1、题型六数据计算类解题模板练解题模板概述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。其解题思维模板如下：模板强化训练一、与中心法则有关的计算1某多肽被水解成3个四肽，2个三肽，5个六肽，1个五肽，这些短肽的氨基总数最小值及肽键总数依次是 ()A1142 B1153C1242 D1253答案A解析本题考查蛋白质合成过程中氨基、肽键的相关计算。(1)依据原理：由氨基酸脱水缩合的定义可知，每条短肽至少含一个游离的氨基和一个游离的羧基。
2、(2)数量关系：肽键数氨基酸数1。(3)解题方法：短肽数为325111，所以这些短肽中至少含氨基11个；肽键数为3(41)2(31)5(61)1(51)42。2(2012山东卷，5)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变答案C解析根据题干信息可知，噬菌体的DNA含有5 000个碱基对
3、，即为10 000个碱基，腺嘌呤(A)占全部碱基的20%，即AT2 000个，则GC3 000个。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA，相当于新合成了99个DNA，至少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸数是993 000297 000，A项错误。噬菌体增殖的过程中需要自身的DNA作为模板，而原料和酶由细菌提供，B项错误。根据半保留复制方式的特点可知，在子代噬菌体的100个DNA中，同时含32P和31P的只有2个，只含31P的为98个，C项正确。DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，如AA突变为Aa以及密码子的简并性等，D项错误。3有一多肽，分子式为C
4、69H121O21N25S，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸：H2NCH2COOH H2N(CH2)5CH(NH2)COOHHSCH2CH(NH2)COOHH2CH2CCH2CHCOOHNH则控制该多肽合成的基因中至少有多少个碱基对()A30个 B46个 C48个 D60个答案D解析观察发现四种氨基酸都只有2个氧(1个羧基)，若设四种氨基酸总数为X，则根据“O”守恒：2X(X1)21，得X20，所以控制该多肽合成的基因中至少有20360个碱基对。4一个mRNA分子有m个碱基，其中(GC)有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的(AT)数、合成蛋白质时脱去的水分子数分
5、别是()Am、m/31 Bm、m/32C2(mn)、m/31 D2(mn)、m/32答案D解析由题意知，mRNA分子有m个碱基且GCn，此mRNA分子中AUmn，控制其合成的DNA分子模板链中ATmn(个)，模板DNA分子中AT2(mn)个；由mRNA分子有m个碱基可知，其模板DNA分子中有2m个碱基，能控制合成含2m/6个氨基酸的蛋白质分子。题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数应为m/32。二、与生物膜层数有关的计算5人体组织细胞(如骨骼肌细胞)有氧呼吸时需要的C6H12O6和O2从外界进入该细胞参与反应，各自至少通过多少层生物膜()A3和4 B4和5 C7和9 D7和11答案D
6、解析C6H12O6参与有氧呼吸的第一阶段(在细胞质基质中完成)，O2参与有氧呼吸的第三阶段(在线粒体内完成)。C6H12O6和O2进入组织细胞(以骨骼肌为例)参与反应的途径是：肠道内的葡萄糖小肠绒毛上皮细胞(1层细胞2层膜)毛细血管壁(1层细胞2层膜)血液循环组织周围出毛细血管壁(2层膜)组织液入组织细胞(1层膜)，共计7层。(说明：小肠黏膜上皮由单层细胞构成；葡萄糖进入血液后，随血液循环运输)；由肺泡内的O2肺泡壁肺泡周围毛细血管壁血浆红细胞内(与血红蛋白结合)血液循环出红细胞出毛细血管壁组织液组织细胞线粒体内，共计11层。6用同位素标记血液中的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经过肾静脉流出
7、，该分子穿过几层细胞膜()A4层 B8层C0层或8层 D16层答案C解析此问题分两种情况：(1)若葡萄糖分子从入球小动脉流入直接从出球小动脉流出，再流经肾小管周围的毛细血管，最后经肾静脉流出，这个过程葡萄糖分子始终在血管中流动，没有穿过膜结构，即穿过0层膜；(2)血糖流经肾脏后又经肾静脉流出的过程中，经过肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，整个过程依次穿过的膜为：肾小球毛细血管(2层膜)、肾小囊壁(2层膜)、肾小管壁(2层膜)和肾小管周围的毛细血管壁(2层膜)而重新回到血液，共8层。三、与光合作用和细胞呼吸相关的计算7用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量，在不同温度下
8、分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同、保持相应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：组别1234温度/27282930暗处理后质量变化/mg1231光照后与暗处理前质量变化/mg3331以下说法错误的是()A光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为3 mgB光照1 h内，第1、2、3组轮藻释放的O2量相等C光照1 h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度D该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在28 至30 之间答案B解析光照后与暗处理前质量变化中包含的是“1 h光合作用制造有机物的量2 h呼吸作用消耗有机物的量”，故光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为12
