資源簡(jiǎn)介

高中生物計(jì)算專題
生物學(xué)作為科學(xué)的重要分支學(xué)科，科學(xué)的嚴(yán)密性與定量化是其重要特征。利用數(shù)學(xué)思想方法定量地研究生物學(xué)問(wèn)題，是生物科學(xué)深入發(fā)展的標(biāo)志之一。該特點(diǎn)反映在各級(jí)考試上，尤其在高考中表現(xiàn)為問(wèn)題解決與工具學(xué)科---數(shù)學(xué)學(xué)科的結(jié)合越來(lái)越緊密，解題方式的數(shù)學(xué)化也越來(lái)越明顯。不僅如此，在高中生物教材中許多知識(shí)都可以量化，涉及到一些計(jì)算。因此，在教學(xué)中理順這些數(shù)量關(guān)系，不僅有利于學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題的綜合能力。這些數(shù)量關(guān)系，按章節(jié)總結(jié)可分類歸納如下：
一．生命的基礎(chǔ)有關(guān)計(jì)算
（一）.有關(guān)氨基酸、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算
1.一個(gè)氨基酸中的各原子的數(shù)目計(jì)算：
C原子數(shù)＝R基團(tuán)中的C原子數(shù)＋2，H原子數(shù)＝R基團(tuán)中的H原子數(shù)＋4，O原子數(shù)＝R基團(tuán)中的O原子數(shù)＋2，N原子數(shù)＝R基團(tuán)中的N原子數(shù)＋1
2.肽鏈中氨基酸數(shù)目、肽鍵數(shù)目和肽鏈數(shù)目之間的關(guān)系：
若有n個(gè)氨基酸分子縮合成m條肽鏈，則可形成(n-m)個(gè)肽鍵，脫去(n-m)個(gè)水分子，至少有－NH2和－COOH各m個(gè)。游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈條數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。
例．（2005·上海生物·30）某22肽被水解成1個(gè)4肽，2個(gè)3肽，2個(gè)6肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值及肽鍵總數(shù)依次是（C）
A、6 18 B、5 18 C、5 17 D、6 17
解析：每條短肽至少有一個(gè)氨基（不包括R基上的氨基），共有5個(gè)短肽，所以這些短肽氨基總數(shù)的最小值是5個(gè)；肽鏈的肽鍵數(shù)為n－1,所以肽鍵數(shù)為（4－1）＋2×（3－1）＋2×（6－1）=17。
例．（2003上海）人體免疫球蛋白中，IgG由4條肽鏈構(gòu)成，共有764個(gè)氨基酸，則該蛋白質(zhì)分子中至少含有游離的氨基和羧基數(shù)分別是（ D?。?br/>?? A．746和764???? B．760和760???? C．762和762???? D．4和4
3.氨基酸的平均分子量與蛋白質(zhì)的分子量之間的關(guān)系：
n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈，每個(gè)氨基酸的平均分子量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的分子量為：n?a-(n-m)?18 (其中n-m為失去的水分子數(shù)，18為水的分子量)；該蛋白質(zhì)的分子量比組成其氨基酸的分子量之和減少了（n-m）·18。（有時(shí)也要考慮因其他化學(xué)建的形成而導(dǎo)致相對(duì)分子質(zhì)量的減少，如形成二硫鍵。
例．（2003上海）某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個(gè)堿基對(duì)，則該蛋白質(zhì)的分子量約為（ D　）
?? A． ????????? B．
?? C． ??????????? D．
4.在R基上無(wú)N元素存在的情況下，N原子的數(shù)目與氨基酸的數(shù)目相等。
5.蛋白質(zhì)分子完全水解時(shí)所需的水分子數(shù)＝蛋白質(zhì)形成過(guò)程中脫下的水分子數(shù)。
6.有關(guān)多肽種類的計(jì)算：假若有n種氨基酸，由這n種氨基酸組成多肽的情況，可分如下兩種情形分析。（1）每種氨基酸數(shù)目無(wú)限的情況下，可形成m肽的種類為nm種；（2）每種氨基酸數(shù)目只有一種的情況下，可形成m肽的種類為n×（n－1）×（n－2）……×1種
m
例? 稱取某多肽415g，在小腸液的作用下完全水解得到氨基酸505g。經(jīng)分析知道組成此多肽的氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3種氨基酸組成，每摩爾此多肽含有S元素51mol。3種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)式如下：
（1）小腸液為多肽的水解提供的物質(zhì)是____________________________。
（2）組成一分子的此多肽需氨基酸個(gè)數(shù)為_(kāi)_________________________。
（3）此多肽分子中3種氨基酸的數(shù)量比為_(kāi)__________________________。
（4）控制此多肽合成的基因片段至少有脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為_(kāi)_____________。
解析? 第（2）小題由題意可知，415g此多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成415g此種多肽需要脫去90g水。415g此多肽形成時(shí)，需要氨基酸505／100＝5．05（mol），脫水90／18＝5(mol)，所以在形成此多肽時(shí)需要的氨基酸摩爾數(shù)與合成時(shí)脫去的水分子摩爾數(shù)之比為：5．05／5=1.01。設(shè)該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目為n，則該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目與在形成該肽鏈時(shí)脫去的水分子數(shù)之比：n／（n-1）。得n／（n-1）=1．01，解此方程得n=101。所以此多肽為101肽。第（3）小題由于某摩爾此多肽含有S元素51mol，可知，一分子此多肽需由51分子的半胱氨酸脫水形成。所以，可利用平均分子量計(jì)算求解此多肽分子中三種氨基酸的數(shù)量比。根據(jù)三種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可知：
甘氨酸的分子量為75；丙氨酸的分子量為89；半胱氨酸的分子量為121。
設(shè)形成此多肽需甘氨酸a個(gè)，則有： 75a＋89（101－51－a）＋121×51＝101×100
解得：a=37 ；101-51-a=13
即，此多肽中三種氨基酸的數(shù)量比是：
甘氨酸:丙氨酸:半胱氨酸 = 37:13:51
第(4)小題中由mRNA翻譯成蛋白質(zhì)時(shí)，是3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，基因轉(zhuǎn)錄成mRNA時(shí)是以其中的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄的，而基因中有兩條鏈，所以指導(dǎo)合成多肽的基因中的脫氧核苦酸數(shù)為多肽中的氨基酸總數(shù)乘6。
答案? （1）肽酶? （2）101肽? （3）甘氨酸：丙氨酸：半胱氨酸=5∶45∶51? （4）606
例、現(xiàn)有一種“十二肽”，分子式為CXHYNZOW（Z>12，W>13）。已知將它們徹底水解后得到下列氨基酸：
CH2 － SH
半胱氨酸：NH2 － C － COOH 丙氨酸：CH3－ CH － COOH
?
H NH2
天門冬氨酸：HOOC－ CH2 － CH － COOH
?
NH2
賴氨酸：H2N － CH2 － （CH2）3 － CH－ COOH
?
NH2
苯丙氨酸： CH2 － CH － COOH
NH2
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該“十二肽”的合成發(fā)生在細(xì)胞的 中（寫細(xì)胞器）。
（2）1個(gè)該“十二肽”分子水解時(shí)需要的水分子數(shù)是 個(gè)。
?
