论文部分内容阅读
摘 要: 历年高考,计算题在生物学科中已成为一种常考、必考的题型,且深受命题者的青睐,此类试题的解题关键是有扎实的基本功,能巧妙地运用数学思想对题干进行合理分析、综合推理、准确计算,得出正确答案。
关键词: 数学思想 生物计算题 解答方法
生物计算题在历年高考中已成为一种必考的题型,且都有一定的分量,它能够有效地考查考生对生物学的基本概念、原理和规律的应用,以及对各种生物量之间数量关系的理解,此类试题的解题关键是有扎实的基本功,并且能在结合生物学原理的基础上巧妙运用数学思想建构数学模型,对题干进行合理分析、综合推理、准确计算,最终得出正确答案。结合教材知识点可以看出主要以下几个方面容易出现计算题,现概括如下。
一、与蛋白质有关的计算
蛋白质是构成生物体的重要化合物,又是生命活动的体现者。因此,蛋白质是高中生物的重点和难点,也是高考中的热点。现将与蛋白质相关的计算题及解法做如下的小结和归纳。
1.解决关于缩合反应过程中氨基酸的个数、肽链数、形成的肽键数和脱去的水分之间的数量关系。
规律1:水分子数、肽键数、氨基酸数和肽链条数满足失水数=肽键数=氨基酸总数-肽链条数。
规律2:氨基酸脱水缩合形成多肽时,游离的—NH和—COOH分别位于肽链的两端,考虑到可变的R基上有可能含有两种基团,所以游离的—NH和—COOH数至少等于肽链条数。
例1.某一多肽链内共有肽键109个,则此分子中含有—NH和—COOH的数目至少为(?摇?摇)
A.110,110?摇 B.109,109?摇 C.9,9?摇 D.1,1
解析:仔细审题,根据氨基酸、多肽的定义,抓住题干中“至少”两字,一条肽链中至少含的氨基或羧基数目分别为1,与该肽链肽键数目的多少无关。
2.解决关于缩合反应过程中肽化合物分子量大小的数量关系。
规律3:肽化合物分子量的计算:蛋白质相对分子量=氨基酸相对分子量总和-失水分子数×18,如还有其他基团也能缩合则视情况而定,比如二硫键(-S-S-)。
规律4:结合基因控制蛋白质合成时,基因的碱基数∶mRNA上的碱基数氨∶基酸数=6∶3∶1。
例2.牛胰岛素由51个氨基酸组成,则决定改蛋白质的基因中至少有多少个碱基?
解析:中心法则 DNA(基因)→mRNA→蛋白质(多肽)
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 |
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇双链?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇单链?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇碱基数?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇碱基数?摇?摇?摇氨基酸数
?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇比例?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇6?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇∶?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇3?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ∶?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇1
答案:基因中的碱基数=51×6=306。
二、与光合作用和呼吸作用有关的计算
在计算这类题时学生感觉难度较大,尤其是两者结合的综合题,学生容易混淆或是不知如何下手。因为两个过程分别发生在不同的细胞器中,关系复杂,有光照时既发生光合作用又发生呼吸作用,黑暗时只发生呼吸作用,所以在计算时要全面考虑,正确分析、综合推理,方可得出正确答案。
实际(真正)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率(黑暗测定):
①实际光合作用CO吸收量=实测CO吸收量+呼吸作用CO释放量;
②光合作用实际O释放量=实测(表观)O释放量+呼吸作用O吸收量;
③光合作用葡萄糖净量=光合作用实际葡萄糖量-呼吸作用葡萄糖消耗量;
④净有机物量=实际有机物生产量(光合作用)-有机物消耗量(呼吸作用)。
例3.某植株在黑暗处每小时释放0.02mol CO,而光照强度为a的光照下(其他条件不变),每小时吸收0.06mol CO,若在光照强度为a的光照下光合速度减半,则每小时吸收CO的量为(?摇?摇)
A.0 mol?摇 B.0.02 mol?摇 C.0.03 mol?摇 D.0.04mol
解析:植株在黑暗处释放0.02mol CO表明呼吸作用释放CO量为0.02mol,在a光照下每小时吸收CO 0.06mol意味着光合作用实际量0.06+0.02=0.08molCO,若光照强度为a时光合速度减半,即减为0.04mol,此时呼吸释放CO仍为0.02mol故需从外界吸收0.02mol CO。答案:B。
三、有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算
在氧气充足条件下,完全进行有氧呼吸,吸收O和释放CO量是相等。在绝对无氧条件下,只能进行无氧呼吸。但若在低氧条件下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;吸收O和释放CO就不一定相等。解题时,首先要正确书写和配平反应式,其次要分清CO的来源再行计算(有氧呼吸和无氧呼吸各产生多少CO)。
例4.(2006上海)一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌,1小时后测得该容器中O减少24ml,CO增加48ml,则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( )。
