Giải toán Sinh học trên máy tính Casio và VINACAL

GIẢI TỐN TRÊN MÁY TÍNH CASIO VÀ VINACAL MƠN SINH HỌC Qui định: Các kết tính xác tới chữ số phần thập phân sau dấu phẩy theo qui tắc làm trịn số đơn vị tính qui định toán Cấu trúc đề thi: Đề thi gồm có 10 tốn nằm giới hạn nội dung đề thi chương trình Sinh học phổ thơng Các tốn có u cầu cách giải kĩ thuật tính tốn có hỗ trợ máy tính cầm tay Mỗi đề thi gồm phần: Phần đầu toán, phần ghi cách giải phần ghi kết (Phần đầu tốn tự luận mơn in sẵn đề thi Phần ghi cách giải: yêu cầu thí sinh lược ghi tóm tắt cách giải chữ biểu thức cần tính tốn kết Phần kết quả: ghi đáp số toán) Hướng dẫn cách làm bài: Để giải tốn Sinh học, thí sinh phải ghi tương ứng tóm tắt cách giải đáp số vào phần “Cách giải” phần “Kết quả” có sẵn đề thi Bài tập cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ Bài 1: Xét cặp gen Aa hợp tử Khi hợp tử nguyên phân số lần liên tiếp, môi trường nội bào cung cấp 67500 nu tự cho cặp gen Các cặp gen Aa tế bào có 72000 nu, số có 57600 liên kết hyđrơ alen A 33600 liên kết hyđrô alen a Biết số nu môi trường nội bào cung cấp cho gen A tự nhân đôi = 1,5 lần so với alen a Biết trình nguyên phân diễn bình thường a Xác định số lần nguyên phân hợp tử b Tính chiều dài gen c Tính số lượng loại nu mơi trường nội bào cung cấp cho q trình nhân đơi alen nói Cách giải Kết a – Gọi: k số lần nguyên phân hợp tử; a Số lần nguyên phân hợp tử: k = NA số nu gen A; Na số nu alen a b Chiều dài gen: Ta có: NA = 1,5 × Na La = 306nm (2k – 1)(NA + Na) = 67500 LA = 459 nm k (NA + Na) = 72000 => (2 – 1) × 2,5 × Na = 67500 k c – Gen A: Số nu loại môi trường nội bào cung cấp: 2k × 2,5 × Na = 72000 Amt = Tmt = 6750 => 2,5 × Na = 4500 => Na = 1800 => NA = 2700 Gmt = Xmt = 13500 k = 16 => k = b Chiều dài gen: - Alen a: Số nu loại môi trường nội bào cung cấp: La = (Na/2) × 0,34 = 306nm Amt = Tmt = 6750 LA = 1,5 × La = 459 nm Gmt = Xmt c – Gen A: A + G = NA/2 = 1350 (1) 2k × HA = 57600 => 16 × (2A + 3G) = 57600 => 2A + 3G = 3600 (2) Giải hệ (1)(2) máy tính ta có: A = 450 ; G = 900 => Số nu loại môi trường nội bào cung cấp cho gen A nhân đôi k lần: Amt = Tmt = (2k – 1) × A = 6750 Gmt = Xmt = (2k – 1) × G = 13500 - Alen a: tương tự có hệ pt: A + G = 900 2A + 3G = 2100 Giải hệ pt máy tính ta có: A = 600 ; G = 300 => Số nu loại môi trường nội bào cung cấp cho alen a nhân đôi k lần: Amt = Tmt = (2k – 1) × A = 6750 Gmt = Xmt = (2k – 1) × G = 13500 CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP DI TRUYỀN NST - TẾ BÀO Bài 1: Hai hợp tử loài sinh vật nguyên phân liên tiếp số đợt, môi trường nội bào cung cấp nguyên liệu tương đương với 22792 NST đơn Hợp tử có số đợt nguyên phân 1/3 số đợt nguyên phân hợp tử Ở kỳ tế bào người ta đếm 44 NST kép a Tìm NST lưỡng bội lồi b Số đợt nguyên phân hợp tử c Nếu trình giảm phân tạo giao tử thụ tinh xảy bình thường khơng có trao đổi chéo NST lồi có loại giao tử loại hợp tử khác nguốn gốc NST Cách giải Kết a Ta có lưỡng bội lồi: 2n = 44 a 2n = 44 b hợp tử nguyên phân k lần b Hợp tử nguyên phân lần ; hợp tử nguyên phân 3k lần Hợp tử nguyên phân lần k 3k Ta có pt: 44.