内容正文:
五、数据计算类——运用数学思维破解
【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。计算题的考查核心是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。
【解题秘籍】
[典例分析] (2022·重庆·统考高考真题)人的扣手行为属于常染色体遗传,右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是( )
A.该群体中两个左型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为3/50
B.该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为25/324
C.该群体下一代AA基因型频率为0.16,aa基因型频率为0.64
D.该群体下一代A基因频率为0.4,a基因频率为0.6
【答案】B
【分析】根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64,分别是4/25、1/5、16/25,可知人群中A的基因频率=0.16+0.20×1/2=13/50,则a的基因频率=1-13/50=37/50。
【详解】A、该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配,后代左型扣手的概率为1,A错误;
B、根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64,分别是4/25、1/5、16/25,可知人群中A的基因频率=0.16+0.20×1/2=13/50,则a的基因频率=1-13/50=37/50,该群体中两个右型扣手的人婚配,人群中右型扣手的杂合子所占概率为1/5÷(4/25+1/5)=5/9 ,二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4=25/324 ,B正确;
C、由B选项分析可知,人群中A的基因频率=13/50 ,a的基因频率37/50 ,根据遗传平衡定律,下一代AA基因型频率为(13/50)2=169/2500=0.0676 ,aa基因型频率为(37/50)2=0.5476 ,C错误;
D、根据遗传平衡定律,每一代的基因频率都不变,下一代A基因频率为(0.16+0.20×1/2)=0.26 ,a的基因频率为1-0.26=0.74 ,D错误。
故选B。
【类型点拨】
高中生物涉及计算的内容归纳
序号
高中生物计算题类型
对应的“课程标准”的具体内容
1
有关蛋白质的计算
概述蛋白质的结构和功能
2
有关细胞呼吸的计算
说明细胞呼吸,探讨其原理的应用
3
有关光合作用的计算
说明光合作用以及对它的认识过程
研究影响光合速率的环境因素
4
细胞分裂过程中染色体和DNA等物质数目变化的计算
概述有丝分裂的过程
阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化
5
有关遗传规律的计算
分析孟德尔遗传实验的科学方法
阐明基因的分离定律和自由组合定律,概述伴性遗传
6
有关遗传信息传递和表达的计算
概述DNA分子结构的主要特点
概述DNA分子的复制
概述遗传信息的转录和翻译
7
有关种群内基因频率的计算
概述生物进化与生物多样性的形成
8
有关种群数量的计算
尝试建立数学模型解释种群的数量变动
9
有关生态系统中能量流动的计算
分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用
【知识点拨】
1.真正光合速率和表观光合速率:
真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率。
①真正光合速率表示方法:制造葡萄糖、产生O2、固定CO2的速率。
②表观光合速率表示方法:吸收CO2、释放O2、积累葡萄糖的速率。
③呼吸速率:黑暗条件下O2吸收速率、CO2释放速率。
2.“患病男孩”与“男孩患病”的概率:
①患病男孩——表示两个独立事件,即“男孩”事件及“患病”事件,同时出现的概率为两事件之积,即1/2×男孩中患病率。
②男孩患病:只在男孩(XY)中求患病率即可。
3.自交和自由交配:
[实例] 将基因型为Aa的水稻自交一代后的种子全部种下。
①让F1自交或自由交配,求F2的基因型、表现型的比例。
②在幼苗期淘汰F1全部隐性个体后,让其自交或自由交配,求F2的基因型、表现型的比例。
计算方法示例如下:
解法一:列举法(适用于自交)
①F1无淘汰自交,交配组合方式有以下三种:
a.1/4AA×AA→1/4AA;
b.2/4Aa×Aa→1/8AA∶2/8Aa∶1/8aa;
c.1/4aa×aa→1/4aa。
F2基因型的比例为AA∶Aa∶aa=(1/4+1/8)∶(2/8)∶(1/8+1/4)=(3/8)∶(2/8)∶(3/8)=3∶2∶3;F2表现型的比例为A_∶aa=(1/4+