生物学中的数学计算
计算生物学中的基本算法及应用
计算生物学中的基本算法及应用计算生物学是一门融合了生命科学和计算科学的交叉学科，它将计算机编程、数学、统计学等学科的方法和理论应用到生物学领域中，以解决生物学中种种问题。
在计算生物学中，运用到的算法有非常多，下面我们将讨论其中的几个基本算法，并探讨其在计算生物学中的应用。
1. 序列比对算法序列比对算法是计算生物学中最基本的算法。
生物学家需要将两个或多个蛋白质或DNA序列进行比对，以决定它们之间的相似程度。
序列比对算法的核心思想是将所有的序列分割成较小的片段，然后将这些片段逐一比较，最后整合起来，得出这些序列的相似性程度。
序列比对算法有两种基本类型，一个是全局比对，另一个是局部比对。
全局比对是将整个序列进行比对，类似于基因组的对齐。
而局部比对则是将序列的一部分进行比对，通常用于搜寻相似序列。
在日常生物学研究中，序列比对算法被广泛应用，比如，基因的比对可用于鉴定基因的来源及演化历程；DNA序列的比对可用于鉴定物种的进化关系；蛋白质序列的比对可用于研究蛋白质结构及功能等等。
2. 聚类算法聚类算法是一种分类算法，它将具有相似性质的数据汇聚在一起，并将其分组，形成一系列的聚类。
聚类算法的核心思想是基于相似性的概念，将一组数据按照某种规则分为若干类或组。
生物学家利用聚类算法可以确定物种及基因的分类。
通过聚类算法，可以将多个生物样品分类，确定不同样品间的相似性和差异性。
聚类算法还可以用于在基因表达谱中发现新的基因，为研究基因功能提供有力的依据。
聚类算法还可以应用于功能注释。
聚类算法能够将相似的基因分组，并在这些基因组中发现类似的功能。
这种方法被称为“功能注释”，可以为研究人员提供基因的更多信息，从而进一步理解生物学体系中的分子机理和功能。
3. 数据挖掘算法数据挖掘算法是计算生物学研究中另一种重要的算法。
数据挖掘算法用于发现直接或间接的数据关系，可以准确地预测一种生物学区域的属性和特征。
数据挖掘算法可以应用于基因表达谱数据分析，研究基因表达的模式。
计算生物学的数学方法
计算生物学的数学方法计算生物学是一门集成计算机科学、统计学、数学、物理学、化学等多个学科的交叉学科，旨在通过数学模型和计算方法的应用来研究生命科学中的各种现象。
因此，计算生物学的数学方法对于解决生物学中的一系列问题至关重要。
本文将介绍一些计算生物学中常用的数学方法。
1. 生物数据的处理与分析在计算生物学中，数据处理和分析是首要任务。
许多生物学家需要利用计算机处理海量生物数据，如基因、蛋白质序列、代谢途径、生物网络等。
这些生物数据可以通过DNA测序、基因表达、蛋白质组学、代谢组学等实验手段获得。
而计算生物学的数学方法则可以帮助生物学家对这些生物数据进行快速、准确的处理和分析。
其中，常用的数据分析工具包括R语言、Python、MATLAB等。
这些工具包括了许多用于生物数据分析的库和算法，如BLAST、HMM、ClustalW、PCA、K-means等。
通过这些工具，生物学家可以从大量的生物数据中快速挖掘出有价值的信息。
2. 生物网络的建模与分析生物网络是生物体内各种生物分子、细胞和组织之间的相互作用网络。
计算生物学可以利用数学模型和计算方法对生物网络进行建模和分析，以便更好地理解网络结构和功能。
生物网络的建模常用的方法包括：布尔网络、随机网络、贝叶斯网络、动力学系统和代谢网络等。
其中，布尔网络可以用于编码基因表达调控网络，随机网络可以用于分析蛋白质相互作用网络，贝叶斯网络可以用于从基因表达数据中推断基因调控关系，动力学系统可以用于模拟细胞及其各个组成部分之间的相互作用，代谢网络可用于揭示代谢物之间的相互关系。
通过这些建模方法，生物学家可以模拟生物网络的动态行为，探究其内部机制。
3. 分子动力学模拟分子动力学模拟是利用计算机模拟分子运动状态的一种数学方法。
在生物学中，分子动力学模拟可以用于研究蛋白质的运动机制。
这种方法模拟了生物分子在水或其他溶液中的运动，进一步探究生物分子的结构和功能。
分子动力学模拟的主要工具包括GROMACS、AMBER、NAMD等软件，其中GROMACS是生物科学中应用最广泛的模拟软件之一。
生物学中的数学
生物学中的数学生物学中的数学，是指将数学的方法应用于生物学中的研究问题中，以便更好地解决生物学中的多种问题。
在随着生物学的发展，越来越多的生物学研究需要数学方法的支持，使得生物学中的数学变得越来越重要，成为了研究生物学问题的重要手段。
生物学中的数学可以分为生态学数学、进化生物学数学、生物信息学和神经生物学数学四种类型。
生态学数学生态学研究自然界中生物之间的相互关系，数学方法可以帮助我们更清楚地了解不同物种之间的相互作用。