(2 -1) + 44.(2 -1) = 22792 c Số loại giao tử = 4194304 Đặt = t ; t >0 k Số loại hợp tử = 244 => t3 + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay ta được: t = 8; => 2k = => k = d Số loại giao tử = 222 = 4194304 Số loại hợp tử = 222.222 = 244 - Thao tác máy tính: t3 + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay, bấm ON ; MODE ; MODE ; MODE ; ; MODE ; ;1; =;0;=;1;=;–;5;2;0;=;=;= => Kết t = (t = - , loại) Bấm MODE ; ; ; ^ ; ; ; = => Kết 4194304 CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP VI SINH VẬT Bài 1: Một vi khuẩn hình cầu có khối lượng khoảng 5.10-13g, 20 phút nhân đơi lần Giả sử ni điều kiện sinh trưởng hoàn toàn tối ưu Hãy tính khoảng thời gian để khối lượng tế bào vi khuẩn sinh đạt tới khối lượng Trái đất 6.1027gram Cách giải Đạt đến khối lượng Trái đất : 6.1027gram - Số lượng tế bào: Nt = 6.1027/5.10-13 = 1,2.1040 - Mà : Nt = N0.2n => Số lần phân chia: n = (logNt – logN0)/log2 = (log1,2.1040 – 1) / log2 > n = 133 - Thời gian cần thiết là: 133 × 20ph = 44h 20ph = 44,3 Kết 44,3 - Thao tác máy tính: thực với phép tính sau: (logNt – logN0)/log2 = (log1,2.1040 – 1) / log2 = 133 (133 × 20) /60 = 44,3 Bài tập cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT I MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN ĐỂ GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT Hệ số hô hấp: Là tỉ số số phân tử CO2 thải số phân tử O2 hút vào chuỗi phản ứng hô hấp RQ = [CO2]/[O2] Sức hút nước tế bào thực vật (atm): S = P - T P : Áp suất thẩm thấu (atm) T : Áp suất trương nước tế bào (atm) Áp suất thẩm thấu tb (atm) : P = RTCi P : Áp suất thẩm thấu (atm) R : hăng số ≈ 0,082 amt/oK.mol T : nhiệt độ tuyệt đối (oK) = to(C) + 273 C : nồng độ mol/l; C = n/V ; n: số mol chất tan ; V: thể tích dd i: hệ số Van Hôp, lượng tiểu phân chất tan phân ly tái hợp tan vào dung môi i = (n/n0)(ν-1) + = a(ν-1) + a = n/n0 n: số mol chất điện li n0: tổng số mol chất hòa tan v: số ion tạo từ phân tử chất điện li Áp suất thẩm thấu dung dịch lỏng chứa chất tan không điện li thỏa mãn phương trình: P = CRT Thay C = n/V = m/MV ta được: PV = (m/M)RT V: thể tích dung dịch (lít) chứa m gam chất tan M: Khối lượng phân tử chất tan Hơ hấp tb: a HH hiếu khí: C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O + 38 ATP - Đường phân: C6H12O6 → CH3COCOOH (axit piruvic) + ATP + NADH - Chu trình Crep: CH3COCOOH (axit piruvic) → axetyl CoA + CO2 + NADH axetyl CoA → CO2 + ATP + NADH + FADH2 - Chuỗi chuyền e hh photphorin hóa oxi hóa: 10 NADH + FADH2 + O2 → (10.3 + 2.2) ATP + H2O b HH kị khí: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + ATP - Đường phân: C6H12O6 → CH3COCOOH (axit piruvic) + ATP + NADH - Lên men: 2CH3COCOOH (axit piruvic) + 4H+ → 2CH5OH (rượu etilic) + 2CO2 Hoặc: 2CH3COCOOH (axit piruvic) + 2H+ → 2CH3COHCOOH (axit lactic) Quang hợp: a QH n/s trồng Nkt = (FCO2.L.Kf.Kkt)n (tấn/ha) Nkt : n/s kinh tế - phần