（3）合成該多肽時(shí)，需要 個(gè)遺傳密碼，與該多肽相應(yīng)的基因（DNA分子）上至少有 個(gè)嘧啶堿基。
（4）將一個(gè)該“十二肽”分子徹底水解后有 個(gè)賴氨酸和 個(gè)天門冬氨酸。
解析：①由于在半胱氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、苯丙氨酸中都只含有1分子“N”，而賴氨酸中含有2分子“N”。又知，該十二肽由12個(gè)氨基酸組成，如果只含有1個(gè)賴氨酸，則可知，該十二肽含有13分子“N”；每增加1個(gè)賴氨酸，該十二肽都會(huì)增加1分子“N”。即，如果CXHYNZOW（Z>12，W>13）含有13分子“N”，水解后的賴氨酸分子數(shù)為13-12=1；如果CXHYNZOW（Z>12，W>13）含有14分子“N”，水解后的賴氨酸分子數(shù)為14-12=2，依此類推。
所以，將一個(gè)該“十二肽”分子徹底水解后有（Z-12）個(gè)賴氨酸。
②由于在半胱氨酸、丙氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸中都只含有1分子“—COOH”，而天門冬氨酸中含有2個(gè)“—COOH”。該十二肽由12個(gè)氨基酸脫水縮合形成過(guò)程中，有11個(gè)氨基酸分別拿出一個(gè)“—COOH”來(lái)進(jìn)行脫水縮合，而且每個(gè)“—COOH”都脫掉一分子的“—OH”剩下一分子“O”。根據(jù)分析可知，如果只含有1個(gè)天門冬氨酸，該十二肽含有15（2×12-11=13，13+2=15）個(gè)“O”；每增加1個(gè)天門冬氨酸，該十二肽都會(huì)增加2個(gè)“O”。即，如果CXHYNZOW（Z>12，W>13）含有15個(gè)“O”，水解后的天冬氨酸分子數(shù)為 =1；如果CXHYNZOW（Z>12，W>13）含有15+2=17個(gè)“O”，水解后的天門冬氨酸分子數(shù)為 =2，依此類推。
所以，將一個(gè)該“十二肽”分子徹底水解后有 個(gè)天門冬氨酸。
③由于該十二肽由十二個(gè)氨基酸組成，每個(gè)氨基酸由一個(gè)密碼子決定，即，需要12個(gè)遺傳密碼。而一個(gè)密碼子由3個(gè)堿基組成，mRNA是單鏈，基因片段（DNA）是雙鏈。所以，控制該十二肽合成的基因片段至少含有的堿基數(shù) = 12×3×2=72；而在基因片段（DNA）是雙鏈中，嘌呤堿基的數(shù)量等于嘧啶堿基的數(shù)量，控制該十二肽合成的基因片段至少含有的嘧啶堿基數(shù)=72× =36。
答案：（1）核糖體 （2）11 （3）12；36
（4）Z-12；
（二）物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞所通過(guò)的膜的層數(shù)或磷脂雙分子層數(shù)
活細(xì)胞代謝時(shí)需不斷的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，即從外界環(huán)境獲得氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)，把自身代謝產(chǎn)生的二氧化碳、水等代謝終產(chǎn)物和對(duì)細(xì)胞有害物質(zhì)派出體外。細(xì)胞代謝是在專門細(xì)胞器或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的，從結(jié)構(gòu)上看，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡膜、線粒體、葉綠體都是由膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。前三者為單層膜，后二者是雙層膜。每層膜都與細(xì)胞膜一樣的，都含有兩層磷脂分子。因此，計(jì)算某物質(zhì)代謝中進(jìn)入細(xì)胞所通過(guò)的膜的層數(shù)或磷脂雙分子層數(shù)，一定要弄清物質(zhì)在體內(nèi)的運(yùn)行路線，結(jié)合各部分結(jié)構(gòu)和相應(yīng)功能便可作答。注意物質(zhì)進(jìn)入毛細(xì)血管，穿過(guò)毛細(xì)血管壁和氧氣或二氧化碳穿過(guò)肺泡壁時(shí)都要經(jīng)過(guò)兩層細(xì)胞膜。
例.1分子二氧化碳從空氣中進(jìn)入玉米維管鞘細(xì)胞的葉綠體內(nèi)，共穿過(guò)的生物膜層數(shù)至少是（ B ）
A.8層B.9層C.10層D.11層
例.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的分泌蛋白，輸送到高爾基體腔內(nèi)進(jìn)一步加工，最后釋放到細(xì)胞外。這一過(guò)程中分泌蛋白通過(guò)的生物膜層數(shù)是（D）
A.4層B.3層C.2層D.0層
例.萄糖經(jīng)小腸粘膜上皮進(jìn)入毛細(xì)血管，需透過(guò)的磷脂分子層數(shù)是 （C）
A．4層????????????????????????????????B．6層
C．8層????????????????????????????????D．10層
【解析】葡萄糖經(jīng)小腸進(jìn)入毛細(xì)血管需經(jīng)過(guò)兩層細(xì)胞：小腸粘膜上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管壁上皮細(xì)胞。葡萄糖從小腸進(jìn)入毛細(xì)血管要經(jīng)過(guò)4層細(xì)胞膜，每層細(xì)胞膜由雙層磷脂分子層和蛋白質(zhì)構(gòu)成，故共穿過(guò)8層磷脂分子層。
例.肺泡中的1個(gè)氧分子，以氧合血紅蛋白的形式運(yùn)輸?shù)浇M織細(xì)胞，最后在細(xì)胞內(nèi)成為水中的氧。在此過(guò)程中，這個(gè)氧分子需通過(guò)的選擇透過(guò)性膜的次數(shù)共為： （D）
A、5次 B、7次 C、9次 D、11次
解析：外界空氣中的氧進(jìn)入人體紅細(xì)胞與血紅蛋白結(jié)合（血紅蛋白位于血漿的紅細(xì)胞內(nèi)），至少需穿過(guò)肺泡壁（單層細(xì)胞圍成）、毛細(xì)血管壁（單層細(xì)胞圍成）、紅細(xì)胞膜、毛細(xì)血管壁（單層細(xì)胞圍成）、組織細(xì)胞、線粒體的雙層膜。而氧分子要穿過(guò)肺泡壁，首先要進(jìn)入肺泡壁中的某個(gè)細(xì)胞，然后再出這個(gè)細(xì)胞，即在氧分子穿過(guò)肺泡壁的過(guò)程中共通過(guò)了兩層細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。同理，氧分子穿過(guò)毛細(xì)胞血管壁進(jìn)入血漿的過(guò)程中也要通過(guò)兩層膜結(jié)構(gòu)。血紅蛋白在紅細(xì)胞內(nèi)，所以氧氣進(jìn)入紅細(xì)胞后就可與血蛋白結(jié)合，即氧氣從血漿進(jìn)入紅細(xì)胞與血紅蛋白結(jié)合只需通過(guò)一層膜結(jié)構(gòu)。氧氣被運(yùn)輸?shù)浇M織細(xì)胞周圍時(shí)，氧氣從紅細(xì)胞出來(lái)進(jìn)入血漿（一層膜），再出毛細(xì)血管壁（兩層膜），進(jìn)入組織液，再進(jìn)入組織細(xì)胞（單層膜），再進(jìn)入線粒體的基質(zhì)（兩層膜）。綜上，外界空氣中的氧進(jìn)入人體后，參加到呼吸作用共通過(guò)11細(xì)胞膜（一層膜結(jié)構(gòu)由兩層磷脂分子構(gòu)成，即共需通過(guò)22層磷脂分子層）。
二.生物代謝的相關(guān)計(jì)算
主要是根據(jù)光合作用和呼吸作用的有關(guān)反應(yīng)式的計(jì)算：
1．根據(jù)反應(yīng)式中原料與產(chǎn)物之間的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)計(jì)算，這類題目的難度不大。
規(guī)律1：消耗等量的葡萄糖時(shí)無(wú)氧呼吸與有氧呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳摩爾數(shù)之比為1：3
規(guī)律2：產(chǎn)生等量的ATP時(shí)無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖摩爾數(shù)之比為19：1
規(guī)律3：釋放等量的二氧化碳時(shí)無(wú)氧呼吸與有氧呼吸所消耗的葡萄糖摩爾數(shù)之比為3：1，轉(zhuǎn)移到ATP中能量之比為1：6.8
規(guī)律4：有氧呼吸過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化率為1161/2870=40.5%
無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化率為61.08/225.94=27%
無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化率為61.08/2196.65=31.1%
2．有關(guān)光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度的計(jì)算：
對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，由于進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還在進(jìn)行呼吸作用。因此，光下測(cè)定的值為凈光合速率，而實(shí)際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。一般以光合速率和呼吸速率（即單位時(shí)間單位葉面積吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量）來(lái)表示植物光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度，并以此間接表示植物合成和分解有機(jī)物的量的多少。
（1）光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量 = 實(shí)測(cè)的氧氣釋放量 + 呼吸作用吸耗氧量
（2）光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量 = 實(shí)測(cè)的二氧化碳消耗量 + 呼吸作用二氧化碳釋放量
（3）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量 = 光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量﹣呼吸作用葡萄糖消耗量
（呼吸速率可在黑暗條件下測(cè)得）
例．（1999年高考廣東生物試題）將某種綠色植物的葉片放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究在10℃、20℃的溫度下，分別置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用，結(jié)果如下圖所示。
（1）該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的____________倍。
（2）該葉片在10℃、5000勒克斯的光照下，每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是________毫克。
（3）葉片在20℃、20000勒克斯的光照下，如果光合作用合成的有機(jī)物都是葡萄糖，每小時(shí)產(chǎn)生的葡萄糖為_(kāi)___________毫克。
答案．（1）3? （2）4mg?。?）7.03mg
3．有關(guān)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的混合計(jì)算：
在關(guān)于呼吸作用的計(jì)算中，在氧氣充足的條件下，完全進(jìn)行有氧呼吸，在絕對(duì)無(wú)氧的條件下，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。設(shè)計(jì)在這兩種極端條件下進(jìn)行的有關(guān)呼吸作用的計(jì)算，是比較簡(jiǎn)單的。但如果在低氧條件下，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，設(shè)計(jì)的計(jì)算題就復(fù)雜多了，解題時(shí)必須在呼吸作用釋放出的CO2中，根據(jù)題意確定有多少是無(wú)氧呼吸釋放的，有多少是有氧呼吸釋放的。呼吸作用的底物一般是葡萄糖，以葡萄糖作為底物進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，吸收的O2和釋放的CO2的量是相等的，但如以其他有機(jī)物作為呼吸底物時(shí)，吸收的O2和釋放的CO2就不一定相等了，在計(jì)算時(shí)一定要寫出正確反應(yīng)方程式，并且要正確配平后才進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
例? 右圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下O2吸收量和CO2釋放量的變化。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

???
