生物學中計算

生物學中計算2023/6/121第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三一、氨基酸的脫水縮合A1＋A2＋A3＋…＋An→多肽＋（n－1）H2O21243135795668475－1＝49－1＝87－1＝66＋8＝14（9＋7）－2＝14第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三由n個氨基酸脫水縮合形成有m條肽鏈組成的蛋白質(zhì)，則該蛋白質(zhì)中含有(n－m)個肽鍵，失去(n－m)個水分子。這樣由n個氨基酸分子縮合成有m條肽鏈的蛋白質(zhì)，至少含有氨基或羧基數(shù)目為m個，其相對分子質(zhì)量則減少(n－m)×18。若氨基酸平均分子質(zhì)量為128，則蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量為：128n－(n－m)×18＝110n＋18m。肽鍵數(shù)＝失水數(shù)＝氨基酸總數(shù)－肽鏈數(shù)第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題1〗氨基酸的平均分子量為128，測得某蛋白質(zhì)分子量為63212，由此可以推斷該蛋白質(zhì)含有的肽鏈條數(shù)和氨基酸個數(shù)分別是A．4．573 B．3．574 C．4．570 D．4．574〖解析〗氨基酸總數(shù)（m）－肽鏈數(shù)（n）＝肽鍵數(shù)＝脫水數(shù)，依題得：128m－（m－n）18＝63212，即110m＋18n＝63212，63212÷110的整數(shù)為：m＝574，余數(shù)72÷18的整數(shù)為：n＝4。答案：D第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題2〗已知某蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈組成，在合成蛋白質(zhì)的過程中生成了3.0×10－21g的水。求指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的基因中至少有堿基多少個？〖解析〗①先求水的物質(zhì)的量：3.0×10－21g÷18g/mol＝1/6×10－21mol②求水分子數(shù)：1/6×10－21×6.023×1023＝100③求蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)：100＋2＝102④求基因中的堿基數(shù)：102×6＝612答案為612個。第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三二、有絲分裂和減數(shù)分裂中的相關(guān)計算+間期染色體復(fù)制后期著絲點分裂減Ⅰ后期同源染色體分離減Ⅱ后期姐妹染色單體分離一個精原細胞產(chǎn)生2種4個精子一個卵原細胞產(chǎn)生1個卵細胞第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三項目間期前期中期后期末期染色體數(shù)2N→2N2N2N4N2NDNA含量2a→4a4a4a4a2a染色單體數(shù)0→4N4N4N00假定正常體細胞核中染色體數(shù)為2N，DNA含量為2a，則染色體、DNA、染色單體的數(shù)目變化如上表。(一)有絲分裂第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三時期種類精(卵)原細胞初級精(卵)母細胞次級精(卵)母細胞精子細胞(卵細胞)前、中期后期染色體數(shù)2N2NN2NNDNA數(shù)2C→4C4C2C2CC染色單體數(shù)4N4N4N00(二)減數(shù)分裂第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題3〗某動物（2N＝10）的若干精子中有440個核DNA分子。從理論上看，這些精子至少來源于多少個初級精母細胞A．11B．22C．55D．88〖解析〗該動物1個精子中含5個DNA分子，1個初級精母細胞產(chǎn)生4個精子，440÷（5×4）＝22。答案：B第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三四、遺傳中的數(shù)學計算（一）堿基互補配對原則雙鏈DNA分子：A＝T、G＝CA＋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）A1+T1=A2+T2+C2+G2A2+T2=A+TA+T+C+GA1+T1+C1+G1第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三RNA分子：DNA→RNAAD＝UR、TD＝AR、CD＝GR、GD＝CRAR＋UR＋GR＋CR＝1/2（AD＋TD＋GD＋CD）〖例題7〗某DNA分子中含有20%的G+C，則由它轉(zhuǎn)錄成的RNA中A＋U應(yīng)為A、10%B、20%C、40%D、80%A1+T1=A2+T2+C2+G2A2+T2=A+TA+T+C+GA1+T1+C1+G1第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三原DNA分子中T=X個復(fù)制一代DNA分子數(shù)量21

新合成（21-1）個需游離的T為X個復(fù)制n代DNA分子數(shù)量2n新合成2n-1個需游離的T為（2n-1）X個（二）DNA分子復(fù)制中的數(shù)量關(guān)系第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題8〗在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個）放入DNA擴增儀中擴增四代，則在擴增儀中至少應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是A．600B．640C．8100D．86400解析：先計算基因中胞嘧啶數(shù)：根據(jù)A＝T，G＝C，算出C＝1000－460＝540，即1個基因中含有540個C；再算出基因擴增四代增加的DNA分子數(shù)24－1＝15，所以至少放入C＝540×15＝8100。答案：C第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三（三）中心法則中的有關(guān)計算

DNA→RNA→蛋白質(zhì)DNA堿基數(shù)量n轉(zhuǎn)錄RNA堿基數(shù)量n/2翻譯多肽A1＋A2＋A3＋A4…Am氨基酸數(shù)量n/6第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題9〗一種動物體內(nèi)的某種酶是由2條多肽鏈構(gòu)成，含有150個肽鍵，則控制這個酶合成的基因中脫氧核苷酸的分子數(shù)至少是A.450個B.456個C.906個D.912個〖解析〗此酶共有氨基酸為150＋2＝152，一個密碼子（三個堿基）決定一個氨基酸，基因是雙鏈，轉(zhuǎn)錄時只是其中的一條鏈，即轉(zhuǎn)錄成一個密碼子（三個堿基），基因中需六個堿基，也即六個脫氧核苷酸。152×6＝912，因此答案為D。第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三（四）遺傳規(guī)律中的幾率計算基因分離規(guī)律中幾種特定的雜交組合親代P