chất khơ tích lũy quan kinh tế FCO2 : khả QH = cường độ QH (mg CO2/dm2 lá/giờ) + hiệu suất QH (g chất khơ/m2 lá/ ngày) L : diện tích QH = số diện tích (m2 lá/ m2 đất) + quang hợp (m2 lá/ ngày) Kf : hệ số hiệu QH = phần chất khô cịn lại/ tổng số chất khơ QH Kkt : hệ số kinh tế = chất khơ tích lũy quan kinh tế/ tổng số chất khô QH n : thời gian hoạt động máy QH b Quang hợp - Pha sáng: 12 H2O + 18 ADP + 18 Pvc + 12 NADP+ → 18 ATP + 12 NADPH + O2 - Pha tối (chu trình Canvin): CO2 + 18 ATP + 12 NADPH → C6H12O6 + 18 ADP + 12 NADP+ c Hệ số nhiệt: - Pha sáng: Q10 = 1,1 – 1,4 - Pha tối: Q10 = – II GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT Bài 1: Tính hệ số hô hấp chất sau rút kết luận kết thu được: Glucơzơ (C6H12O6), Glixerin (C3H8O3), Axit Tartric (C6H4O6), Axit Oxalic (C2H2O4), - Axit panmitic: C15H31COOH; - Axit stearic: C17H35COOH; Axit sucxinic: HOOC - CH2 - CH2 – COOH; - Axit malic: HOOC - CH2 - CHOH – COOH Glucôzơ Axit Oxalic Axit Malic Glixerin Axit Stearic Axit Tartric Axit sucxinic Cách giải C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O C2H2O4 + O2 = CO2 + H2O C4H6O5 + O2 = CO2 + H2O C2H8O3 + O2 = CO2 + H2O C18H36O2 + 26 O2 = 18 CO2 + 18 H2O C6H4O6 + O2 = CO2 + H2O C4H6O4 + O2 = CO2 + H2O Kết RQ = 6/6 =1 RQ = : = RQ = : = 4/3 RQ = : = 0,86 RQ = 18 : 26 = 0,69 RQ = : = 1,5 RQ = : = 0,8 Bài 2: Hệ số hô hấp (RQ) tỉ số phân tử CO2 thải số phân tử O2 hút vào thể hô hấp q trình hơ hấp 1phân tử NADH qua chuỗi chuyền eletron tế bào thu ATP; 1phân tử FADH2 qua chuỗi chuyền electron tế bào thu ATP a) Hãy tính (RQ) nguyên liệu hơ hấp C6H12O6 (Glucơzơ) b) Tính số phân tử ATP mà tế bào thu giai đoạn q trình hơ hấp tổng số phân tử ATP mà tế bào thu sau phân giải hồn tồn phân tử glucơzơ? Cách giải a) Phương trình tổng qt q trình hơ hấp mà ngun liệu glucôzơ: Kết a) Hệ số hô hấp là: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O => Chỉ số hô hấp (RQ) = 6/6 = b) Số ATP mà tế bào thu qua giai đoạn : b) Q trình hơ hấp chia làm giai đoạn: - Đường phân: 2ATP + Đường phân: Tạo ATP NADH -Chu trình crep: ATP + Chu trình crep:Tạo ATP NADH, 2FADH2 -Chuỗi chuyền electron: 34 ATP + Chuỗi chuyền electron hô hấp: (Qua chuỗi chuyền electron: 1NADH tạo ATP; 1FADH2 tạo ATP) => Số phân tử ATP tạo qua chuỗi chuyền điện tử = 34 ATP - Tổng số ATP tế bào thu phân giải hồn tồn phân tử glucơzơ : 38 ATP - Như vậy, tổng số phân tử ATP mà tế bào thu sau phân giải hồn tồn phân tử glucơzơ 38 ATP Bài tập cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT I MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN ĐỂ GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT Chu kì tim người trưởng thành: TB 75 nhịp tim/phút chu kì tim = 0.8s = TN co 0.1s + TT co 0,3s + giãn chung 0,4s chu kì TN = 0.8s = 0,1s co + 0,7s giãn chu kì TT = 0.8s = 0,3s co + 0,5s giãn Cơng thức tính lưu lượng tim là: Q = Qs × f Q : lưu lượng tim (lượng máu mà tim đẩy vào động mạch/phút) Qs : thể tích tâm thu f : tần số co tim (số chu kỳ/phút) I GIẢI BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG VẬT Bài 1: Theo dõi chu kỳ hoạt động tim động vật thấy tỉ lệ thời gian pha (tâm nhĩ co: tâm thất co: dãn chung) : : Biết thời gian tim nghỉ 0,6 giây Lượng máu tim 120 ml đầu tâm trương 290 ml cuối tâm trương Hãy tính lưu lượng tim? Cách giải Kết Vì thời gian tim nghỉ 0,6s tương ứng với thời gian dãn chung, theo Lưu lượng tim là: Q = 8,5 ta có: lít/phút - Thời gian chu kỳ tim là: 0,6 × 6/3 = 1,2 (giây) - Tần số tim là: 60/1,2 = 50 (nhịp/phút) Theo lần tim đập đẩy lượng máu vào động mạch chủ là: 290 - 120 = 170 (ml) Þ Lưu lượng tim là: Q = 170 × 50 = 8500 ml/phút = 8,5 lít/phút CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN Quy luật liên kết gen hoán vị gen Bài 1: Khi cho hai cá thể F1 : hạt tròn, màu trắng dị hợp hai cặp gen giao phấn với thu F2 Trong số kiểu hình xuất F2 thấy số hạt dài, màu tím chiếm 4% Cho biết tính trạng gen qui định tính trạng trội trội hoàn toàn Hãy xác định trường hợp xảy lập sơ đồ lai cho trường hợp Hướng dẫn giải - F1 có kiểu gen dị hợp cặp gen, có kiểu hình hạt trịn, màu trắng => Hạt trịn, trắng hai tính trạng trội; hạt dài, màu tím tính trạng lặn - Qui ước: A- hạt tròn, a- hạt dài ; B- hạt trắng, b- hạt tím - F2 có hạt dài, màu tím = 4% => tổ hợp hình thành từ tượng hốn vị gen => hai cá thể F1 xảy HVG - Ở F2 : hạt dài, màu tím = 4% => tỉ lệ kiểu gen ab/ab = 4% tạo từ trường hợp sau: 4% ab/ab = 20%ab × 20%ab 4% ab/ab = 40% ab × 10% ab 4% ab/ab = 8% ab × 50% ab * Trường hợp 1: 4% ab/ab = 20%ab × 20%ab => Giao tử ab = 20% giao tử mang gen hoán vị => Tần số hoán vị gen f = 40% => F1 dị hợp chéo Ab/aB tần số HVG f = 40% Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : * Trường hợp 2: 4% ab/ab = 40% ab × 10% ab => +) Giao tử ab = 40% giao tử mang gen liên kết => cá thể F1 tạo có kiểu gen dị hợp tử AB/ab tần số HVG f = 20% +) Giao tử ab = 10% giao tử mang gen hoán vị => cá thể F1 tạo có kiểu gen dị hợp tử chéo Ab/aB tần số HVG f = 20% Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : * Trường hợp 3: 4% ab/ab = 8% ab × 50% ab => +) Giao tử ab = 8% giao tử mang gen hoán vị => cá thể F1 tạo có kiểu gen dị hợp tử AB/ab tần số HVG f = 16% +) Giao tử ab = 50% giao tử mang gen liên kết hoàn toàn => cá thể F1 tạo có kiểu gen dị hợp tử AB/ab gen liên kết hoàn toàn Sơ đồ lai: F1 : GF1 : F2 : ... + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay ta được: t = 8; => 2k = => k = d Số loại giao tử = 222 = 4194304 Số loại hợp tử = 222.222 = 244 - Thao tác máy tính: t3 + t – 520 = Giải pt máy tính cầm tay,... 44,3 Kết 44,3 - Thao tác máy tính: thực với phép tính sau: (logNt – logN0)/log2 = (log1,2.1040 – 1) / log2 = 133 (133 × 20) /60 = 44,3 Bài tập cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ THỰC VẬT I MỘT... bào thu phân giải hoàn toàn phân tử glucôzơ : 38 ATP - Như vậy, tổng số phân tử ATP mà tế bào thu sau phân giải hồn tồn phân tử glucơzơ 38 ATP Bài tập cách giải: CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP SINH LÝ ĐỘNG