（1）外界氧濃度在10％以下時(shí)，該器官的呼吸作用方式是_______________________。
??? （2）該器官的CO2釋放與O2的吸收兩條曲線在P點(diǎn)相交后則重合為一條線，此時(shí)該器官的呼吸作用方式是__________________，進(jìn)行此種呼吸方式所用的底物是________________。
??? （3）當(dāng)外界氧濃度為4～5％時(shí)，該器官CO2釋放量的相對(duì)值為0．6，而O2吸收量的相對(duì)值為0.4。此時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的相對(duì)值約相當(dāng)于有氧呼吸的_______倍，釋放的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的_______倍，轉(zhuǎn)移到ATP的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的________倍。
解析? 根據(jù)圖所示曲線，在氧濃度大于10％時(shí)，O2的吸收量與CO2的釋放量相等，說(shuō)明該非綠色組織此時(shí)進(jìn)行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因?yàn)橐云咸烟菫楹粑孜飼r(shí)，根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)方程式，吸收的氧氣和釋放的二氧化碳是相等的。在氧濃度小于?? 10％時(shí)，CO2的釋放量大于氧氣的吸收量，說(shuō)明有一部分CO2是通過(guò)無(wú)氧呼吸釋放出來(lái)的，所以在氧濃度小于10％時(shí)就是無(wú)氧呼吸和有氧呼吸并存。第3小題的計(jì)算方法是：在外界氧濃度為4～5％時(shí)，O2的吸收量相對(duì)值為0．4，則通過(guò)有氧呼吸釋放的CO2的相對(duì)值也應(yīng)為0．4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖釋放6molCO2，所以通過(guò)有氧呼吸消耗葡萄糖的相對(duì)值應(yīng)為0．4／6。無(wú)氧呼吸釋放的CO2的相對(duì)值為0．6-0．4＝0．2，按題意該非綠色組織無(wú)氧呼吸產(chǎn)物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖釋放2molCO2，所以通過(guò)無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的相對(duì)值為0.2／2。由此可知，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：(0．2／2)/(0.4／6)＝1．5。釋放的能量無(wú)氧呼吸約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：［（0．2／2）×196．65］÷［（0．4／6）×2870］＝0．1027。無(wú)氧呼吸轉(zhuǎn)移到 ATP中的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：［（0．2／2）×61．08］÷［（0．4／6）×1255］＝0.073。
答案? （1）有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 ?（2）有氧呼吸 ?葡萄糖? （3）1.5? 0.1? 0.07
三.生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的相關(guān)計(jì)算
（一）、細(xì)胞分裂有關(guān)數(shù)目變化
Ⅰ.細(xì)胞數(shù)目變化
有絲分裂每一個(gè)細(xì)胞周期中1個(gè)細(xì)胞分裂形成2個(gè)子細(xì)胞，連續(xù)分裂n次，產(chǎn)生子細(xì)胞數(shù)為2n（n為分裂次數(shù)）
減數(shù)分裂過(guò)程細(xì)胞要連續(xù)分裂二次，對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，精子形成過(guò)程1個(gè)精原細(xì)胞分裂后能形成4個(gè)成熟精子，而卵細(xì)胞形成過(guò)程1個(gè)卵原細(xì)胞分裂后能形成1個(gè)卵細(xì)胞和3個(gè)極體（最后退化）。
Ⅱ.細(xì)胞分裂各期的染色體、DNA、同源染色體、四分體等數(shù)量計(jì)算
該種題型主要有兩種出題方法：
1．給出細(xì)胞分裂某個(gè)時(shí)期的分裂圖，計(jì)算該細(xì)胞中的各種數(shù)目。該種情況的解題方法是在熟練掌握細(xì)胞分裂各期特征的基礎(chǔ)上，找出查各種數(shù)目的方法：
（1）染色體的數(shù)目＝著絲點(diǎn)的數(shù)目
（2）DNA數(shù)目的計(jì)算分兩種情況：
●當(dāng)染色體不含姐妹染色單體時(shí)，一個(gè)染色體上只含有一個(gè)DNA分子；
●當(dāng)染色體含有姐妹染色單體時(shí)，一個(gè)染色體上含有兩個(gè)DNA分子。
（3）同源染色體的對(duì)數(shù)在有絲分裂各期、減Ⅰ分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂期為該時(shí)期細(xì)胞中染色體數(shù)目的一半，而在減數(shù)第二次分裂期和配子時(shí)期由于同源染色體已經(jīng)分離進(jìn)入到不同的細(xì)胞中，因此該時(shí)期細(xì)胞中同源染色體的數(shù)目為零。
（4）在含有四分體的時(shí)期（聯(lián)會(huì)時(shí)期和減Ⅰ中期），四分體的個(gè)數(shù)等于同源染色體的對(duì)數(shù)。
2．無(wú)圖，給出某種生物細(xì)胞分裂某個(gè)時(shí)期細(xì)胞中的某種數(shù)量，計(jì)算其它各期的各種數(shù)目。
該種題型的解題方法可在熟練掌握上種題型的解題方法的基礎(chǔ)上，歸納出各期的各種數(shù)量變化，并找出規(guī)律。如下表：
間期
有絲分裂
減Ⅰ分裂
減Ⅱ分裂
配子
前、中期
后期
末期
前期
中期
后期
前期
中期
后期
染色體（條）
2N
2N
4N
2N
2N
2N
2N
N
N
2N
N
DNA（個(gè)）
2C→4C
4C
4C
2C
4C
4C
4C
2C
2C
2C
C
同源染色體（對(duì)）
N
N
2N
N
N
N
N
無(wú)
無(wú)
無(wú)
無(wú)
四分體（個(gè)）
無(wú)
無(wú)
無(wú)
無(wú)
N
N
無(wú)
無(wú)
無(wú)
無(wú)
無(wú)
染色單體（條）
O→4N
4N
0
0
4N
4N
4N
2N
2N
0
0
（二）、關(guān)于配子的種類
1．一個(gè)性原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，
（1）如果在染色體不發(fā)生交叉互換，則可產(chǎn)生4個(gè)2種類型的配子，且兩兩染色體組成相同，而不同的配子染色體組成互補(bǔ)。
（2）如果染色體發(fā)生交叉互換（只考慮一對(duì)同源染色體發(fā)生互換的情況），則可產(chǎn)生四種類型的配子，其中親本類型2種（兩種配子間染色體組成互補(bǔ)），重組類型2種（兩種配子間染色體組成互補(bǔ)）（可參照教材106頁(yè)圖5-11進(jìn)行分析）
2．有多個(gè)性原細(xì)胞，設(shè)每個(gè)細(xì)胞中有n對(duì)同源染色體，進(jìn)行減數(shù)分裂
（1）如果染色體不發(fā)生交叉互換，則可產(chǎn)生2n種配子
（2）如果有m對(duì)染色體發(fā)生互換，則可產(chǎn)生2n+m種配子。
（分析：據(jù)規(guī)律（1）中的②結(jié)論可推知：互換了m對(duì)，可產(chǎn)生4m種配子；據(jù)規(guī)律（2）中的①結(jié)論可推知：沒(méi)發(fā)生互換的有n-m對(duì)，可產(chǎn)生2n-m種配子；則共產(chǎn)生配子的種類為：2n-m×4m=2n+m種。
例．若動(dòng)物的初級(jí)精母細(xì)胞中同源染色體的對(duì)數(shù)為n,在不發(fā)生互換的條件下，經(jīng)非同源染色體自由組合產(chǎn)生的配子種類將有 （A ）
　　A．2n種 B.4n 種 C.n2 種 D.2n種
（三）、關(guān)于互換率的計(jì)算有A個(gè)性原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，若有B個(gè)細(xì)胞中的染色體發(fā)生了互換，則
1．發(fā)生互換的性原細(xì)胞的百分率=Ｂ／Ａ×100%
2．在產(chǎn)生的配子中，重組類型的配子占總配子數(shù)的百分率（即互換率）＝2B／4A×100%=B／2A×100%
3．產(chǎn)生新類型（重組類型）的配子種類：2種
每種占總配子數(shù)的百分率=B／4A×100%
（四）、與生物個(gè)體發(fā)育的相關(guān)計(jì)算：
1．一個(gè)胚珠（內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)卵細(xì)胞和兩個(gè)級(jí)核，進(jìn)行雙受精）發(fā)育成一粒種子；一個(gè)子房發(fā)育成一個(gè)果實(shí)；
例一顆飽滿的花生中有兩粒種子，則此花生的形成需要的子房、胚珠和至少的花粉粒數(shù)分別是（??? ）
?? A.2、2、4???? B．1、1、3???? C．1、2、2???? D．1、2、4
解析? 一顆花生是一個(gè)果實(shí)，此果實(shí)由一個(gè)子房發(fā)育而成，子房中有多少個(gè)胚珠就有可能形成多少個(gè)種子?；ㄉ鷼な枪?，由子房壁發(fā)育而成；種子由胚珠發(fā)育而來(lái)，一個(gè)胚珠可發(fā)育成一粒種子，花生果實(shí)中有2粒種子，就需要2個(gè)胚珠?；ㄉ潜蛔又参?，進(jìn)行雙受精，一個(gè)精子與一個(gè)卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵發(fā)育成胚，一個(gè)精子與2個(gè)級(jí)核結(jié)合形成的受精極核發(fā)育成胚乳，一粒花粉粒可萌發(fā)形成一個(gè)花粉管，其中有2個(gè)精子，故一粒種子的形成至少需要1粒花粉粒，而2粒種子的形成則需要2?；ǚ哿?。
答案? C
2．若細(xì)胞中染色體數(shù)為2N，則精子、卵細(xì)胞、極核內(nèi)的染色體數(shù)都為N；受精卵→胚細(xì)胞中染色體數(shù)為2N（來(lái)自父、母方的染色體各占1/2），受精極核→胚乳細(xì)胞中染色體數(shù)為3N（來(lái)自父方的占1/3，母方的占2/3，且與精子結(jié)合的兩個(gè)極核的基因型和與另一個(gè)精子結(jié)合的卵細(xì)胞的基因型是相同的），種皮、果皮等結(jié)構(gòu)的染色體數(shù)為2N（全部來(lái)自母方）。
例.玉米的體細(xì)胞中含有20條染色體，在正常情況下，它的卵細(xì)胞、胚細(xì)胞、胚乳細(xì)胞、珠被細(xì)胞所含的染色體數(shù)依次是（ B?。?