比如，用微积分和常微分方程可以描述物种数量的变化，用线性代数可以描述各层次之间的相互关系，用统计学可以分析种群数量的波动和生态系统的稳定性等等。
进化生物学数学进化生物学研究生物种群的进化，数学方法在理解和描述这个过程中是必不可少的。
数学模型可以描述基因传递、变异、自然选择等进化过程，更好的帮助我们理解种群遗传学及其进化、遗传变异和分化，以及物种形成等基本问题。
生物信息学生物信息学是将计算机技术应用于生物学的研究中，它需要数学算法和统计分析技术。
生物信息学大多涉及到序列分析，比如DNA序列、RNA序列和蛋白质序列等，数学方法可以帮助我们研究这些序列之间的相互作用和关系。
在研究基因组、蛋白质结构、代谢通路等领域，数学方法都发挥着重要作用。
神经生物学数学神经生物学研究神经系统的生理和生化过程，数学方法可以描述神经元之间的相互作用和信号传导机制。
数学方法可以帮助我们更好地理解神经元之间的联系和应答机制，对神经系统的疾病研究有重要的帮助。
总结可以看出，生物学中的数学已成为生命科学研究中必不可少的一部分，它不仅使我们更好地理解生物学的基本原理和规律，也在应用领域为研究生命的应用和解决实际问题提供了不可缺少的工具。
因此，我们应该更加注重数学教育，推进跨学科研究，为生命科学的研究和发展提供更坚实的支撑。
生物计算及其原理及应用
生物计算及其原理及应用生物计算是生物学、计算机科学和生物技术学科交叉的一门学科，在生物信息学、基因组学、生物医学等领域具有广泛的应用。
它是指通过研究生物系统中基因、蛋白质及其互作关系，借助计算机科学和数学技术，来研究这些生物系统的结构、功能和调控机制的一种计算模型。
一、生物计算的原理1.生物计算的核心理论：DNA计算DNA计算是以DNA分子的可逆复制和自适应匹配原理为基础的一种计算方式。
DNA分子可以通过氢键结合来实现配对，配对形成的二级结构可用于储存信息和进行逻辑计算。
具体来说，将问题编码成DNA序列，通过混合反应使得DNA达到“混沌状态”，然后利用分子杂交技术筛选出符合条件的DNA分子，最终用电泳等方法鉴定得到答案。
2.生物计算的实现原理：生物反馈生物反馈是采用生物体对刺激的反应来实现信息处理的一种方法。
在生物计算中，生物反馈可以通过利用光遗传学、荧光检测等技术对生物体内的基因表达、蛋白质互作、代谢物浓度等进行监测和调控，实现对信号的输入、输出和反馈控制。
二、生物计算的应用1.基因组学与生物信息学基因组学是研究基因组结构、功能和进化等方面的学科，是生物计算最为广泛的应用领域。
生物计算在基因组学中的应用包括：基因组序列比对、基因组拼接、基因注释、基因家族分析等。
生物信息学是研究生物数据的获取、存储和分析等领域，生物计算在生物信息学的应用包括：DNA序列分析、蛋白质序列分析、基因表达分析等。
2.生物医学生物计算在生物医学领域的应用包括：基因诊断、药物分析、分子病理学、基因治疗等。
例如，生物计算可以实现药物筛选，寻找更为有效、低毒副作用的药物分子，也可以通过基因诊断技术，针对特定基因变异进行个体化医疗，提高医学治疗的精准度和效果。
3.仿生学与人工智能仿生学是研究生物学系统、结构和机理等领域，探索人工系统与生物学系统不同或相同之处，从而设计更为高效、智能的人工系统。
生物计算在仿生学中的应用包括：生物机器人、仿生控制、神经网络模拟等。
生物学公式大揭秘细胞生命活动的数学表达
生物学公式大揭秘细胞生命活动的数学表达在生物学领域，细胞是生命的基本单位，其中的生命活动可通过数学表达式来解释和揭示。
本文将介绍细胞生命活动的数学表达，揭示其中的奥秘。
一、质能转化公式：E=mc^2在细胞内，质能的转化是生命活动的重要部分。
根据爱因斯坦的相对论理论，质能可以转化为质量，并且相互之间具有等效性。
这一转化关系可以通过质能转化公式E=mc^2来表达，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。
细胞内的生命活动正是通过质能的转化来驱动的。
二、化学反应速率公式：v= k[A]^m[B]^n在细胞内，许多生命活动是通过化学反应来实现的。
化学反应速率公式描述了反应速率与底物浓度之间的关系。
其中v代表反应速率，k代表反应速率常数，[A]和[B]分别代表参与反应的底物A和B的浓度，m和n则是反应物的反应级数。
通过调控底物浓度，细胞可以在不同条件下调节生命活动的速度。
三、细胞增殖速率公式：dN/dt= rN细胞增殖是细胞生命活动的重要过程之一。
细胞增殖速率公式描述了细胞数量随时间变化的关系。
其中dN/dt代表单位时间内细胞数量的增加量，r代表增殖率，N代表初始细胞数量。
这个公式说明了细胞增殖的速率与细胞数量成正比。
四、基因表达公式：mRNA= k* DNA基因表达是细胞内蛋白质合成的关键过程。