AA×aa

Aa×Aa

Aa×aa

↓雜交

↓自交

↓測交

Aa

AAAaaa

Aaaa基因型

1

1︰2︰1

1︰1表現(xiàn)型

1

3︰1

1︰1雜合體Aa連續(xù)自交n代，其后代中雜合體Aa的幾率是（1/2）n，純合體（AA、aa）的幾率是1－（1/2）n。第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三自由組合規(guī)律幾種特定的雜交組合親代P

AABB×aabb

AaBb×aabb

↓雜交

↓測交

AaBb

AaBbAabbaaBbaabb基因型

1

1︰1︰1︰1表現(xiàn)型

1

1︰1︰1︰1

第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三自由組合規(guī)律幾種特定的雜交組合親代PAaBb×AaBb↓自交基因型

1/16AABBAAbbaaBBaabb

AABbAabbaaBb

AaBB4/16AaBb表現(xiàn)型9︰3︰3︰12/16分枝分析法：AaBb×AaBb→Aa×Aa和Bb×BbAa×Aa→1/4AA、2/4Aa、1/4aaBb×Bb→1/4BB、2/4Bb、1/4bb第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1/16AABB2/16AABb1/16AAbb2/16AaBB4/16AaBb2/16Aabb1/16aaBB2/16aaBb1/16aabb1/4BB→2/4Bb→1/4bb→1/4BB→2/4Bb→1/4bb→1/4BB→2/4Bb→1/4bb→1/4AA2/4Aa1/4aa分枝分析法第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三性別決定與伴性遺傳XBXBXbYXBXbXBXBXBXbXBXbXbXbXBXbXbXbXbYXBYXBYXbYXBYXBYXbY第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1、獨立相乘（乘法定理）：兩個或兩個以上獨立事件同時出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積。如A事件的概率為p，B事件的概率為q，則A、B事件同時或相繼發(fā)生的概率為：

P（A·B）＝p·q遺傳幾率中的二大基本法則第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三2、互斥相加（加法定理）：若兩個事件是非此即彼的或互相排斥的，則出現(xiàn)這一事件或另一事件的概率是兩個事件的各自概率之和。如事件A與B互斥，A的概率為p，B的概率為q，則A與B中任何一事件出現(xiàn)的概率為：

P（A＋B）＝p＋q推論：兩對立事件（必有一個發(fā)生的兩個互斥事件）的概率之和為1。如生男概率＋生女概率＝1；正常概率＋患病概率＝1。第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題10〗人類的多指是一種顯性遺傳病，白化病是一種隱性遺傳病，已知控制這兩種疾病的等位基因都在常染色體上，而且都是獨立遺傳的。在一個家庭中父親是多指，母親正常，他們有一個患白化病但手指正常的孩子，則下一個孩子正常或同時患有此兩種疾病的幾率分別是：A、3/4B、3/8，1/8C、1/4D、1/4，1/8〖解析〗①設(shè)控制多指基因為P，控制白化病基因為a，則父母和孩子可能的基因型為：父P＿A＿，母ppA＿，患病孩子ppaa。由患病孩子的隱性基因，可推知父親為PpAa，母親為ppAa。②下一個孩子正常為ppA＿（1/2×3/4＝3/8）,同時患兩病的個體為Ppaa(1/2×1/4＝1/8）。即正確答案為B第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題11〗為了說明近親結(jié)婚的危害性，某醫(yī)生向?qū)W員分析講解了下列有白化病和色盲兩種遺傳病的家族系譜圖。設(shè)白化病的致病基因為a，色盲的致病基因為b。請回答：示正常男女示色盲男女示白化男女示白化、色盲兼患男女

（1）寫出下列個體可能的基因型：Ⅲ8

；Ⅲ10

。（2）若Ⅲ8和Ⅲ10結(jié)婚，生育子女中只患白化病或色盲一種遺傳病的概率為

；同時患兩種遺傳病的概率為

。（3）若Ⅲ9和Ⅲ7結(jié)婚，子女中可能患的遺傳病是

，發(fā)病的概率為

。12345678910ⅠⅡⅢaaXBXB或aaXBXbAAXbY或AaXbY5/121/12白化病和色盲病5/12第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三五、基因頻率和種群密度的計算基因頻率：設(shè)一對同源染色體（不含性染色體）上的等位基因A和a的基因頻率分別為p和q，A對a是顯性，則顯性個體的基因型及其頻率為：p2AA＋2pqAa，隱性個體的基因型及其頻率為：q2aa。（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1p＋q＝1

AAAaaaA＝A總/（A總＋a總）＝AA＋1/2Aaa＝a總/（A總＋a總）＝aa＋1/2AaA＋a＝1第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三〖例題12〗某校的一個生物興趣小組在研究性學習活動中，開展了色盲普查活動，他們先從學校的1800名學生中隨機抽取了180名學生（男女生各一半）作為首批調(diào)查對象，結(jié)果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲基因攜帶者13人。則在該校全體學生中色盲基因的頻率是A、10%B、20%C、80%D、90%〖解析〗Xb＝3×2＋13×1＋8×1＝27XB＋Xb＝90×2＋90×1＝270Xb的基因頻率為：Xb/（XB＋Xb）＝27/270＝10%第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三種群密度：①標志重捕法：N︰[a]＝[b]︰[c]，其中N表示動物種群數(shù)量，a表示第一次捕獲并標志的個體數(shù)量，b表示第二次捕獲的個體數(shù)量，c表示第二次捕獲的個體中有標志的個體數(shù)量。②樣方調(diào)查法：N為某一定面積內(nèi)植物種群數(shù)量，a、b