关键词: 数学思想 生物计算题 解答方法
生物计算题在历年高考中已成为一种必考的题型,且都有一定的分量,它能够有效地考查考生对生物学的基本概念、原理和规律的应用,以及对各种生物量之间数量关系的理解,此类试题的解题关键是有扎实的基本功,并且能在结合生物学原理的基础上巧妙运用数学思想建构数学模型,对题干进行合理分析、综合推理、准确计算,最终得出正确答案。结合教材知识点可以看出主要以下几个方面容易出现计算题,现概括如下。
一、与蛋白质有关的计算
蛋白质是构成生物体的重要化合物,又是生命活动的体现者。因此,蛋白质是高中生物的重点和难点,也是高考中的热点。现将与蛋白质相关的计算题及解法做如下的小结和归纳。
1.解决关于缩合反应过程中氨基酸的个数、肽链数、形成的肽键数和脱去的水分之间的数量关系。
规律1:水分子数、肽键数、氨基酸数和肽链条数满足失水数=肽键数=氨基酸总数-肽链条数。
规律2:氨基酸脱水缩合形成多肽时,游离的—NH和—COOH分别位于肽链的两端,考虑到可变的R基上有可能含有两种基团,所以游离的—NH和—COOH数至少等于肽链条数。
例1.某一多肽链内共有肽键109个,则此分子中含有—NH和—COOH的数目至少为(?摇?摇)
A.110,110?摇 B.109,109?摇 C.9,9?摇 D.1,1
解析:仔细审题,根据氨基酸、多肽的定义,抓住题干中“至少”两字,一条肽链中至少含的氨基或羧基数目分别为1,与该肽链肽键数目的多少无关。
2.解决关于缩合反应过程中肽化合物分子量大小的数量关系。
规律3:肽化合物分子量的计算:蛋白质相对分子量=氨基酸相对分子量总和-失水分子数×18,如还有其他基团也能缩合则视情况而定,比如二硫键(-S-S-)。
规律4:结合基因控制蛋白质合成时,基因的碱基数∶mRNA上的碱基数氨∶基酸数=6∶3∶1。
例2.牛胰岛素由51个氨基酸组成,则决定改蛋白质的基因中至少有多少个碱基?
解析:中心法则 DNA(基因)→mRNA→蛋白质(多肽)
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 |
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇双链?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇单链?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇↓
?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇碱基数?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇碱基数?摇?摇?摇氨基酸数
?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇比例?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇6?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇∶?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇3?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ∶?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇1
答案:基因中的碱基数=51×6=306。
二、与光合作用和呼吸作用有关的计算
在计算这类题时学生感觉难度较大,尤其是两者结合的综合题,学生容易混淆或是不知如何下手。因为两个过程分别发生在不同的细胞器中,关系复杂,有光照时既发生光合作用又发生呼吸作用,黑暗时只发生呼吸作用,所以在计算时要全面考虑,正确分析、综合推理,方可得出正确答案。
实际(真正)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率(黑暗测定):
①实际光合作用CO吸收量=实测CO吸收量+呼吸作用CO释放量;
②光合作用实际O释放量=实测(表观)O释放量+呼吸作用O吸收量;
③光合作用葡萄糖净量=光合作用实际葡萄糖量-呼吸作用葡萄糖消耗量;
④净有机物量=实际有机物生产量(光合作用)-有机物消耗量(呼吸作用)。
例3.某植株在黑暗处每小时释放0.02mol CO,而光照强度为a的光照下(其他条件不变),每小时吸收0.06mol CO,若在光照强度为a的光照下光合速度减半,则每小时吸收CO的量为(?摇?摇)
A.0 mol?摇 B.0.02 mol?摇 C.0.03 mol?摇 D.0.04mol
解析:植株在黑暗处释放0.02mol CO表明呼吸作用释放CO量为0.02mol,在a光照下每小时吸收CO 0.06mol意味着光合作用实际量0.06+0.02=0.08molCO,若光照强度为a时光合速度减半,即减为0.04mol,此时呼吸释放CO仍为0.02mol故需从外界吸收0.02mol CO。答案:B。
三、有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算
在氧气充足条件下,完全进行有氧呼吸,吸收O和释放CO量是相等。在绝对无氧条件下,只能进行无氧呼吸。但若在低氧条件下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;吸收O和释放CO就不一定相等。解题时,首先要正确书写和配平反应式,其次要分清CO的来源再行计算(有氧呼吸和无氧呼吸各产生多少CO)。
例4.(2006上海)一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌,1小时后测得该容器中O减少24ml,CO增加48ml,则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( )。