9、13(mg)，A项正确；光照1 h内释放的O2量代表的是净光合速率，也可用光照1 h内积累的有机物量来表示，故第1、2、3组轮藻光照1 h内积累的有机物量分别为4(31)、5(32)、6(33)，B项错误；光照1 h内，四组轮藻光合作用强度分别是5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h，四组轮藻呼吸作用强度分别是1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，C项正确；从暗处理后1 h的质量变化可知，该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在29 左右，即28 至30 之间，D项正确。解题启示本题用有机物的相关量来代表净光合速率和呼吸速率，除此之外，还可用CO2或O2的相关量来
10、代表净光合速率和呼吸速率。呼吸速率是绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值(O2消耗量，或CO2产生量，或有机物消耗量)；净光合速率是绿色植物组织在一定光照条件下测得的数值(O2释放量，或CO2吸收量，或有机物积累量)。(1)总光合速率净光合速率呼吸速率，具体可通过如下关系来计算：光合作用O2产生量O2释放量细胞呼吸O2消耗量；光合作用CO2消耗量CO2吸收量细胞呼吸CO2产生量；光合作用有机物合成量有机物积累量细胞呼吸有机物消耗量。(2)以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)：净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长；净光合速率等于0时，植物因无有机物积
11、累而不能生长；净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。8将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 、20 的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图所做的推测中，正确的是()A该叶片在20 、10 klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mgB该叶片在5 klx光照强度下，10 时积累的有机物比20 时的少C该叶片在10 、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mgD通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比答案A解析叶片在20
12、 、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(102)/2(44/32)8.25 mg；在5 klx光照强度下，10 时积累的有机物比20 时的多；在10 、5 klx的光照强度下每小时光合作用所产生的O2量是(61)/23.5 mg；净光合速率与植物细胞的呼吸速率和光合速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。9有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示。请回答下列问题：氧浓度(%)abcd产生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol产生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 mo
13、l(1)由上表可知，酵母菌细胞_。(2)氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为_mol。(3)氧浓度为c时，约有_%的葡萄糖用于酒精发酵。(4)氧浓度为a时，酵母菌是否进行有氧呼吸？_。为什么？_。(5)经测定，在无氧条件下酵母菌消耗的葡萄糖中，仅有1.5%用于自身生长发育和繁殖等生命活动，剩余98.5%则用于_。答案(1)既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸(2)6(3)66.7(4)否因为此时产生的酒精和CO2的物质的量相等(5)形成酒精等产物解析(1)氧浓度为a、b、c时都产生了酒精，说明酵母菌能进行无氧呼吸；氧浓度为d时只产生CO2，不产生酒精，说明酵母菌能进行有氧呼吸。(2)氧浓度为b
14、时，酵母菌产生了6.5 mol的酒精，则其无氧呼吸产生的CO2为6.5 mol，剩下的6 mol CO2为有氧呼吸所产生。(3)氧浓度为c时，酵母菌产生的酒精为6 mol，则其无氧呼吸产生的CO2为6 mol，而CO2产生总量为15 mol，因此有氧呼吸产生的CO2为9 mol。据无氧呼吸的反应式“C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量”，可知有3 mol葡萄糖用于无氧呼吸；据有氧呼吸的反应式“C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量”，可知有1.5 mol葡萄糖用于有氧呼吸，则用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(31.5)100%66.7%。(4)氧浓度为a时，酵母菌产生了C
