生物学中的数学计算.ppt

2019/4/4,1,生物学中的数学计算,2019/4/4,2,一、氨基酸的脱水缩合,A1A2A3An多肽（n1）H2O,2,1,2,4,3,1,3,5,7,9,5,6,6,8,4,7,514,918,716,6814,（97）214,2019/4/4,3,由n个氨基酸脱水缩合形成有 m条肽链组成的蛋白质，则该蛋白质中含有(nm)个肽键，失去(nm)个水分子。这样由n个氨基酸分子缩合成有m条肽链的蛋白质，至少含有氨基或羧基数目为m个，其相对分子质量则减少(nm)18。 若氨基酸平均分子质量为128，则蛋白质的分子质量为：128n (nm)18110n18m。,肽键数失水数氨基酸总数肽链数,2019/4/4,4,例题1氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质分子量为63212，由此可以推断该蛋白质含有的肽链条数和氨基酸个数分别是 A4573 B3574 C4570 D4574,解析氨基酸总数（m）肽链数（n）肽键数脱水数，依题得： 128m（mn）1863212， 即110m18n63212， 63212110的整数为：m574， 余数7218的整数为：n4。 答案：D,2019/4/4,5,例题2已知某蛋白质分子由两条多肽链组成，在合成蛋白质的过程中生成了3.01021g的水。求指导合成蛋白质的基因中至少有碱基多少个？,解析 先求水的物质的量：3.01021g18g/mol 1/61021mol 求水分子数： 1/610216.0231023100 求蛋白质中氨基酸数：1002102 求基因中的碱基数：1026612 答案为612个。,2019/4/4,6,二、有丝分裂和减数分裂中的相关计算,减后期同源染色体分离 减后期姐妹染色单体分离 一个精原细胞产生2种4个精子 一个卵原细胞产生1个卵细胞,2019/4/4,7,假定正常体细胞核中染色体数为2N，DNA含量为2a，则染色体、DNA、染色单体的数目变化如上表。,(一)有丝分裂,2019/4/4,8,(二)减数分裂,2019/4/4,9,例题3某动物（2N10）的若干精子中有440个核DNA分子。从理论上看，这些精子至少来源于多少个初级精母细胞 A11 B22 C55 D88,解析 该动物1个精子中含5个DNA分子，1个初级精母细胞产生4个精子， 440（54）22。答案：B,2019/4/4,10,三、光合作用和呼吸作用中的化学计算,光合作用反应式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反应式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 无氧：C6H12O62C2H5OH2CO2,2019/4/4,11,光合作用实际产O2量 实测O2释放量呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量 实测CO2消耗量呼吸作用CO2释放量 光合作用C6H12O6净生产量 光合作用实际C6H12O6生产量呼吸作用C6H12O6消耗量,2019/4/4,12,例4将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答： （1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是 mg。 （2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是 mg。 （3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化 是（填增加或减少） 。 （4）若要使这株植物有更多的有机物积累， 你认为可采取的措施是: 。,0,24.5,减少,延长光照时间 降低夜间温度增加CO2浓度,2019/4/4,13,例5下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答： （1）该植物的呼吸速率为每小时释放CO2 mg/dm2。 （2）b点表示光合作用与呼吸作用速率 。,（3）若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为 25Klx条件下光照1小时，则该植物光合作用 吸收CO2 mg/dm2；合成葡萄糖 mg。,5,相等,250,170.5,2019/4/4,14,（4）若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长？为什么？,（5）若该植物为阴生植物，则b点应 向 移动。,不能正常生长。白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。,左,2019/4/4,15,例题6在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88107m的光子。