在这一过程中，DNA先转录成mRNA，然后mRNA再翻译成蛋白质。
基因表达的数学表达式可以表示为mRNA= k* DNA，其中mRNA代表转录的信使RNA，k代表转录速率常数，DNA代表遗传物质。
通过调节转录速率常数，细胞可以控制基因表达的强度。
五、细胞膜通透性公式：Fick's law细胞膜通透性是细胞内物质交换的重要途径。
根据菲克定律（Fick's law），物质通过细胞膜的扩散速率与浓度梯度成正比，与膜的厚度成反比。
这一定律可以用数学公式表示为J= -D(dC/dx)，其中J代表物质的扩散速率，D代表扩散系数，C代表物质的浓度，x代表物质扩散的距离。
生物计算公式总结3篇
生物计算公式总结生物计算公式是生命科学中不可或缺的重要工具，通过建立基础数学模型，分析、理解、预测和设计生物系统，解决了许多生命科学中的问题。
在本篇文章中，我将总结生物计算公式的三个领域：生物能量代谢、生物信息学和生态学。
生物能量代谢公式生物能量代谢是指生物体内生化过程中产生和利用能量的一系列反应。
以下是生物能量代谢中常见的公式：1. 呼吸酸化机制CO2 + H2O <=> H2CO3 + H+ <=> HCO3- + H+此公式描述了人体中的呼吸酸化机制。
当二氧化碳（CO2）进入肺泡时，它与水（H2O）结合形成碳酸（H2CO3）。
碳酸接着分解成氢离子（H+）和碳酸氢根离子（HCO3-）。
这个过程保持了血液的pH值（血液酸碱平衡），这是身体保持正常生理状态的重要参数。
2. ATP合成ADP + Pi +能量↔ ATP此公式描述了三磷酸腺苷（ATP）的合成。
ATP是生物体中最常见的能量分子，用于储存和释放化学能。
当其他分子失去能量时，它们通常与无机磷酸（Pi）结合，形成腺苷二磷酸（ADP）。
当生物体需要能量时，他们会从ATP分子中释放出能量并变成ADP，并使用其他分子的能量来合成新的ATP分子。
3. 糖酵解C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ATP此公式描述了糖的氧化反应。
糖在细胞中进行氧化代谢，从而产生二氧化碳（CO2）、水（H2O）和无机磷酸盐（Pi），同时也释放了大量的ATP。
这是生物体产生能量的主要途径之一。
生物信息学公式生物信息学是指通过计算机软件和算法，将生物学、统计学和计算机科学的知识相结合，分析、解释和预测生物数据的科学。
以下是生物信息学中常见的公式：1. DNA序列比对V(i,j)=max{V(i-1,j)-d,V(i,j-1)-d,V(i-1,j-1)+S(a_i,b_j)}此公式描述了基于两个DNA序列之间的比对得分的计算。
高中生物生物学中的数学计算
染色单体数 4N
4N 4N 0 0
2019/10/
8
〖例题3〗某动物（2N＝10）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 A．11 B．22 C．55 D．88
〖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÷（5×4）＝22。答案：B
高中生物
生物学中的数学计算
2019/10/
1
一、氨基酸的脱水缩合
A1＋A2＋A3＋…＋An→多肽＋（n－1）H2O
5－1＝4
9－1＝8
123456789
1234567
7－1＝6
6＋8＝14
（9＋7）－2＝14
2019/10/
2
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(n－m)个肽键，失去 (n－m)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(n－m)×18。
2019/10/
9
三、光合作用和呼吸作用中的化学计算
光合作用反应式： 6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O
呼吸作用反应式： 有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→ 6CO2＋12H2O 无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
2019/10/
10
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
A1+T1
=
A2+T2
数学在生物学中的应用
数学在生物学中的应用数学和生物学是两个看似截然不同的学科，数学偏重于抽象的符号和逻辑推理，而生物学关注的是生命和生态系统的特性和变化。
