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1、四、基因型频率、基因频率的计算【理论阐释】1含义：计算群体中某基因型或基因出现的概率。2常见类型基因频率的计算（1）常染色体上基因频率的计算 已知个体数，在随机交配下求概率 已知基因型频率，在随机交配（或自交）下求概率（2）性染色体上基因频率的计算基因型频率的计算（1）常染色体上基因型频率的计算（2）性染色体上基因型频率的计算某基因型频率纯合子基因型比率+1/2杂合子基因型比率则 AA基因型频率q2 Aa基因型频率2qp aa基因型频率p21）常染色体上基因频率的计算【例1】（2009上海高考）某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv、vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从
2、岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中V的基因频率约是A.43% B.48% C. 52% D.57% 方法一：定义公式法群体总数：20000+200022000（只）VV总数2000015%+20005000（只）Vv总数2000055%11000（只）vv总数2000030%6000（只）新群体中又因随机交配的群体中亲、子代基因频率不变，所以，F1中V的基因频率约是48%。V基因频率例2】已知某生物种群中，AA个体占30%，Aa个体占50%，aa为20%，在自交情况下，后代中A基因占有的百分比为_。解析：解答此题可用方法一，即基因型频率法A基因频率=纯合子基
3、因型比率+1/2杂合子基因型比率=30%+1/250%=55%答案：55%2）性染色体上基因频率的计算【例3】某100人的人群中，正常女性为30人，女色盲携带者15人，女色盲5人，男正常40人，男色盲10人，问人群中色盲基因出现的频率是多少？例5】若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上，XbXb、XbY的基因型频率依次为A. 1% 2% B. 8% 8% C. 2% 10% D.2% 8% 【解析】选C 。方法二：基因频率法Xb基因频率p20%则在群体（雌雄果蝇相等）中有：XbXb基因型频率p2/220%20%/22% XbY基因型频率p/220
4、%/210%分别计算出遗传病单独出现的概率按要求将概率组合结论蛋白质的相关计算 在氨基酸形成蛋白质过程中存在着氨基酸数、肽键数、脱去水分子数、肽链条数等的数量对应关系；在DNA控制合成蛋白质的过程中存在着DNA的碱基、RNA的碱基及氨基酸数目之间的数量对应关系。这些数量关系的计算历年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的失分点。下面我们就从这两个方面进行重点突破讲解。一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对 分子量的相关计算.知识背景 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。由两个氨基酸分子缩合形成的化合物叫做二肽。其中，连接两个氨基酸分子的化学键(NHCO)叫做肽键。由多个不同种类的氨基酸分
5、子缩合而成的化合物叫做多肽；多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链进一步加工，则形成蛋白质。氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图： .常见计算类型（1）多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算（2）氨基酸、肽键数、失去水分子数、及肽链条数的相关计算（3）蛋白质相对分子质量的计算解题方法（1）多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算规律 由脱水缩合过程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个肽键，每形成一个肽键就相应的破坏一个氨基和一个羧基。每形成一个水分子也会使原来的H和O原子数目发生相应变化。在形成的化合物中，有以下规律：一条多肽链中最少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，
6、由n条肽链组成的蛋白质中，最少有n个游离的氨基和n个游离的羧基。氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键数N原子数肽键数肽链数R基上N原子数各氨基酸中N的总数O原子数肽键数肽链数 2 R基上的O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数H原子数各氨基酸中H的总数脱水数 22）氨基酸、肽键数、失去水分子数及肽链条数的相关计算规律 由氨基酸分子脱水缩合过程可知，若该蛋白质只有一条肽链，肽链形成过程中每形成一个肽键，就同时失去一分子水，即形成的肽键数=失去的水分子数=氨基酸数目-1； m个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数和
7、形成的肽键数为m-n。蛋白质或多肽水解形成氨基酸时，需要的水分子数与其形成时失去的水分子数相等，即m-n。3）蛋白质相对分子质量的计算规律 蛋白质的相对分子质量氨基酸的相对分子质量总和-失去的水分子的相对分子质量总和。即若氨基酸的平均相对子质量为a，该蛋白质由m个氨基酸缩合形成，共有n条肽链，则该蛋白质的相对分子质量为：ma-(m-n)18。综上所述，由氨基酸的脱水缩合过程可总结如下规律：（仅指直链多肽）一条肽链（R基中N、O原子数分别为x、y）n条肽链氨基酸平均相对分子质量aa氨基酸(平均含H数目为b)数目mm肽键数目m-1m-n脱去水分子数目m-1m-n肽链(或蛋白质)的相对分子质量ma-
8、18(m-1)ma-18(m-n)氨基数目至少一个（R基上还可能含有氨基）至少n个羧基数目至少一个（R基上还可能含有羧基）至少n个N原子数m+xO原子数m+1+yH原子数mb2(m-1)注意：如果n个氨基酸形成若干个环状多肽，则蛋白质分子形成过程中肽键数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分子数肽键数氨基酸总数环状肽Aa1、Aa2 、Aa6表示6种氨基酸，它们相互缩合形成的环状肽如图所示：由图示可知： 肽键数=脱去水分子数=氨基酸总数 环状肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目。1多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算【例1】（2009