15、O2和酒精，且二者的物质的量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸。(5)酵母菌利用葡萄糖经无氧呼吸产生酒精和CO2，合成少量ATP。方法规律酵母菌为兼性厌氧型生物，试题中以其为实验材料进行实验，依据耗氧量和酒精、CO2等的产生量来分析其在不同氧浓度下的细胞呼吸方式及其强度关系。(1)据,是否,消耗,O2不消耗O2无氧呼吸,x(消耗O2,有氧呼吸)(耗氧量CO2产生量 只进行有氧,呼吸,耗氧量CO2产生量两种呼吸方,式并存,耗氧量CO2产生量 呼吸底物可,能有脂质说明：若已知的是酒精产生量，则其物质的量等于无氧呼吸产生CO2的物质的量。(2)据产物划分(3)动物细胞中CO2只来自有
16、氧呼吸，其产生场所只有线粒体。(4)酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸共存时呼吸强度大小(消耗葡萄糖速率)CO2释放量O2消耗量VCO2/VO24/3有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等VCO2/VO24/3无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸的1VCO2/VO24/3有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸的四、与细胞分裂有关的计算10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)()A100%、0 B50%、50%C50%、100% D100%、100%答案D解析
17、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。11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.答案C解析解答该题的关键是要知道在减数第一次分裂中：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为()3。这与将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是一个道理。还可以用另外一个方法解释此类
18、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。五、与遗传定律有关的计算12某种常染色体上的隐性遗传病在人群中的发病率为。有1对夫妇均正常，其中一方的母亲是该病患者，请问，这对夫妇的子女患该种遗传病的可能性有多大()A. B. C. D.答案D解析一般人群中发病率为，设其病人基因型为aa，则a配子的频率为，A配子的频率为1。由下表知人群随机婚配时基因型AA和Aa的频率分别为：AA()2，Aa2。则在正常人群中Aa的概率为：
19、2()22，即这对夫妇的男方基因型为Aa的概率为。因此，他们生出有病孩子的概率为：。精子卵细胞A()a()A()AA()()Aa()()a()Aa()()aa()()13.豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图所示。让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2的性状分离比为()A3322 B3131C1111 D2211答案D解析由坐标图推测出亲本的基因型为YyRr、yyRr，则F1黄色圆粒豌豆中，基因型为YyRR、YyRr的比例分别为：1/3、2/3，绿色皱粒的基因型为yyrr,1/3YyRR与yyrr杂交的后代的表现型及比例为：(1/3)(1/2黄色圆
20、粒1/2绿色圆粒)1/6黄色圆粒1/6绿色圆粒；2/3YyRr与yyrr杂交的后代的表现型及比例为：(2/3)(1/4黄色圆粒1/4绿色圆粒1/4黄色皱粒1/4绿色皱粒)1/6黄色圆粒1/6绿色圆粒1/6黄色皱粒1/6绿色皱粒，以上两个比例相加得：黄色圆粒(2/6)绿色圆粒(2/6)黄色皱粒(1/6)绿色皱粒(1/6)2211，答案选D。14已知豌豆的红花对白花、高茎对矮茎、子粒饱满对子粒皱缩为显性，控制它们的三对基因自由组合。以纯合的红花高茎子粒皱缩与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2理论上为()A12种表现型B高茎子粒饱满矮茎子粒皱缩151C红花子粒饱满红花子粒皱缩白花子粒饱满白花子粒皱
21、缩1111D红花高茎子粒饱满白花矮茎子粒皱缩271答案D解析设豌豆的花色由A、a基因控制，高度由B、b基因控制，粒形由C、c基因控制，由题意知：AABBcc与aabbCC杂交所得F1的基因型为AaBbCc，F1自交得到F2，利用分解组合法对三对性状先分别讨论，每对性状自交AaAa(或BbBb或CcCc)所得F2均为2种表现型(显性占3/4、隐性占1/4)、3种基因型，将三对性状组合，即可得出F2的表现型种类为2228(种)，基因型种类为33327(种)，高茎子粒饱满(B_C_)矮茎子粒皱缩(bbcc)(3/4)(3/4)(1/4)(1/4)91，红花子粒饱满(A_C_)红花子粒皱缩(A_cc)
22、白花子粒饱满(aaC_)白花子粒皱缩(aacc)(3/4)(3/4)(3/4)(1/4)(1/4)(3/4)(1/4)(1/4)9331，红花高茎子粒饱满(A_B_C_)白花矮茎子粒皱缩(aabbcc)(3/4)(3/4)(3/4)(1/4)(1/4)(1/4)271。15如图是人类某一家族遗传病甲和遗传病乙的遗传系谱图(设遗传病甲与A、a这一对等位基因有关，遗传病乙与另一对等位基因B、b有关，且甲、乙两种遗传病中至少有一种是伴性遗传病)。下列有关说法不正确的是()A乙病为伴性遗传病B7号和10号的致病基因都来自1号C5号的基因型一定是AaXBXbD3号与4号再生一个两病兼患男孩的可能性为3/
