第八單元有關(guān)生物計(jì)算的專題

1、第八單元：有關(guān)生物計(jì)算的專題一、教學(xué)目標(biāo)（一） 知識(shí)與技能有關(guān)蛋白質(zhì)、核酸、中心法則、配子、遺傳規(guī)律的計(jì)算（二）過(guò)程與方法教師引領(lǐng)，合作討論三、教學(xué)過(guò)程：1多肽、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目與所含肽鍵數(shù)的關(guān)系： （1） 多肽鏈中的肽鍵數(shù)=組成該多肽的氨基酸數(shù)1；（2） 蛋白質(zhì)分子中的肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)=該蛋白質(zhì)分子中所含的氨基酸數(shù)其肽鏈條數(shù)。例如：牛胰島素是由51個(gè)氨基酸縮合成的兩條肽鏈進(jìn)一步構(gòu)成的，在每個(gè)胰島素分子中即含肽鍵512=49個(gè)。2. 配子（精子或卵細(xì)胞）中染色體條數(shù)及DNA分子數(shù)與體細(xì)胞、性原細(xì)胞、初級(jí)性母細(xì)胞、次級(jí)性母細(xì)胞中染色體條數(shù)及DNA分子數(shù)的關(guān)系：（1） 若配子（精子或卵細(xì)胞）

2、中染色體條數(shù)為N條，則：體細(xì)胞中染色體條數(shù)=性原細(xì)胞中染色體條數(shù)=初級(jí)性母細(xì)胞中染色體條數(shù)=2N條；次級(jí)性 母細(xì)胞中染色體條數(shù)=N條（減II前、中期）或2N條（減II后、末期）。（2） 若配子（精子或卵細(xì)胞）中DNA分子數(shù)為M，則:體細(xì)胞中DNA分子數(shù)=2M；  性原細(xì)胞中DNA分子數(shù)=2M（DNA復(fù)制前）或4M（DNA復(fù)制后）；  初級(jí)性母細(xì)胞中DNA分子數(shù)=4M；  次級(jí)性母細(xì)胞中DNA分子數(shù)2M。3.  DNA分子中堿基組成的有關(guān)數(shù)量關(guān)系式：   DNA分子在結(jié)構(gòu)上有一重要特點(diǎn)：其兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈間的堿基對(duì)的組成遵循堿基配對(duì)原則，據(jù)此可

3、得出如下一系列關(guān)系式：（1）在整個(gè)DNA分子中： A的分子數(shù)（或所占比例）=T的分子數(shù)（或所占比例）； G的分子數(shù)（或所占比例）=C的分子數(shù)（或所占比例）；任意兩種不能配對(duì)的堿基數(shù)之和占DNA分子中堿基總數(shù)的50%。即（A+G）的分子數(shù)（或所占比例）=（T+C）的分子數(shù)（或所占比例）=（A+C）的分子數(shù)（或所占比例）=（T+G的分子數(shù)（或所占比例）=DNA分子中堿基總數(shù)的50%。（3） 在DNA分子的兩條互補(bǔ)的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈之間：設(shè)DNA分子的一條鏈為A鏈，另一鏈為B鏈，則： A鏈中 A的分子數(shù)（或所占比例）=B鏈中T的分子數(shù)（或所占比例），反之亦然； A鏈中 G的分子數(shù)（

4、或所占比例）=B鏈中C的分子數(shù)（或所占比例），反之亦然； A鏈中某兩種不能配對(duì)的堿基數(shù)之和如（A+G）=B鏈中另兩種不能配對(duì)的堿基數(shù)之和相應(yīng)的為（T+C）； A鏈中某兩種不能配對(duì)的堿基數(shù)之和如（A+G）與另兩種不能配對(duì)的堿基數(shù)之和相應(yīng)的為（T+C）的比值=B鏈中該比值的倒數(shù)。例如：若A鏈中（A+G）/（T+C）=0.4，則B鏈中（A+G）/（T+C）=2.5。（4） 整個(gè)DNA分子與它的兩條互補(bǔ)的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈之間：整個(gè)DNA分子中相對(duì)應(yīng)的兩種堿基數(shù)之和（A+T）或（G+C）所占的比例=其每一單鏈中這兩種堿基數(shù)之和（A+T）或（G+C）在該單鏈中所占的比例。例如：若某DNA分子中（A+T）占?jí)A