?? A．10、20、20、20???? B．10、20、30、20
?? C．10、20、10、20???? D．10、30、30、20
（五）.關(guān)于染色體倍性變化
染色體倍性變化與染色體組關(guān)系十分密切，二倍體和多倍體根據(jù)染色體組數(shù)確定。自然界中幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)高等植物都是二倍體。他們的配子便可看作是單倍體，極核與卵細(xì)胞同是減數(shù)分裂的產(chǎn)物，也應(yīng)是單倍體，而每個(gè)極核細(xì)胞含有兩個(gè)極核，可看作是二倍體，那么受精極核以及由他發(fā)育而成的胚乳細(xì)胞便是三倍體。多倍體是以染色體組為單位增加的變異類型，常見(jiàn)于植物，其相應(yīng)部位染色體倍性都增加。單倍體是以染色體組為單位減少的變異類型。但其染色體組數(shù)隨本物種體細(xì)胞染色體組數(shù)不同而不同，與其物種正常個(gè)體配子染色體組數(shù)相同。在圖像辨別染色體組數(shù)時(shí)看體細(xì)胞中相同形狀、大小的染色體有幾條，那么該生物體細(xì)胞中就含有幾個(gè)染色體組。
例.將二倍體水稻的花粉傳播到四倍體水稻的雌蕊柱頭上，所得到的水稻、果實(shí)、胚、胚乳的染色體組依次是（D）
A .4N、2N、2N、4N B.4N、4N、3N、6N C.3N、3N、3N、4N D.4N、4N、3N、5N
四.生物的遺傳、變異、進(jìn)化相關(guān)計(jì)算
（一）、與遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)相的計(jì)算：
1．有關(guān)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的應(yīng)用：
（1）互補(bǔ)的堿基相等，即A＝T，G＝C。
（2）不互補(bǔ)的兩種堿基之和與另兩種堿基之和相等，且等于50%。
（3）　在雙鏈DNA分子中的和之比：
●能夠互補(bǔ)的兩種堿基之和與另兩種堿基之和的比同兩條互補(bǔ)鏈中的該比值相等，即：（A+T）/（G+C）=（A1+T1）/（G1+C1）=（A2+T2）/（G2+C2）；
●不互補(bǔ)的兩種堿基之和與另兩種堿基之和的比等于1，且在其兩條互補(bǔ)鏈中該比值互為倒數(shù)，即：（A+G）/（T+C）=1；（A1+G1）/（T1+C1）=（T2+C2）/（A2+G2）
（4）雙鏈DNA分子中某種堿基的含量等于兩條互補(bǔ)鏈中該堿基含量和的一半，即A＝（A1＋A2）/2（G、T、C同理）。
（5）核酸中A＝T，G＝C可作為判斷雙鏈DNA的依據(jù)。而核酸中無(wú)T有U是作為RNA的依據(jù)。
（6）DNA分子一條鏈互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)堿基百分含量之和，等于另一條鏈互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)堿基百分含量之和，等于整個(gè)DNA分子中該兩個(gè)堿基百分含量之和。
2．有關(guān)復(fù)制的計(jì)算：
（1）一個(gè)雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制n次，可以形成2n個(gè)子代DNA分子，且含有最初母鏈的DNA分子有2個(gè)，占所有子代DNA分子的比例為 ，不含親代母鏈的DNA分子數(shù)為2n－2。（注意：最初母鏈與母鏈的區(qū)別）
例．將大腸桿菌的DNA分子用15N標(biāo)記，然后將該大腸桿菌移入14N培養(yǎng)基上，連續(xù)培養(yǎng)4代，此時(shí)，15N標(biāo)記的DNA分子占大腸桿菌DNA分子總量的（ C ）
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
（2）所需游離的脫氧核苷酸數(shù)＝M×（2n－1），其中M為的所求的脫氧核苷酸在原來(lái)DNA分子中的數(shù)量。
例5．某雙鏈DNA分子共含有堿基1400個(gè), 其中一條單鏈上（A+T）:（C+G）=2：5.問(wèn)該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是 ( )
　A.300個(gè) B.400個(gè) C.600個(gè) D.1200個(gè)
　解析:本題是考查學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制有關(guān)知識(shí)的理解,考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力.由于在DNA分子中堿基1400個(gè)，在一條單鏈上(A+T)/(C+G)=2:5,所以在DNA分子中A+T的總數(shù)為400個(gè).根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,A=T=200個(gè);DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次形成4個(gè)DNA分子,因此共需要胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為600個(gè)
例題6、把培養(yǎng)在含輕氮（14N）環(huán)境中的細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到含重氮（15N）的環(huán)境中培養(yǎng)，細(xì)胞分裂一次后，再放回原來(lái)的環(huán)境培養(yǎng)，細(xì)胞又分裂一次后，細(xì)菌細(xì)胞中的DNA中，輕氮型與中間型的比值為
解析：把培養(yǎng)在含輕氮（14N）環(huán)境中的細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到含重氮（15N）的環(huán)境中培養(yǎng)，細(xì)胞分裂一次后，因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，因此產(chǎn)生子代細(xì)胞中的全部DNA中，每條DNA的一條鏈為含輕氮（14N）的鏈，另一條鏈為含重氮（15N）的鏈，即此時(shí)細(xì)胞中的DNA為中間型DNA。
把這些DNA為中間型的細(xì)胞，再放回原來(lái)的環(huán)境培養(yǎng)，即含輕氮（14N）環(huán)境中培養(yǎng)，由于DNA的半保留復(fù)制，結(jié)果分裂一次的子代細(xì)胞DNA中，一種DNA是一條鏈為含輕氮（14N）鏈，另一條鏈為含重氮（15N）鏈的中間型DNA；還有一種DNA是兩條鏈全為含輕氮（14N）鏈的DNA，且中間型DNA：輕氮（14N）DNA=1：1。
答案： 1：1
例題7、在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌,其DNA分子均為14N-DNA（對(duì)照）;在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸扦菌,其DNA分子均為15N-DNA（親代）。將親代大腸桿茵轉(zhuǎn)移到含l4N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代（I和Ⅱ）,用某種離,心方法分離得到的結(jié)果如右圖所示。
請(qǐng)分析:
（1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)第一代（I）細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)? ,另一條鏈?zhǔn)? 。
（2）將第一代（I）細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代.將所得到細(xì)菌的DNA用同樣方法分離。請(qǐng)參照上圖,將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在右圖中標(biāo)出。

解析：
（1）因?yàn)榈谝淮鶧NA的沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，說(shuō)明第一代的兩條DNA密度是一樣的，且第一代NDA的密度介于高密度（兩條鏈都為15N）與低密度（兩條鏈都為14N）之間，因此可以推測(cè)出第一代DNA的一條鏈為15N母鏈，另一條為新鏈。