同时，每放出1mol氧气，植物储存469kJ的能量，绿色植物对光能利用的效率为 A、34% B、37% C、40% D、29%,解析放出1个氧分子所吸收的光：E1hhc/6.6310343108/6.881072.91019 EE1823.21019 放出1mol氧气所吸收的光能： 23.210196.0210231397103（J） 转换效率： 469103（1397103）33.6%,2019/4/4,16,四、遗传中的数学计算,（一）碱基互补配对原则 双链DNA分子：AT、GC AGTC50% （A G ）/（T C ）1 A1T2、T1A2、G1C2、C1G2 （A1T1）/（G1C1）（A2T2）/（G2C2） （A1G1）/（T1C1）（T2C2）/（A2G2）,2019/4/4,17,RNA分子： DNARNA ADUR、TDAR、CDGR、GDCR ARURGRCR1/2（ADTDGDCD）,例题7某DNA分子中含有20%的G+C，则由它转录成的RNA中AU应为 A、10% B、20% C、40% D、80%,2019/4/4,18,原DNA分子中T=X个,复制一代,DNA分子数量21,新合成（21-1）个,需游离的T为X个,复制n代,DNA分子数量2n,新合成2n-1个,需游离的T为（2n-1）X个,（二）DNA分子复制 中的数量关系,2019/4/4,19,例题8在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放入DNA扩增仪中扩增四代，则在扩增仪中至少应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是 A600 B640 C8100 D86400,解析：先计算基因中胞嘧啶数：根据AT，GC，算出C1000460540，即1个基因中含有540个C；再算出基因扩增四代增加的DNA分子数 24115，所以至少放入C54015 8100。答案：C,2019/4/4,20,（三）中心法则中的有关计算 DNARNA蛋白质,2019/4/4,21,例题9一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中脱氧核苷酸的分子数至少是 A. 450个 B. 456个 C. 906个 D. 912个,解析此酶共有氨基酸为1502152，一个密码子（三个碱基）决定一个氨基酸，基因是双链，转录时只是其中的一条链，即转录成一个密码子（三个碱基），基因中需六个碱基，也即六个脱氧核苷酸。1526912 ，因此答案为D 。,2019/4/4,22,（四）遗传规律中的几率计算,基因分离规律中几种特定的杂交组合 亲代P AAaa AaAa Aaaa 杂交 自交 测交 Aa AA Aa aa Aa aa 基因型 1 1 2 1 1 1 表现型 1 3 1 1 1,杂合体Aa连续自交n代，其后代中杂合体Aa的几率是（1/2）n，纯合体（AA、aa）的几率是1（1/2）n。,2019/4/4,23,自由组合规律几种特定的杂交组合 亲代P AABBaabb AaBbaabb 杂交 测交 AaBb AaBb Aabb aaBb aabb 基因型 1 1 1 1 1 表现型 1 1 1 1 1,2019/4/4,24,分枝分析法： AaBbAaBb AaAa 和 BbBb AaAa 1/4AA、2/4Aa、1/4aa BbBb 1/4BB、2/4Bb、1/4bb,2019/4/4,25,1/16AABB 2/16AABb 1/16AAbb 2/16AaBB 4/16AaBb 2/16Aabb 1/16aaBB 2/16aaBb 1/16aabb,1/4AA 2/4Aa 1/4aa,分枝分析法,2019/4/4,26,性别决定与伴性遗传,2019/4/4,27,1、独立相乘（乘法定理）：两个或两个以上独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积。如A事件的概率为p，B事件的概率为q，则A、B事件同时或相继发生的概率为： P（AB）pq,遗传几率中的二大基本法则,2019/4/4,28,2、互斥相加（加法定理）：若两个事件是非此即彼的或互相排斥的，则出现这一事件或另一事件的概率是两个事件的各自概率之和。如事件A与B互斥，A的概率为p，B的概率为q，则A与B中任何一事件出现的概率为： P（AB）pq 推论：两对立事件（必有一个发生的两个互斥事件）的概率之和为1。如生男概率生女概率1；正常概率患病概率1。,2019/4/4,29,例题10人类的多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，而且都是独立遗传的。在一个家庭中父亲是多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的几率分别是： A、3/4 B、3/8，1/8 C、1/4 D、1/4，1/8,解析设控制多指基因为P，控制白化病基因为a，则父母和孩子可能的基因型为： 父PA，母ppA，患病孩子ppaa。由患病孩 子的隐性基因，可推知父亲为PpAa，母亲为 ppAa。下一个孩子正常为ppA （1/23/43/8）,同时患两病的个体为 Ppaa(1/21/41/8）。即正确答案为B,2019/4/4,30,例题11为了说明近亲结婚的危害性，某医生向学员分析讲解了下列有白化病和色盲两种遗传病的家族系谱图。设白化病的致病基因为a，色盲的致病基因为b。请回答：,（1）写出下列个体可能的基因型： 8 ； 10 。 （2）若8和10结婚，生育子女中只患白化病或色盲一种遗传病的概率为 ；同时患两种遗传病的概率为 。 （3）若9和7结婚，子女中可能患的遗传病是 ， 发病的概率为 。,aaXBXB或aaXBXb,AAXbY或AaXbY,5/12,1/12,白化病和色盲病,5/12,2019/4/4,31,五、基因频率和种群密度的计算,基因频率： 设一对同源染色体（不含性染色体）上的等位基因A和a的基因频率分别为p和q，A对a是显性，则显性个体的基因型及其频率为：p2AA2pqAa，隐性个体的基因型及其频率为：q2aa。 （pq）2p22pqq21 pq1 AA Aa aa AA总/（A总a总）AA1/2Aa aa总/（A总a总） aa1/2Aa Aa1,2019/4/4,32,例题12某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从学校的1800名学生中随机抽取了180名学生（男女生各一半）作为首批调查对象，结果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲基因携带者13人。则在该校全体学生中色盲基因的频率是 A、10% B、20% C、80% D、90%,解析 Xb321318127 XBXb 902901270 Xb的基因频率为：Xb /（ XBXb ） 27/270 10%,2019/4/4,33,种群密度： 标志重捕法：Nabc，其中N表示动物种群数量，a表示第一次捕获并标志的个体数量，b表示第二次捕获的个体数量，c表示第二次捕获的个体中有标志的个体数量。 样方调查法：N为某一定面积内植物种群数量，a、b、c、d、e分别为五个形状、大小一致的小样方内植物个体数量，则N（ abcde）/5,2019/4/4,34,例题13调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获32只鼠，将捕获的鼠经标记后在原地释放。一段时期后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30只鼠，其中有上次标记的个体10只。该地区田鼠的种群个体数是 A、30只 B、32只 C、64只 D、96只,解析根据公式：N abc N32301096只 即答案为D。,2019/4/4,35,六、生态系统能量流动规律的计算,能量沿食物链（食物网）单向流动，并按10%至20%的平均传递效率逐级递减。 ABCDE 1 2 3 4 5,E D C B A,1 5 10 25 100 125 1000 625 10000 3125,10% 20%,1/10 1/5,2019/4/4,36,例题14 在南极洲的一条食物链为：浮游植物小鱼海豹虎鲸。若虎鲸增加1KJ能量，从理论上计算最少要消耗浮游植物的能量是 A、1KJ B、10KJ C、125KJ D、1000KJ,解析最少消耗要按20%（1/5）的传递效率计算。即：11/51/51/5125KJ。答案为C。,上海自动化仪表股份有限公司,由原上海自动化仪表有限公司公司于1993年末改制设立，首家向国内发行A股，向国外发行B股的从事仪器仪表经营生产的上市股份制公司。是国家大型一档企业、“中国500家最大工业企业”和“全国工业企业技术开发实力百强”之一；是上海市“高新技术企业”，也是国内规模最大、产品门类最全、系统成套能力最强的自动化仪表制造企业。 公司现有员工1万余人，下设技术中心、销售公司、进出口部以及4家系统工程公司、9家工厂(制造部)、12家中外合资企业。主要产品有工业生产过程控制系统、成套装置和仪表、可编程序控制器(PLC)、不间断电(UPS)及仪表控制柜、低压电器柜等。在工业生产过程控制方面的产品有20个大类、150个系列、计3000多个品种，拥有现代工业过程控制所必须的、适应不同层次需要的分散控制系统、分散控制、调节、测量、显示、记录仪表以及执行机构、调节阀等产品。为提高用户满意度，公司各个环节建立了完整的ISO9001质量管理体系，自动化仪表及控制系统是上海市推荐的名牌产品。 上海自动化仪表股份有限公司图片上海自动化仪表有限公司 上海自动化仪表有限公司 vzf40wcu 公司将矢志不渝地推进市场开拓能力的建设、科技开发能力的建设和集团化的建设。旨在以一流的技术、一流的产品、一流的服务搏击市场、奉献用户。 上海自动化仪表股份有限公司于1993年9月经批准改制为中外合资股份有限公司。 公司的人民币普通股(A股)及境内上市外资股(B股)分别于1994年3月和4月在上海证券交易所上市。 田地和房舍全部变卖掉，赶上家里养的一挂驴拉板车，拉了简单的行李和一些实在舍不得变卖的家什，带着全家人也加入到了外逃的行列中。之前已经听人们说过，那些外逃的人家大多是往南走的，说是有人说了，那边的世道很太平，而且土地肥沃，冬日里也不像北方这么寒冷，好生活着呢。于是，白百大的祖父也带着全家人往南而去了。当时，白家有两个儿子和一个女儿，大儿子就是白百大的父亲，当时已经十四岁了。女儿十二岁，但并非白家亲生，是十二年前的盛夏时节，白百大的祖父在家乡村子边儿的大路旁捡到的。当时，这孩子看起来还是刚刚出生的样子，连脐带都没有干呢。想来是亲生父母不想养活她了，但又不忍心溺死，就用一条薄小被包了，放在大路边上让她听天由命的。那时候，白家的二小子出生还不到百日。白百大的祖父想到妻子的奶水很好，不如把这个可怜的女娃娃也养