23、16答案B解析对于甲病来说，3、4和8号的患病情况说明甲病为显性遗传病，4号患病而8号不患病，说明不是伴性遗传病，所以甲病是常染色体上的显性遗传病。根据题意可知乙病是伴性遗传病。3、4和7号的患病情况说明乙病为伴X染色体隐性遗传病。所以3号和4号的基因型为AaXBXb和AaXBY，则其再生一个两病皆患男孩的可能性为(3/4)(1/4)3/16。5号患甲病，含有A基因，因为9号不患病，所以5号甲病对应的基因型为Aa；对于乙病来说，5号正常而10号患病，所以5号基因型为XBXb，可得出5号的基因型为AaXBXb。10号的患病基因是1号通过5号传递而来的，但7号的致病基因来自3号。六、与基因频率有关
24、的计算16据调查，某小学的学生中，色盲的基因型及比例分别为XBXB42.32%、XBXb7.36%、XbXb0.32%、XBY46%、XbY4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为()A6%、8% B8%、92%C78%、92% D92%、8%答案D解析解本题的关键是先求得色盲基因的总数，假设该校学生总数为10 000人，则基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的人数分别为4 232人、736人、32人、4 600人、400人，则女生男生总人数各为5 000人，那么XB的基因频率(4 23227364 600)/(5 00025 000)，结果约为92%，Xb的基因频率为8%。
25、17已知某植物的高茎与矮茎为一对相对性状，高茎为显性，由一对等位基因T与t控制；绿色茎与紫色茎为一对相对性状，绿茎为显性，由基因R控制，紫茎为r基因控制的隐性性状。在随机授粉的该种植物种群中，各种表现型的比例如下表：表现型百分比表现型百分比高绿茎63%矮绿茎12%高紫茎21%矮紫茎4%请计算：(1)基因型为TT的植株所占的百分比是多少？(2)基因型为TTRR的植株所占的百分比是多少？答案(1)基因型为TT的植株所占的百分比为36%(2)基因型为TTRR的植株所占的百分比为9%解析本题实际是求TT与TTRR的基因型频率。根据题中提供的数据可知：矮茎所占的百分比为：12%4%16%，即tt的基因型
26、频率为16%(q0.16)；紫茎所占的百分比为：21%4%25%，即rr的基因型频率为25%(q0.25)。根据遗传平衡定律的计算公式可知，t的基因频率为：q1 0.4，则T的基因频率为：p110.40.6，TT的基因型频率为：0.620.3636%；r的基因频率为：q2 0.5，则p210.50.5，RR的基因型频率为0.520.2525%；所以TTRR的基因型频率为36%25%9%。七、与生态相关的计算18在能量金字塔中，如果生产者在光合作用中产生240 mol氧气，全部用于初级消费者分解血液中的血糖，其释放并储存在ATP中的能量最多有多少焦耳可被三级消费者捕获()A0.24106 J B
27、5.061106 JC1.008106 J D1.858106 J答案D解析由血糖分解的反应式得知，240 mol氧气全部用于分解初级消费者的血糖，储存在ATP中的能量约为401 16146 440 kJ。当食物链中低营养级生物(设有M g)向高营养级生物传递时，高营养级生物能获得的最多能量可用(20%)nM来计算(又称食量缩小法)，获得的最少能量可用(10%)nM来计算(n为食物链中相应营养级总数减1)；当食物链中由高营养级生物的增重求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算(又称食量放大法)。如高营养级生物要增重N g，至少需要低营养级生物的物质重量应按最高传递率来计算，即N(20%)n5
28、nN，而最多需要低营养级生物的物质重量应按最低传递率来计算，即N(10%)n10nN。故此题三级消费者所捕获的最大能量为46 44020%20%1 857.6 kJ1.858106 J。19如图是某生态系统中食物网简图。图中甲庚代表各种不同的生物。已知各营养级之间的能量传递效率均为10%，若一种生物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者_千克。答案3 250 kg解析从题目中可以获得该食物网的能量传递效率为10%，“若一种生物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等”，这句话确定了“某一生物从不同食物链获得能量的比例”。图解如图所示
29、。丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者3 250 kg。20(2012安徽卷，30)某弃耕地的主要食物链由植物田鼠鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2a)。植物田鼠鼬固定的太阳能摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量2.4510111.051097.501087.151082.441072.251072.18107(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是_。(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是_只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果_。答案(1)3%(2)80偏高解析(1)田鼠的同化量是7.50108 J/(hm2a)，鼬的同化量是2.25107 J/(hm2a)，故能量传递效率为(2.25107)/(7.50108)100%3%。(2)设1 hm2的范围内种群数量为M，则40/M15/30，M80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。