（2）當(dāng)把第一代細(xì)菌移到15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，細(xì)菌將以15N的脫氧核苷酸為原料，分別以15N和14N的鏈為模板來(lái)復(fù)制DNA，其結(jié)果是出現(xiàn)15N15N1的重和DNA5N14N的中密度DNA ，且比例為1：1。
答案：
（l）15N母鏈（3分），14N新鏈
（2）
3．基因控制蛋白質(zhì)的生物合成的相關(guān)計(jì)算：
??? （1）mRNA上某種堿基含量的計(jì)算：運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把所求的mRNA中某種堿基的含量歸結(jié)到相應(yīng)DNA模板鏈中互補(bǔ)堿基上來(lái)，然后再運(yùn)用DNA的相關(guān)規(guī)律。
（2）設(shè)mRNA上有n個(gè)密碼子，除3個(gè)終止密碼子外，mRNA上的其它密碼子都控制一個(gè)氨基酸的連接，需要一個(gè)tRNA，所以，密碼子的數(shù)量：tRNA的數(shù)量：氨基酸的數(shù)量＝n：n：n。
例．（2005·上海生物·14）一段原核生物的mRNA通過(guò)翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)數(shù)，依次為 （B ）
A、33 11 B、36 12 C、12 36 D、11 36
解析：一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，有12個(gè)氨基酸，因此需12個(gè)tRNA運(yùn)輸，決定一個(gè)氨基酸需一個(gè)密碼子，而每個(gè)密碼子由mRNA上三個(gè)相鄰的堿基組成，所以mRNA上至少含有12×3=36個(gè)
（3）在基因控制蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，DNA、mRNA、蛋白質(zhì)三者的基本組成單位脫氧核苷酸（或堿基）、核糖核苷酸（或堿基）、氨基酸的數(shù)量比例關(guān)系為6:3:1。(不考慮基因轉(zhuǎn)錄后加工合終止密碼子)
4．設(shè)一個(gè)DNA分子中有n個(gè)堿基對(duì)，則這些堿基對(duì)可能的排列方式就有4n種，也就是說(shuō)可以排列成4n個(gè)DNA分子。
例．（2005·上海生物·11）含有2000個(gè)堿基的DNA，每條鏈上的堿基排列方式有 （B ）
A、42000個(gè) B、41000個(gè) C、22000個(gè) D、21000個(gè)
解析：DNA分子的多樣性是由堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化決定的。每一對(duì)堿基對(duì)的排列方式有4種，因此有n對(duì)堿基對(duì)，其排列方式就有4n種。有2000個(gè)堿基，即1000個(gè)堿基對(duì)，所以堿基排列方式有41000種。
5．真核細(xì)胞基因中外顯子的堿基對(duì)在整個(gè)基因中所占的比例＝（編碼的氨基酸的個(gè)數(shù)×3÷該基因中的總堿基對(duì)數(shù)）×100%。
（二）、有關(guān)遺傳基本規(guī)律的計(jì)算：
1．一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中：
（1）F1產(chǎn)生的兩種雌雄配子的幾率都是1/2；
（2）在F2代中，共有3種基因型，其中純合子有2種（顯性純合子和隱性純合子），各占1/4，共占1/2，雜合子有一種，占1/2；
（3）在F2代中，共有2種表現(xiàn)型，其中顯性性狀的幾率是3/4，隱性性狀的幾率是1/4，在顯性性狀中，純合子的幾率是1/3，雜合子的幾率是2/3。
（4）一對(duì)等位基因的雜合子連續(xù)自凈n代，在Fn代中雜合子占(1/2)n，純合子占1－(1/2)n，顯性個(gè)體占2n＋1/2n+1,顯性純合體在顯性個(gè)體占2n－1/2n+1, 顯性雜合體在顯性個(gè)體占2/2n+1,隱性性狀個(gè)體占2n－1/2n+1。
2．兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中：
（1）F1雙雜合子產(chǎn)生四種雌雄配子的幾率都是1/4；
（2）在F2中，共有9種基因型，各種基因型的所占幾率如下表：
F2代基因型的類型
對(duì)應(yīng)的基因型
在F2代中出現(xiàn)的幾率
純合子
YYRR、YYrr、yyRR、yyrr
各占1/16
雜合子
一純一雜
YYRr、yyRr、YyRR、Yyrr
各占2/16
雙雜合
YyRr
占4/16
（3）在F2代中，共有四種表現(xiàn)型，其中雙顯性性狀有一種，幾率為9/16（其中的純合子1種，占1/9，一純一雜2種，各占2/9，雙雜合子1種，占4/9），一顯一隱性狀有2種，各占3/16（其中純合子2種，各占1/6，一純一雜2種，各占2/6），共占6/16，雙隱性性狀有一種，占1/16。
例．（2005·天津理綜·5）人類的卷發(fā)對(duì)直發(fā)為顯性性狀，基因位于常染色體上。遺傳性慢性腎炎是X染色體顯性遺傳病。有一個(gè)卷發(fā)患遺傳性慢性腎炎的女人與直發(fā)患遺傳性慢性腎炎的男人婚配，生育一個(gè)直發(fā)無(wú)腎炎的兒子。這對(duì)夫妻再生育一個(gè)卷發(fā)患遺傳性慢性腎炎的孩子的概率是 （D）
A、1/4 B、3/4 C、1/8 D、3/8
解析：由題意可知，直發(fā)無(wú)腎炎的兒子的基因型是aaXbY（卷、直發(fā)用A、表示、遺傳性慢性腎炎用B、b表示），則可推知其父親基因型是aaXBY，母親基因型是AaXBXb。因此生育一個(gè)卷發(fā)患遺傳性慢性腎炎（AaXB——的孩子的概率是1/2Aa×3/4XB---=3/8 AaXB——。
（4）兩對(duì)等位基因的雜合體AaBb連續(xù)自交到子代的第n代時(shí)，該代中純合體和雜合體所占比例如下：純合體（1－1/2n）2；雜合體1－（1－1/2n）2
3.多對(duì)基因遺傳情況計(jì)算
（1）產(chǎn)生配子的種類和比例
某個(gè)體產(chǎn)生配子種類數(shù)等于各對(duì)基因單獨(dú)形成配子種類數(shù)的乘積，或等于以各雜合基因?qū)?shù)（n）為指數(shù)的2的n次冪，即2n。每種配子所占比例為1/2n
（2）任何兩種基因型的親本相交后，子代基因型、表現(xiàn)型種類及比例。
①任何兩種基因型的親本相交后，子代基因型、表現(xiàn)型種類數(shù)等于親本各對(duì)基因單獨(dú)相交所產(chǎn)生子代基因型、表現(xiàn)型的種類數(shù)的積
②任何兩種基因型的親本相交后，子代基因型、表現(xiàn)型的比例等于親本各對(duì)基因單獨(dú)相交所產(chǎn)生子代基因型、表現(xiàn)型及其比例的乘積。（
3）任何兩種基因型的親本相交后，子代個(gè)別基因型和表現(xiàn)型的比率等于個(gè)別基因型、表現(xiàn)型中每對(duì)基因型、表現(xiàn)型所占比例的乘積。
4．分解組合法在自由組合題中的應(yīng)用：
基因的自由組合定律研究的是控制兩對(duì)或多對(duì)相對(duì)性狀的基因位于不同對(duì)同源染色體上的遺傳規(guī)律。由于控制生物不同性狀的基因互不干擾，獨(dú)立地遵循基因的分離定律，因此，解這類題時(shí)我們可以把組成生物的兩對(duì)或多對(duì)相對(duì)性狀分離開(kāi)來(lái)，用基因的分離定律一對(duì)對(duì)加以研究，最后把研究的結(jié)果用一定的方法組合起來(lái)，即分解組合法。這種方法主要適用于基因的自由組合定律，其大體步驟是：
??? ●先確定是否遵循基因的自由組合定律。
??? ●分解：將所涉及的兩對(duì)（或多對(duì)）基因或性狀分離開(kāi)來(lái)，一對(duì)對(duì)單獨(dú)考慮，用基因的分離定律進(jìn)行研究。
??? ●組合：將用分離定律研究的結(jié)果按一定方式進(jìn)行組合或相乘。
例．讓基因型為AABB和aabb的兩品種雜交，在其F2中，選出表現(xiàn)型為Ab的個(gè)體，讓其連續(xù)自交5代，在選育過(guò)程中，每一代的表現(xiàn)型為ab的個(gè)體均被淘汰，則在第5代中符合理想表現(xiàn)型的能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體中雜合體還占（ A ）