然而，数学在生物学中的应用却是不可忽视的。
数学提供了一种理论和方法，能够帮助生物学家解决许多生物问题，并提供深入的理解。
本文将探讨数学在生物学中的一些常见应用。
一、模型建立和预测在生物学研究中，我们常常需要建立数学模型来解释和预测生物现象。
例如，物种数量的增长可以用生物学方程式来表示，并通过数学模拟来预测未来的趋势。
数学模型也可以用来研究癌症细胞的扩散和治疗方法，从而提供更有效的癌症治疗方案。
二、基因分析和序列比对数学在生物学中的另一个重要应用是基因分析和序列比对。
基因组学领域的研究依赖于数学算法和模型，帮助科学家分析和解释人类基因组中的各种变异和突变。
通过使用数学方法，科学家能够比较不同物种间的基因序列，从而揭示物种之间的亲缘关系和进化历史。
三、生物网络和调控机制现代生物学认识到生物体内的许多生物学过程是由复杂的生物网络和调控机制来控制的。
数学工具，如图论和网络分析，可以帮助我们理解这些复杂的生物网络，并揭示其结构和功能。
这些数学模型可以帮助我们预测细胞信号传导的方式，从而为新药物的研发和治疗提供指导。
四、生物传染和种群动力学数学在描述和预测生物传染和种群动力学方面发挥着重要作用。
生物传染模型，如SIR模型，用数学方程描述了疾病在人群中的传播方式。
这些模型可用于预测和控制传染疾病的蔓延，并帮助制定公共卫生策略以保护人群健康。
五、图像处理和计算生物学图像处理和计算生物学是数学在生物学中的另一个重要应用领域。
通过数学模型和算法，科学家可以对生物图像进行分析和处理，以了解细胞结构和功能。
这些方法可以帮助科学家观察和探索微观世界，从而提高我们对生命的理解。
综上所述，数学在生物学中的应用是不可忽视的。
它帮助我们解决了许多生物学问题，提供了生物学研究的理论基础和工具。
数学和生物学的结合为我们揭示生命的奥秘和解决生物学上的挑战提供了智慧和方法。
常数e的在生物学中的应用
常数e的在生物学中的应用常数e，也称为自然对数的底数，是一个非常重要的数学常数，它具有很多重要的数学特性和应用。
在生物学中，常数e也具有广泛的应用，下面我们就来详细探讨一下。
1. 模型中的增长速率在生物学中，很多的模型是基于增长速率的研究的。
在种群生态学，生物学家也常常使用增长速率来评估某些物种的种群数量和扩散速度。
对于单细胞生物，在其生长期间，其大小与时间之间的关系可以用指数函数来描述。
而指数函数的底数就是常数e。
因此，常数e在生物学中被广泛用于模型中的增长速率的计算。
2. 物种生长和繁殖的模拟在生物学中，我们需要通过数学模型来模拟物种的生长和繁殖。
常数e在此时也得到了广泛的应用。
例如，有一个种群，每年的增长率为5%，那么若考虑到复利效应，那么这个种群的增长率就可以用常数e的5次方 - 1的形式来表示。
3. 基因表达动力学在生物学中，基因表达动力学是一个非常重要的研究课题。
常数e也可用于描述基因表达的动力学，因为基因在细胞中的表达过程可以用指数函数来进行描述。
例如，RNA和蛋白质的增长速率可以用常数e来表示。
由此可见，常数e也可以被应用于基因表达动力学的研究之中。
4. 细胞凋亡在细胞生物学研究中，细胞凋亡被认为是特定环节内一种细胞程序性死亡的现象。
在实际应用中，当细胞凋亡开始阶段时，其细胞质会缩小，并随着时间的推移，细胞的体积会减小至原先的1/2^n（n为经过的时代数）次方。
因此，细胞凋亡也是一个指数式的减小过程。
这个过程可以用常数e，或常数e的负次方来进行计算。
5. 离散时间模型中的应用在离散时间模型中，常数e也常常被应用。
例如，在生物系统成为离散的微观步骤后，生物学家可以使用离散时间模型来研究生物过程。
在诸如Markov Chain Monte Carlo（MCMC）和Gibbs 采样等模型中，生物学家通常需要使用指数型分布函数，其中常数e也被广泛引用。
因此，我们可以看出，常数e在生物学中具有广泛的应用。
生物学中的数学计算
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〖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3.0×10－21g的水。 求指导合成蛋白质的基因中至少有碱基多少个？ 〖解析〗 ①先求水的物质的量：3.0×10－21g÷18g/mol ＝1/6×10－21mol ②求水分子数： 1/6×10－21×6.023×1023＝100 ③求蛋白质中氨基酸数：100＋2＝102 ④求基因中的碱基数：102×6＝612 答案为612个。
肽键数＝失水数＝氨基酸总数－肽链数
2018/4/25
3
〖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 A．4．573 B．3．574 C．4．570 D．4．574
