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高中生物计算专题

生物学作为科学的重要分支学科，科学的严密性与定量化是其重要特征。利用数学思想方法定量地研究生物学问题，是生物科学深入发展的标志之一。在高中生物教材中许多知识都可以量化，涉及到一些计算。因此，在教学中理顺这些数量关系，不仅有利于对有关知识的理解和掌握，同时还能培养学生运用数学知识解决生物学问题的综合能力。现将高中生物常见计算题归类解析：

一. 有关蛋白质方面的计算：

1. 一个氨基酸中各原子数目的计算：

(1)C 原子数＝ R 基团中的C原子数＋ 2

(2)H 原子数＝ R 基团中的H原子数＋ 4

(3)O 原子数＝ R 基团中的O原子数＋ 2

(4)N 原子数＝ R 基团中的N原子数＋ 1

2.蛋白质中各原子数目的计算：

（1） C原子数＝ R 基中 C 原子数 +氨基酸个数×2

（2） H原子数＝各氨基酸中 H 原子的总数 - 脱水水分子数×2

＝R 基中 H 原子数 +（氨基酸个数 +肽链数）×2

（3） O原子数＝各氨基酸中 O原子的总数 - 脱水水分子数

＝R 基上的 O原子数 +氨基酸个数 +肽链数

（4） N原子数＝各氨基酸中 N 原子的总数

＝R 基上的 N 原子数 +肽键数 +肽链数

3.蛋白质（肽链）中肽键数目 ( 脱水数 ) 的计算：肽

键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数

注：（ 1）环状肽：脱水数＝肽键数＝氨基酸的分子数（一般不考虑）（2）蛋白质分子完全水解时需水数＝蛋白质形成过程中脱水数

4.－ NH2数和－ COOH数的计算：

（1）至少含有－ NH2数或－ COOH数 =肽链数

（2）含有－ NH2或－ COOH数 =肽链数＋ R基中含有的－ NH2或－ COOH数

5.蛋白质的相对分子质量的计算：蛋白质相对分子质量＝氨基酸相对分子质量×氨基酸分子数－18×失水数

注：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如：二硫键（—S— S）的形成等。（题干给出）

6.（ DNA）基因中碱基数 ( 至少 ) ： mRNA碱基数（至少）：氨基酸分子数

=6： 3： 1

7.氨基酸的排列与多肽的种类计算：

假若有 n 种氨基酸，由这n 种氨基酸组成多肽的情况，可分如下两种情形分析:

（ 1）每种氨基酸数目无限的情况下，可形成m肽的种类为

m

种

n

（2）每种氨基酸数目只有一个的情况下，可形成m肽的种类为n×

（ n－1）×（ n－ 2）× 1 种

m

巩固练习：

1．现有一种“十五肽”，分子式 CxHyNzOdSe（ z＞ 15， d＞16）。已知其彻底水解后得到下列几

种 AA：

问：将一个“十五肽”彻底水解，可生成______个半胱氨酸、______个天门冬氨酸和

_____个赖氨酸。

答案：e（d－16）/2z－15

2. 现有一分子式为C63H103O45N17S2的多肽化合物，已知形成该化合物的氨基酸中有一个含 2 个氨基，另一个含 3 个氨基，则该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子？

3．称取某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成该多肽的

氨基酸平均相对分子质量为100。问该多肽是多少肽？

3. 某细菌环状双链DNA分子相对质量为b，而构成该细菌的脱氧核苷酸分子相对分子质量为 a 。若每个蛋白质分子平均由100 个氨基酸缩合而成，而编码蛋白质的基因占全部DNA的 10%，则该细菌共有蛋白质分子数。

二 . 有关核酸方面的计算：巩固练习：

1. 双链 DNA及单链 RNA脱水数的计

算：1．一双链 DNA分子中 G+A=140， G+C=240，在以该 DNA分子为模板的复制过程中共用去140 个双链 DNA脱水数＝脱氧核苷酸总数— 2 胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则该DNA分子连续复制了几次？

单链 RNA脱水数＝核糖核苷酸总数— 1 次次次次

相对分子质量的计算：2．某 DNA分子中含有 1000 个碱基对（只含32P）。若将 DNA分子放在只含 31P 的脱氧核苷酸的DNA相对分子质量＝脱氧核苷酸相对分子质量×脱氧核苷酸数－18×（脱氧核苷酸分子数—2）培养液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来

mRNA相对分子质量＝核糖核苷酸相对分子质量×核糖核苷酸数－18×（核糖核苷酸分子数 A. 减少 1500 B. 增加 1500 C. 增加 1000 D. 减少 1000

— 1）3．一个精原细胞内含有两对同源染色体，染色体上的DNA全部

用15N进行了标记，该细胞进

3. 真核细胞基因中外显子碱基对占整个基因中比例计算：行减数分裂（ DNA复制所用原料均不含 15N）形成四个精子，其中一个精子和一个不含15N 的＝编码的氨基酸数× 3÷该基因总碱基数× 100% 卵细胞受精形成一个受精卵，该受精卵连续进行两次有丝分裂，形成的四个子细胞中有含15N 4． DNA分子种类：标记的细胞数

4n （ n 代表碱基对数）A．只有 1 个 B ． 2 个 C ． 4 个 D ．无法确定

复制的有关计算：三 . 显微镜放大倍数的有关计算：

（ 1）有关半保留复制的应用：1．显微镜放大倍数 =物镜放大倍数×目镜放大倍数

经过 n 次复制：2．显微镜放大的是物体的长度或宽度（而不是面积或体积）

● DNA分子数为 2n。其中，含有母链的DNA分子数为2。全为新链组成的 DNA分子数为 2n-2 。视野中的细胞若是满视野排列, 则与放大倍数的平方成反比

全为母链组成的DNA分子数为 0 若是排成一行 , 则与放大倍数成反比

● DNA分子链数为

n+1

2；新链数为

n+1

巩固练习：2 。其中，母链数为 2 -2

● DNA复制所需的某种碱基（或游离的脱氧核苷酸）数=m·（2n-1 ） 1. 显微镜的目镜为10 倍，物镜为10 倍。问：

（ 2）有关碱基互补配对原则的应用：若在视野中看到一行相连的细胞16 个，现目镜不变，物镜换成40 倍，则能看到的细胞数目有●互补的碱基相等，即 A＝ T，G＝ C 多少个？

●任意两不互补的碱基之和相等，且占碱基总量的50% 若在视野中看到被相连的16 个细胞充满，现目镜不变，物镜换成40 倍，则能看到的细胞数目即： A＋ G（A＋ C）＝ T＋ C（ T＋G） =1/2 有多少个？

●互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比同两条互补链中的该比值相等四 . 物质通过生物膜层数的计算：

即：（ A+T）/ （G+C） =（A +T ）/ （G+C）=（A+T ）/ （G+C）层生物膜 =1 层磷脂双分子层 =2 层磷脂分子层

1 1 1 1

2 2 2 2

●不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比等于1，且在其两条互补链中该比值互为倒 2. 在细胞中，双膜：线粒体膜、叶绿体膜和细胞核膜（注：物质从核孔穿透核膜时，穿过的膜

数，即：（ A+G） / （T+C） =1；（ A1+G1） / （ T1+C1） =（ T2 +C2） / （ A2+G2）层数为0）

●双链 DNA分子中某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半单膜：细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜

即 A＝（ A ＋A ）/2 （ G、T、 C 同理）无膜：核糖体、中心体、染色体

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