A. B. C. D.
例．（2005·廣東生物·35）(9分)家禽雞冠的形狀由兩對(duì)基因( A和a，B和b)控制，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳，
與性別無(wú)關(guān)。據(jù)下表回答問(wèn)題：
項(xiàng)目
基因組合
A、B同時(shí)存在
（A B 型）
A存在、B不存在
（A bb型）
B存在、A不存在
（aaB 型）
A和B都不存在
（aabb型）
雞冠形狀
核桃狀
玫瑰狀
豌豆?fàn)?br/>單片狀
雜交組合
甲：核桃狀×單片狀→F1：核桃狀，玫瑰狀，豌豆?fàn)?，單片?br/>乙：玫瑰狀×玫瑰狀→F1：玫瑰狀，單片狀
丙：豌豆?fàn)睢撩倒鍫睢鶩1：全是核桃狀
（1）甲組雜交方式在遺傳學(xué)上稱為 測(cè)交 ，甲組雜交F1代四種表現(xiàn)型比例是 1：1：1：1 。
(2)讓乙組后代F1中玫瑰狀冠的家禽與另一純合豌豆?fàn)罟诘募仪蓦s交，雜交后代表現(xiàn)型及比例在理論上是 核桃狀∶豌豆?fàn)睿?∶1 。
（3）讓丙組F1中的雌雄個(gè)體交配．后代表現(xiàn)為玫瑰狀冠的有120只，那么表現(xiàn)為豌豆?fàn)罟诘碾s合子理論上有 80 只。
（4）基因型為AaBb與Aabb的個(gè)體雜交，它們的后代基因型的種類有 6 種，后代中純合子比例占 1/4 。
答：（l）測(cè)交，1：1：1：1；（2）核桃狀：豌豆?fàn)睿?：1；（3）80；（4）6，1/4 。
命題意圖:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是遺傳的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。
解析:（1）先根據(jù)題意寫出甲組親本已知基因型：A B ×aabb。然后根據(jù)后代表現(xiàn)型推導(dǎo)出親本基因型，后代有核桃狀，玫瑰狀，豌豆?fàn)?，單片狀四種表現(xiàn)型，則核桃狀親本必為AaBb。親本的雜交方式為測(cè)交，后代四種表現(xiàn)型比例為1：1：1：1。
（2）同理推導(dǎo)出乙組親本基因型為：Aabb×Aabb，F(xiàn)1中玫瑰狀冠的家禽（1/3Aabb，2/3Aabb）與另一純合豌豆?fàn)罟诘募仪荩╝aBB）雜交，后代表現(xiàn)型為2/3 AaBb,1/3aaBb，即核桃狀：豌豆?fàn)睿?：1。
（3）同理推導(dǎo)出丙組親本基因型為：aaBB×AAbb，F(xiàn)1中的雌雄個(gè)體交配，即AaBb×AaBb雜交，后代表現(xiàn)型：核桃狀：玫瑰狀：豌豆?fàn)睿簡(jiǎn)纹瑺?9：3：3：1，已知玫瑰狀冠的有120只，則豌豆?fàn)罟诘囊灿?20只，其中雜合子理論上占2/3，即80只。
（4）基因型為AaBb與Aabb的個(gè)體雜交，按分離定律一對(duì)一對(duì)分別求解，Aa×Aa，子代3種基因型，純合為1/4AA，1/4aa；Bb×bb，子代2種基因型，純合為1/2bb；故它們的后代基因型的種類有2×3=6種。后代純合子為1/4AA×1/2b+1/4aa×1/2bb=1/4純合。
答案：（l）測(cè)交，1：1：1：1；（2）核桃狀：豌豆?fàn)睿?：1；（3）80；（4）6，1/4。
（三）、基因突變和染色體變異的有關(guān)計(jì)算：
1．正常細(xì)胞中的染色體數(shù)＝染色體組數(shù)×每個(gè)染色體組中的染色體數(shù)
2．單倍體體細(xì)胞中的染色體數(shù)＝本物種配子中的染色體數(shù)＝本物種體細(xì)胞中的染色體數(shù)÷2
3．一個(gè)種群的基因突變數(shù)＝該種群中一個(gè)個(gè)體的基因數(shù)×每個(gè)基因的突變率×該種群內(nèi)的個(gè)體數(shù)。
（四）、基因頻率和基因型頻率的計(jì)算：
1．求基因型頻率： （在一個(gè)處于平衡狀態(tài)的群體中）
設(shè)某種群中，A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，則AA、Aa、aa的基因型頻率的計(jì)算方法為：
　　p+q＝1，(p+q)2＝1，p2+2pq+q2=1，即AA+2Aa+aa＝1，所以AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2。
說(shuō)明：此結(jié)果即“哈代－溫伯格定律”，此定律需要以下條件：①群體是極大的；②群體中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的；③沒(méi)有突變產(chǎn)生；④沒(méi)有種群間個(gè)體的遷移或基因交流；⑤沒(méi)有自然選擇。因此這個(gè)群體中各基因頻率和基因型頻率就可一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。
2．求基因頻率： （在抽樣調(diào)查的情況下）
（1）常染色體遺傳：
●通過(guò)各種基因型的個(gè)體數(shù)計(jì)算：一對(duì)等位基因中的一個(gè)基因頻率＝（純合子的個(gè)體數(shù)×2＋雜合子的個(gè)體數(shù)）÷總?cè)藬?shù)×2
●通過(guò)基因型頻率計(jì)算：一對(duì)等位基因中的一個(gè)基因頻率＝純合子基因型頻率＋1/2×雜合子基因型頻率
（2）伴性遺傳：
●X染色體上顯性基因的基因頻率＝雌性個(gè)體顯性純合子的基因型頻率＋雄性個(gè)體顯性個(gè)體的基因型頻率＋1/2×雌性個(gè)體雜合子的基因型頻率。隱性基因的基因型頻率＝1－顯性基因的基因頻率。
●X染色體上顯性基因的基因頻率＝（雌性個(gè)體顯性純合子的個(gè)體數(shù)×2＋雄性個(gè)體顯性個(gè)體的個(gè)體數(shù)＋雌性個(gè)體雜合子的個(gè)體數(shù)）÷雌性個(gè)體的個(gè)體數(shù)×2＋雄性個(gè)體的個(gè)體數(shù)）。隱性基因的基因型頻率＝1－顯性基因的基因頻率。
例.據(jù)調(diào)查，某學(xué)校的學(xué)生中某一相對(duì)性狀的各基因型比率為XBXB：XBXb：XBY：XbY=44%：6%：42%：8%，則Xb的基因頻率為（ D ）
A．13.2% B．5% C．4% D．9.3%
例.一個(gè)種群基因型為AA的個(gè)體占1/3，基因型為Aa的個(gè)體占2/3，在沒(méi)有人為干擾的情況下：（1）如果該種群是果蠅，則子代各種基因個(gè)體所占比例是_________；(2)如果該種群是豌豆，則子代中各種基因型的比例是___________。
解析：
果蠅是雌雄異體動(dòng)物，在沒(méi)有人為干擾的情況下，相互自由交配的任何一只果蠅，是AA基因型的可能性是1/3，是A a基因型的可能性是2/3，則果蠅之間相互交配方式有以下幾種情況：
1/3AA×1/3AA→1/9AA；
2/3Aa×2/3Aa→4/9(1/4AA，1/2Aa，1/4aa)；
♂1/3AA×♀2/3Aa→2/9(1/2AA，1/2Aa)；
♂2/3Aa×♀1/3AA→2/9(1/2AA，1/2Aa)；
AA : Aa : aa= 4/9 : 4/9 : 1/9
如果按傳統(tǒng)方法計(jì)算，在對(duì)交配方式的類型及各交配方式計(jì)算理解是很麻煩的，稍不小心就會(huì)由于考慮不全面而出現(xiàn)錯(cuò)誤。
通過(guò)基因頻率計(jì)算則簡(jiǎn)單得多。
第一步：根據(jù)下列公式算出親基因頻率：某基因頻率＝純合體基因性頻率＋1/2雜合體基因性頻率。
P（A）＝AA＋1/2Aa＝1/3＋1/2×2/3＝2/3；P(a)＝aa＋1/2Aa＝0＋1/2×2/3＝1/3。
第二步：根據(jù)哈代平衡定律計(jì)算出子代基因性頻率。
（P(A)+P(a)）2＝P(A)2＋2P（A）2P(a)＋P(a)2
子代：AA＝P(A)2＝（2/3）2＝4/9
Aa＝2P(A)P(a)＝2×2/3×1/3＝4/9
Aa＝P(a)2＝（1/3）2＝4/9
(3)豌豆稍自花傳粉、又是閉花傳粉植物，因此沒(méi)有人為干擾情況下都是自交，可按下式計(jì)算。
P：1/3AA 2/3Aa
