少”字眼的时候，一般不考虑终止密码子)。