5、基總數(shù) 的43%，則其每一單鏈中（A+T）也都各占單鏈中堿基總數(shù)的43%。 整個(gè)DNA分子中某一堿基所占的比例=該堿基在每一單鏈中所占的比例之和的一半。例如：若某DNA分子中，A鏈中A占10%，B鏈中A占24%，則該DNA分子中A占整個(gè)DNA分子全部堿基的17%。3. DNA復(fù)制的有關(guān)數(shù)量關(guān)系式： DNA復(fù)制的特點(diǎn)是一母鏈為模板，按照堿基配對(duì)原則，進(jìn)行半保留復(fù)制。據(jù)此：可得出如下一系列關(guān)系式：  （1） 若以32P標(biāo)記某DNA分子，再將其轉(zhuǎn)移到不含32P的環(huán)境中，該DNA分子經(jīng)連續(xù)n代復(fù)制后：含 32P的DNA分子數(shù)=2個(gè)，占復(fù)制產(chǎn)生的DNA分子總數(shù)的1/2n-1;復(fù)制后產(chǎn)

6、生的不含32P的DNA分子數(shù)為（2n2）個(gè)，占復(fù)制產(chǎn)生的DNA分子總數(shù)的11/2n-1;復(fù)制后產(chǎn)生的不含 32P的脫氧核苷酸鏈的條數(shù)為(2n+12),占脫氧核苷酸鏈總條數(shù)的比例為(2n+12)/2=11/2n。 (2) 若某DNA分子中含某種堿基X個(gè)，則該DNA分子進(jìn)行n次復(fù)制，需含該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)=（X+2X+4X+.+2n-1）個(gè)=（2n1）X個(gè)。4. 基因中的堿基（對(duì)）數(shù)與其控制合成的多肽或蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)的關(guān)系：多肽或蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)相應(yīng)基因中的堿基對(duì)數(shù)x1/3；亦即多肽或蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)相應(yīng)基因中的堿基數(shù)x1/6。5. 一對(duì)等位基因的雜合體連續(xù)自交n代，第n子代中，雜合

7、體占（1/2）n，純合體占1（1/2）n。6. 關(guān)于自由組合規(guī)律的有關(guān)數(shù)量關(guān)系式：若n對(duì)等位基因是自由組合的，則：（1） 個(gè)體產(chǎn)生的配子種數(shù)=2n種。例如：AaBbCc個(gè)體可產(chǎn)生23=8種配子。（2）子代的組合方式=雌配子種數(shù)X雄配子種數(shù)。例如：AaBbXAaBb的子代共有22X22=16種。（3）子代表現(xiàn)型的種類=親代每對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的表現(xiàn)型數(shù)的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代表現(xiàn)型數(shù)2X2=4種。（4）子代表現(xiàn)型的比例=親代每對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的表現(xiàn)型之比的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代表現(xiàn)型之比為（3：1）X（3：1）=9：3：3：1。（5）子代某種表現(xiàn)型所占的比例=親代每

8、對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的子代的相應(yīng)表現(xiàn)型比例的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代中表現(xiàn)型為AB所占的比例為3/4X3/4=9/16。（6）子代的基因型種數(shù)=親代每對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的子代的各對(duì)基因的基因型種數(shù)的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代中基因型種數(shù)3X3=9種。（7）子代的基因型的比例=親代每對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的基因型的比例的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代基因型的比例為（1：2：1）X（1：2：1）=1：2：1：2：4：2：1：2：1。(8) 子代中某基因型所占的比例=親代每對(duì)性狀分別相交產(chǎn)生的子代的相應(yīng)基因型比例的乘積。例如：AaBbXAaBb的子代中基因型AaBb所占的比例為

9、2/4X2/4=1/48有關(guān)基因互換的關(guān)系式： （1）基因的互換率=（基因重組的配子數(shù)/總配子數(shù)）X100%；如在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1灰身長(zhǎng)翅雌果蠅的基因互換率即為16%（8+8）/（42+42+8+8）。（2）初級(jí)性母細(xì)胞中發(fā)生染色體互換的比例=基因的互換率X2。如在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1灰身長(zhǎng)翅雌果蠅在減數(shù)分裂中發(fā)生染色體互換的初級(jí)卵母細(xì)胞占16%X2=32%。9  有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的關(guān)系式：  (1)  若某生態(tài)系統(tǒng)的全部生產(chǎn)者固定了X千焦的太陽(yáng)能，則流入該生態(tài)系統(tǒng)第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量（20%）n-1*X千焦，能被第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用的能量（20%）n-1*（1161/2870）*X千焦。&