↓ ↓
F1:1/3AA 2/3(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)
AA＝1/2； Aa＝1/3； aa＝1/6。
從以上可以看出，在親代基因型及比例相同的情況，“自交”與“自由交配”的計(jì)算結(jié)果完全不同，因此利用基因頻率通過(guò)哈代平衡定律計(jì)算子代基因型頻率只適用于動(dòng)物“自由交配”，而植物的“自交”則不適用。
答案：（1）AA＝4/9，Aa＝4/9，aa＝1/9；（2）AA＝1/2，Aa＝1/3，aa＝1/6
（3）復(fù)等位基因：
對(duì)哈迪－溫伯格定律做相應(yīng)調(diào)整，公式可改為：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1，p+q+r=1。p、q、r各復(fù)等位基因的基因頻率。
例.? 人的ABO血型決定于3個(gè)等位基因IA、IB、i。通過(guò)抽樣調(diào)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)=0.06；O型(ii)=0.36。試計(jì)算IA、IB、i這3個(gè)等位基因的頻率。
解析? 由于人的ABO血型是由復(fù)等位基因決定的，雖然哈迪－溫伯格定律同樣對(duì)其適應(yīng)，但公式應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整，公式可改為：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1，p+q+r=1。設(shè)IA基因頻率為p，IB為q，i為r，則該等位基因的各基因型頻率分別為：A型(IAIA，IAi)頻率=p2+2pr=0.45；B型(IBIB，IBi)頻率=q2+2qr=0.13；AB型(IAIB)頻率=2pq=0.06；O型(ii)頻率=r2=0.36。由于O型的基因型頻率與表現(xiàn)型頻率是一致的，所以i的基因頻率為r(i)=(0.36)1/2=0.6。然后再通過(guò)i基因頻率計(jì)算出其他復(fù)等位基因頻率：因?yàn)锳型+O型=IAIA十IAi十ii=p2+2pr+r2=0.45+0.36=0.81，(p+r)2=0.81，故(p+r)=0.9；又由于r=0.6，所以p=0.9-0.6=0.3；因?yàn)閜+q+r=1，所以q=l-0.3—0.6=0.1。
答案　IA基因頻率為0.3；IB基因頻率為0.1；i為0.6。
例．（2005·上海生物·39）在一個(gè)遠(yuǎn)離大陸且交通不便的海島上，居民中有66%為甲種遺傳病（基因?yàn)锳、a）致病基因攜帶者。島上某家族系譜中，除患甲病外，還患有乙?。ɑ?yàn)锽、b），兩種病中有一種為血友病，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）___乙 _病為血友病，另一種遺傳病的致病基因在_____常____染色體上，為_(kāi)__隱___性遺傳病。
（2）Ⅲ—13在形成配子時(shí)，在相關(guān)的基因傳遞中，遵循的遺傳規(guī)律是____基因的自由組合定律___。
（3）若Ⅲ—11與該島一個(gè)表現(xiàn)型正常的女子結(jié)婚，則其孩子中患甲病的概率為_(kāi)___11%_______。
（4）Ⅱ—6的基因型為_(kāi)____ AaXBXb _______，Ⅲ—13的基因型為_(kāi)___ aaXbXb ______。
（5）我國(guó)婚姻法禁止近親結(jié)婚，若Ⅲ—11與Ⅲ—13婚配，則其孩子中只患甲病的概率為_(kāi)__1/6 ______，只患乙病的概率為_(kāi)___1/3_______；只患一種病的概率為_(kāi)__1/2_____；同時(shí)患有兩種病的概率為_(kāi)___1/6____。
命題意圖: 本題考查的知識(shí)點(diǎn)是基因的自由組合定律、伴性遺傳及遺傳病概率計(jì)算。
解析: （1）由Ⅱ-5、Ⅱ-6不患甲病，但他們所生女兒10患甲病，得甲病為常染色體隱性遺傳病，而血友病是X染色體隱性遺傳病，所以乙病是血友病。
（2）Ⅲ-13是兩病均患的女性，可推出Ⅲ-13的基因型是aaXbXb, a、b兩種致病基因在2對(duì)非同源染色體上，因此它們遵循基因的自由組合定律。
（3）只考慮甲病，由Ⅲ-10是aa，可得Ⅱ-5，Ⅱ-6的基因型都是Aa,所以Ⅲ-11的基因型為AA（1/3），Aa（2/3），而島上表現(xiàn)型正常的女子是Aa的概率為66℅，只有當(dāng)雙方的基因型均為Aa時(shí)，子代才會(huì)患甲病，所以Aa（2/3）×Aa（66℅）→ aa（1/4×2/3×66℅=11℅）
（4）（3）中已推出Ⅱ-6就甲病而言的基因型是Aa，因?yàn)椴换家也。赜蠿B，再有其父患乙病（XbY），父親的Xb必傳給女兒，所以Ⅱ-6的基因型為AaXBXb。Ⅲ-13是兩病均患的女性，可推出Ⅲ-13的基因型是aaXbXb。
（5）若Ⅲ-11基因型為（1/3AA，2/3 Aa）XBY與Ⅲ-13基因型為aaXbXb結(jié)婚，患甲病的概率為Aa（2/3）×aa→aa（1/2×2/3=1/3），患乙病的概率為XBY×XbXb→XbY（1/2），所以同時(shí)患兩種病的概率為1/3×1/2=1/6，只患甲病的概率為1/3－1/6=1/6，只患乙病的概率為1/2－1/6=1/3，只患一種病的概率為只患甲病的概率＋只患乙病的概率=1/6＋1/3=1/2。
答案:（1）乙 常 隱 （2）基因的自由組合定律（3）11% （4）AaXBXb aaXbXb (5)1/6 1/3 1/2 1/6
（五）關(guān)于判斷古生物年代的計(jì)算題
?規(guī)律： 隨著年代的推移，古生物化石體內(nèi)的１４Ｃ含量逐漸減少。１４Ｃ的半衰期（Ｔ）為５７３０年。公式：N余 ＝N原（）t/T　　m余 ＝m原（）t/T
　　式中N余 、m余 表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)或質(zhì)量，N原 、m原 表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)或質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間， T表示半衰期．
??? 例３ 古生物學(xué)家在對(duì)始祖鳥(niǎo)化古的測(cè)定中，發(fā)現(xiàn)其中１４Ｃ的含量為現(xiàn)代鳥(niǎo)的１／８。試判斷始祖鳥(niǎo)距今的年代約為（ C ）
??? Ａ．（１／８）×５７３０? Ｂ．１×５７３０ Ｃ．３×５７３０ Ｄ．８×５７３０
五.生物與環(huán)境的相關(guān)計(jì)算
1．關(guān)于種群數(shù)量的計(jì)算：
（1）用標(biāo)志重捕法來(lái)估算某個(gè)種群數(shù)量的計(jì)算方法：
種群數(shù)量[N]＝第一次捕獲數(shù)×第二次捕獲數(shù)÷第二捕獲數(shù)中的標(biāo)志數(shù)
（2）據(jù)種群增長(zhǎng)率計(jì)算種群數(shù)量：
設(shè)種群的起始數(shù)量為N0，年增長(zhǎng)率為λ（保持不變），t年后該種群的數(shù)量為Nt，則：
Nt＝N0λt
例．（2001上海）調(diào)查某草原田鼠數(shù)量時(shí)，在設(shè)置1公頃的調(diào)查區(qū)內(nèi)，放置100個(gè)捕鼠籠，一夜間捕獲鼠32頭，將捕獲的鼠經(jīng)標(biāo)記后在原地釋放。數(shù)日后，在同一地方再放置同樣數(shù)量的捕鼠籠，這次共捕獲30頭，其中有上次標(biāo)記過(guò)的個(gè)體10頭。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若該地區(qū)田鼠種群個(gè)體總數(shù)為N，則 N＝???? 頭（計(jì)算公式是：N︰[a]＝[b]︰[c]）。
?? A．30???? B．32???? C．64???? D．96
（2）要使上面所計(jì)算的種群個(gè)體總數(shù)和實(shí)際相符，理論上在調(diào)查期必須滿足的2條件是??????