〖解析〗氨基酸总数（m）－肽链数（n）＝肽键 数＝脱水数，依题得： 128m－（m－n）18＝63212， 即110m＋18n＝63212， 63212÷110的整数为：m＝574， 余数72÷18的整数为：n＝4。 答案：D
2018/4/25 24
分 枝 分 析 法
1/4AA
1/4BB → 2/4Bb → 1/4bb →
1/16AABB 2/16AABb 1/16AAbb
2/4Aa
1/4BB → 2/4Bb → 1/4bb →
1/4BB → 2/4Bb → 1/4bb →
2/16AaBB 4/16AaBb 2/16Aabb
1/16aaBB 2/16aaBb 1/16aabb
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1/4aa
2018/4/25
性别决定与伴性遗传
XBXB
XbY
XBY
XBXb
XBY
XbXb
XBXB
XBXb
XBY
XbY
XBXb
XbY
XBXb
2018/4/25
XbXb
XBY
XbY
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遗传几率中的二大基本法则
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（A· B）＝p· q
2018/4/25
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（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 AA×aa ↓杂交 Aa 基因型 1 表现型 1 Aa×Aa ↓自交 AA Aa aa 1︰2 ︰1 3 ︰ 1 Aa×aa ↓测交 Aa aa 1︰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。
2018/4/25
9
三、光合作用和呼吸作用中的化学计算
光合作用反应式： 6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O 呼吸作用反应式： 有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→ 6CO2＋12H2O 无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
2018/4/25
10
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
2018/4/25 18
〖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 A．600 B．640 C．8100 D．86400 解析：先计算基因中胞嘧啶数：根据A＝T，G＝ C，算出C＝1000－460＝540，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 24－1＝15，所以至少放入C＝540×15＝ 8100。答案：C
2018/4/25 15
四、遗传中的数学计算
（一）碱基互补配对原则 双链DNA分子：A＝T、G＝C A＋G＝T＋C＝50% （A＋ G ）/（T＋ C ）＝1 A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2 （A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2） （A1＋G1）/（T1＋C1）＝（T2＋C2）/（A2＋G2）
2018/4/25
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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（A＋B）＝p＋q 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。
2018/4/25
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〖例4〗将某一绿色植物臵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 0 mg。 （2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产 量是 24.5 mg。 （3）若一昼夜中先光照4小时，接着放臵在 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） 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: ①延长光照时间 。 ②降低夜间温度③增加CO2浓度