9、上海高考）某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是An-m Bn-2m Cn+m Dn+2m解析】选C。本题考查脱水缩合后O原子数目的计算。可以用我们前面讲解的规律进行计算。方法一 ：由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个O，形成蛋白质缩合过程中要脱掉水，每个水分中都有一个O原子，可以用下列公式O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数，也就是2n-(n-m)=n+m。方法二 ：O原子数肽键数+肽链数 2+R基上的O原子数。肽键数等于氨基酸数减去肽链条数即（n-m）。肽链数是m。由于该题设问的是蛋白质至少含有的O原子的个数，所以，可以考虑R基上没有O原子。所以本题答案
10、是（n-m）+m2+0=n+m。2氨基酸、肽键数、失去水分子数及肽链条数的相关计算【例2】某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17【解析】选C。本题考查蛋白质的合成过程中氨基酸、肽键、氨基数目的计算。氨基酸通过脱水缩合形成多肽，每一条多肽链上至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基；含有的肽键数氨基酸总数-1,根据题目给出的条件可知：5个多肽至少含有5个游离的氨基和17个肽键。3蛋白质相对分子质量的计算【例3】组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸构成的
11、含2条多肽链的蛋白质，其分子量为A. 12800 B. 11018C. 11036 D. 8800【解析】选C。本题考查蛋白质相对分子量的计算。对照关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中蛋白质包含2条多肽链，所以，脱水数100-2=98，所以，根据前面蛋白质相对分子量的计算公式知：蛋白质的分子量=128100-1898=11036，答案为C。二、氨基酸数目与mRNA及DNA中碱基数量之间的计算蛋白质是生命性状的体现者，它是在DNA的控制下，经过转录、翻译过程形成的，蛋白质的氨基酸数目和DNA、RNA的碱基数目之间存在一定的规律，其过程如图：碱基与氨基酸之间的数量关系如下：(1)转录
12、时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l2。(2)翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的13总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、 RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6：3：1。见下图。有关计算的关系式可总结为： 蛋白质中肽链数+肽键数=氨基酸数=1/3mRNA碱基数=1/6基因中碱基数。 因基因中存有启动片段、终止片段等，实际上基因碱基数目和氨基酸数目的关系并不是很严格，因此一般命题中带有“至少”或“最多”字样。2.常
13、见计算类型 以DNA的碱基数、RNA的碱基数、密码子数、反密码子数、氨基酸数中的任一种或几种为已知条件，计算其他数目。3.解题方法三者的关联计算，主要存在以下几种情况：（1）在题目不做任何说明的情况下，就按以下规律计算：DNA碱基数2mRNA碱基数6密码子数6氨基酸数目（2）如果题目特别强调是真核生物的DNA，因为在转录后存在信息RNA的剪辑。要注意其DNA碱基数应该大于6氨基酸数目，应根据题目具体情况具体解决。3.解题方法三者的关联计算，主要存在以下几种情况：（1）在题目不做任何说明的情况下，就按以下规律计算：DNA碱基数2mRNA碱基数6密码子数6氨基酸数目（2）如果题目特别强调是真核生物
14、的DNA，因为在转录后存在信息RNA的剪辑。要注意其DNA碱基数应该大于6氨基酸数目，应根据题目具体情况具体解决。（3）在真核生物中，其基因中有外显子和内含子之分，即氨基酸与基因中的脱氧核苷酸数并不成一定的比例关系，题目中加了“至少”两字后做了限定，相当于不存在内含子的计算。（4）无论真核生物还是原核生物，都要注意终止密码子的存在，终止密码子不编码蛋白质，但占有DNA碱基数。（5）看清楚题目求的是氨基酸的种类还是氨基酸的个数。解析】选C。处理有关翻译的问题，首先要找到“起始码（AUG、GUG）”和“终止码（UAA、UAG、UGA）”。起始码有相应的氨基酸，终止码不对应氨基酸。本题碱基序列中，从
15、开始数，6、7、8三个碱基即“AUG”就是起始密码；倒数7、6、5三碱基即“UAG”就是终止密码。从正数6号碱基到倒数8号碱基，正好40+5+3=48个碱基。483 = 16（个）【例2】（2010徐州模拟）已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。假设编码某多肽分子的基因中一条链的碱基排列顺序为ACCACGACTAGGAACTTCGAT(其中“”表示省略了214个碱基，并且不含有编码终止密码的序列)，若以此链为模板转录，最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是 A74 B75 C77 D78解析】选A。首先写出起始密码子和终止密码子所对应的基因中的碱基排列顺序，分别为：
16、TAC、GAC和ATT、ACT、ATC，然后在基因的起始端和末尾寻找与之对应的碱基排列顺序，结果可以判断出下列基因片段可以转录出密码子：GACTAGGAACT。其中尾端ACT转录形成的是终止密码子，不编码氨基酸，能编码氨基酸的碱基数量为214+8=222。编码的氨基酸数量最多为74个。例3】水蛭素是由65个氨基酸组成的蛋白质，控制该蛋白质合成的基因碱基数至少应是A.390 B.195 C.65 D.260【解析】选A。在DNA的模板链上3个相邻的碱基编码一个氨基酸，水蛭素是由65个氨基酸组成的蛋白质，则mRNA上的碱基共有195个。可推知DNA上的碱基数为1952=390个。例1】（2010镇
17、江模拟）如图为某生态系统能量流动示意图单位：J/（cm2a），以下分析不正确的是A.甲的数值是1250 J/（cm2a）B.乙到丙的传递效率为15%C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.乙的个体数目一定比甲少【解析】选D。D项的错误在于：一般情况下乙的数量比甲少，但也有特殊情况，如一株树上有很多虫子。确定B项正误时，可进行如下操作：方法：同化量比值法从图示中可以看出：乙的同化量为200，丙的同化量为3030/20015%。例3】根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自于两种动物，蝉和螳螂各占一半，则绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是 绿色植物蝉螳螂黄雀A.G/75千克 B.3G/125千克 C.6G/125千克 D.G/550千克解析】选A。方法：10%或20%取值法。根据最高传递率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意列出计算式：（5X/2+ 55X/2）5=G,X= G/75千克.