?? A．有較多個(gè)體遷出調(diào)查區(qū)???????
?? B．調(diào)查區(qū)內(nèi)沒(méi)有較多個(gè)體死亡
?? C．調(diào)查區(qū)內(nèi)沒(méi)有較多個(gè)體出生???
?? D．有較多個(gè)體遷入調(diào)查區(qū)
（3）調(diào)查甲、乙兩草原所捕獲鼠的月齡，它們的月齡構(gòu)成如下圖。據(jù)圖分析：???? 草原的田鼠種群屬于????? 型；????? 草原的田鼠種群屬于????? 型，可以預(yù)測(cè)，該草原鼠害將會(huì)嚴(yán)重，必須作好防治準(zhǔn)備工作。
（4）若某種群有成鼠a頭（計(jì)算時(shí)作為親代），每頭雌鼠一生產(chǎn)仔16頭，各代雌雄性別比例均為1：l，子代幼鼠均發(fā)育為成鼠，所有個(gè)體的繁殖力均相等，則從理論上計(jì)算，第n代產(chǎn)生的子代數(shù)為??????
?? A．a(chǎn)×8n－1???? B．a(chǎn)×8n＋1???? C．a(chǎn)×8n???? D．a(chǎn)×8n－2
（5）若將雌雄成鼠各若干頭，放在大小一定的籠內(nèi)飼養(yǎng)，讓它們交配繁殖，且供給足夠的餌料和水，則籠內(nèi)鼠數(shù)變化和飼養(yǎng)時(shí)間之間的關(guān)系，應(yīng)為右圖中的曲線?????
答案：（1）D?。?）BC　（3）乙 　穩(wěn)定 　甲 　增長(zhǎng)?。?）C　（5）C
2．生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)、食物鏈相關(guān)計(jì)算
（1）查食物鏈條數(shù)
典型食物鏈?zhǔn)怯缮a(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者組成，故計(jì)算食物鏈數(shù)應(yīng)從生產(chǎn)者入手一直到最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)為止，中間不要漏過(guò)每一個(gè)分叉，也不能中斷。
（2）生態(tài)系統(tǒng)中生物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)別和動(dòng)物所處消費(fèi)者等級(jí)。
生產(chǎn)者營(yíng)養(yǎng)級(jí)是固定的為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)級(jí)位不固定，在不同食物鏈可處不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)。消費(fèi)者等級(jí)劃分以食性為準(zhǔn)。
（3）能量傳遞效率的計(jì)算：
（1）能量傳遞效率＝上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量÷下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%
（同化量＝攝入量－糞尿量 ）
例.（2002廣東）下表是對(duì)某水生生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯存的能量（Pn＝Pg－R），R表示生物呼吸消耗的能量。????????????????????????????????????????????????? 單位：102千焦/m2/年
?
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141.0
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
分析回答：
（1）能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)開(kāi)始的?為什么?
（2）該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是多少?
（3）從能量輸入和輸出角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加?為什么?
答案：（1）B　B營(yíng)養(yǎng)級(jí)含能量最多，是生產(chǎn)者　（2）5.7%?。?）增加該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于所有生物消耗能量之和或答Pg（生產(chǎn)者的）＞R（所有生物的呼吸消耗）
（2）根據(jù)能量傳遞效率10－20％計(jì)算，在能量流動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題中，若題干中未作具體說(shuō)明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10％、最高效率是20％。在已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最低”效率傳遞。若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最高”效率傳遞。反之，已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最高”效率傳遞。若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞。這一關(guān)系可用下圖表示：
（已知） ①求最多則能量按最高值20％流動(dòng) ，選最短食物鏈 （未知）
②求最少則能量按最低值10％流動(dòng)，選最長(zhǎng)食物鏈
較低營(yíng)養(yǎng)級(jí) 較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)
（未知） ①求最多則能量按最高值20％流動(dòng) ，選最長(zhǎng)食物鏈 （已知）
②求最少則能量按最低值10％流動(dòng)，選最短食物鏈
此類計(jì)算有以下幾種類型：
a. 根據(jù)能量流動(dòng)效率直接計(jì)算
例1. 某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（ ）
A. B.
C. D.
解析：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)效率為10%~20%，即一般情況下上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不超過(guò)自身同化量的20%，如，則說(shuō)明初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者之間的能量流動(dòng)效率已經(jīng)高于20%，初級(jí)消費(fèi)者、食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都受到了破壞，影響了生物的可持續(xù)性發(fā)展，因而最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。答案選D項(xiàng)。
例2. 有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一條食物鏈，若第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物（ ）
A. 25kg B. 125kg
C. 625kg D. 3125kg
解析：這是最為簡(jiǎn)單的一種計(jì)算題型。所謂至少消耗，即是按照最高的效率（20%）傳遞。設(shè)需消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物x kg，則有(20%)4x=1，不難選出正確答案為C項(xiàng)。
b. 根據(jù)隱含的能量流動(dòng)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算
例3. 在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥(niǎo)，0.25kg的小鳥(niǎo)要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（ ）
A. 0.05% B. 0.5%
C. 0.25% D. 0.025%
解析：該題中能量流動(dòng)效率不僅用重量表示，而且其數(shù)值在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間都不一樣，但以植物為基準(zhǔn)，在食物鏈的基礎(chǔ)上可推出它們間的數(shù)量轉(zhuǎn)化關(guān)系：
植物 → 昆蟲 → 小鳥(niǎo) → 鷹
1000kg 100kg 12.5kg 2.5kg
這樣，鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比即為2.5/1000，也就是0.25%。
c. 根據(jù)規(guī)定的能量流動(dòng)效率計(jì)算
例4. 有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來(lái)自兔子，2/5來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？
圖1
解析：據(jù)題意，貓頭鷹的食物可來(lái)源于三條食物鏈，直接來(lái)源于三種不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重20g，則這種食物食用后必須使其分別增加8g、8g、4g。這樣可得到圖2。
圖2
考慮到是最多消耗，計(jì)算時(shí)要按最低的能量流動(dòng)效率即10%計(jì)算，這樣這三條鏈消耗的植物分別為800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。
例5. 在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？
圖3
解析：據(jù)題意，與丁食物來(lái)源相關(guān)的食物鏈有三條：戊→庚→丁，戊→甲→丁，戊→己→甲→丁。丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率10%計(jì)算：各需甲、庚10kg÷10%÷2＝50kg。甲要增長(zhǎng)50kg需攝食己和戊共50kg÷10%＝500kg，則己、戊各250kg，己要增長(zhǎng)250kg則需攝食戊250kg÷10%＝2500kg，庚要增長(zhǎng)50kg則需戊50kg÷10%＝500kg。共需戊：500＋2500＋250＝3250kg。
d. 根據(jù)變化的能量流動(dòng)效率計(jì)算
例6. 已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計(jì)算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為_(kāi)___________。
圖4
解析：本題中，C獲得能量的途徑有二條：從A直接獲得和從A經(jīng)B傳遞間接獲得，已知C從A直接獲得的比例為x，則直接獲得的能量為ax，需要消耗A的能量為10ax，間接獲得的比例為（1－x），則間接獲得的能量為（1－x）a，需要消耗A的能量為100（1－x）a，那么消耗A的總能量為10ax＋100（1－x）a＝100a－90ax，亦即y與x的函數(shù)關(guān)系式為：y＝100a－90ax。
e. 根據(jù)特定的能量流動(dòng)要求計(jì)算
例7. 有一食物網(wǎng)如下圖5所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8×109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3×108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_____________。
圖5
解析；本題首先要搞清楚：由于能量寓于物質(zhì)之中，所以計(jì)算干物質(zhì)量的值也就是計(jì)算能量的量值；其次，由于E種群的干物質(zhì)的最終去向有B和A，所以要使A種群所得干物質(zhì)的量最少，只有在E種群以最低的傳遞效率傳給B（這時(shí)E種群剩余干物質(zhì)最少），E剩余部分再以最低的傳遞效率傳給A時(shí)才可能發(fā)生。B種群干物質(zhì)量為1.3×108kJ，從理論上講，至多消耗E種群干物質(zhì)為1.3×108kJ/10%＝1.3×109kJ，由于A與E相隔一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，因而A種群干物質(zhì)量的值至少為（5.8－1.3）×109kJ×10%×10%＝4.5×107kJ
（3）若某生態(tài)系統(tǒng)的全部生產(chǎn)者固定了XkJ的太陽(yáng)能，則流入該生態(tài)系統(tǒng)第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量E為
（10％）n－1.XkJ≤E≤（20％）n－1.XkJ
則能被第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體利用的能量E為
（20％）n－1.1161/2870.XkJ≤≤（20％）n－1.1161/2870.XkJ

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