2018/4/25
5
二、有丝分裂和减数分裂中的相关计算
间期 染色体复制 后期 着丝点分裂
+
减Ⅰ后期同源染色体分离 减Ⅱ后期姐妹染色单体分离 一个精原细胞产生2种4个精子 一个卵原细胞产生有丝分裂
项目 间期 前期 中期 后期 末期
染色体数
DNA含量 染色单体数
25 CO2吸收量mg/dm2· h 20 15 10 5 b 5 10 15 20 25 30 35 光照强度（Klx） c d
0
－5 a －10
（5）若该植物为阴生植物，则b点应 向 左 移动。
2018/4/25 14
〖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6.88×10－7m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〗①放出1个氧分子所吸收的光：E1＝hу＝ h· c/λ＝6.63×10－34×3×108/6.88×10－7＝ 2.9×10－19 E＝E1×8＝23.2×10－19 ②放出1mol氧气所吸收的光能： 23.2×10－19×6.02×1023＝1397×103（J） ③转换效率： 469×103÷（1397×103）＝33.6%
A1+T1 A1+T1+C1+G1
2018/4/25
=
A2+T2 A2+T2+C2+G2
=
A+T A+T+C+G
17
（二）DNA分子复制 中的数量关系
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
种类 染色体数 DNA数
染色单体数
2N 2C→4C
4N
2N 4C
4N
N 2C
4N
2N 2C
0
N C
0
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〖例题3〗某动物（2N＝10）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 A．11 B．22 C．55 D．88 〖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÷（5×4）＝22。答案：B
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（三）中心法则中的有关计算 DNA→RNA→蛋白质 DNA
转录 RNA 碱基数量n/2 氨基酸数量n/6
碱基数量n
翻译 多肽 A1＋A2＋A3＋A4…Am
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〖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150＋2＝152，一个 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。152×6＝912 ，因此答案为D 。
b 5 10 15 20 a 25 30 35 光照强度（Klx）
（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 250 mg/dm2；合成葡萄糖 170.5 mg。
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（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？ 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。
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〖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〗①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P＿A＿，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。②下一个孩子正常为ppA＿ （1/2×3/4＝3/8）,同时患两病的个体为 Ppaa(1/2×1/4＝1/8）。即正确答案为B