高中生物 专题十 生物学中的数学计算.ppt

文档介绍：专题十
生物学中的数学计算
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(一)有关蛋白质分子结构方面的计算
【例1】一个多肽的化学结构式为C55H70O19N10，已知将它水解只得到四种氨基酸：
CNH2H2COOHCH3CHCOOHNH2
甘氨酸C2H5NO2丙氨酸C3H7NO2
CH2CHNH2COOHCH2CH2COOHCHCOOHNH2
苯丙氨酸C9H11NO2谷氨酸C5H9NO4
问：该多肽水解后，有个谷氨酸，个苯丙氨酸。
【解析】设该多肽水解后的甘氨酸x个，丙氨酸y个，苯丙氨酸z个，谷氨酸w个，根据该多肽的化学式和多肽的定义则有如下方程组成立：
x+y+z+w=10
2x+3y+9z+5w=55
x+y+z+3w=18
3x+5y+9z+7w=68
解上述方程组则得
x=1y=2z=3w=4
答案：4、3
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(二)关于RNA、DNA分子结构与复制
【例2】从洋葱根尖细胞核中提取得到四种碱基，A、T、G、C，由这些碱基在细胞核中构成的核苷酸有几种?
A4B5C7D8
【解析】A、G、C三种碱基是DNA和RNA所共有的，T是DNA特有的，因此可以构成7种核苷酸。解题时，不能被洋葱细胞核这个干扰因素所干扰，不能认为细胞核中只有DNA没有RNA，以DNA为模板，转录形成RNA。
答案：C
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【例3】已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目为( )
A1600个B3200个
C4500个D4800个
【解析】(1)求出该DNA分子中含有多少个脱氧核糖核苷酸：
200/20%=1000(个)
(2)求出该分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸：
1000-(200×2)=600(个)
600/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
16×300-300=4500(个)
答案：C
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(三)有关中心法则方面的计算
【例5】mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫密码子，根据理论推测，mRNA上三个相邻的碱基可以构成（）排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有（）种。最早被破译的密码子是UUU，它决定的氨基酸是苯丙氨酸。1959年科学家M·Nireberg和S·Ochoa人工合成的只含U的RNA为模板，在一定条件下合成了只有苯丙氨酸组成的多肽。这里的一定条件是指（）。继上述实验后，又有科学家用C和U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验一个密码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续翻译的。
(1)假如一个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由（）种氨基酸组成。
(2)假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的蛋白质中应由（）种氨基酸组成。
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【解析】三个相邻的碱基决定一个氨基酸，组成RNA的碱基有4种，这样排列方式为43，即64种。在64个遗传密码中，有61个能编码氨基酸，3个为终止密码子。遗传密码在翻译中，需要有氨基酸作为原料，ATP提供能量，运载氨基酸的工具—tRNA和催化该反应的酶。假如是由两种碱基决定一个氨基酸，碱基又是相间排列，无论是两个或是四个(CU或CUCU)所能决定的氨基酸都只能是1种；如果仍由2种碱基CU，且相间排列，但是由3个碱基决定一个氨基酸，则有CUC和UCU2种排列方式，所指导合成的肽链中将含有2种氨基酸。
【答案】6461氨基酸、tRNA、ATP、酶12
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(四)光合作用和呼吸作用的有关计算
【例6】下图是在一定的CO2浓度和温度条件下，某阳生植物和阴生植物叶受光强度和光合作用合成量(用CO2的吸收量表示)的关系图，请据图回答：
(1)曲线B所表示的是（）
植物的受光强度和光合作用合成量的关系。
(2)a、b点表示（）。
(3)叶面积为25cm2的阳生植物叶片在光
强度为X时，每小时的光合作用合成量为（）mg。
(4)将该阳生植物叶片先在光强度为Y的条件下放置若干时间，然后放于暗处(光强度为Q时)12h，要使此时叶的干物质量与照射以前一样，则需光照（）h。
【答案】(1)阴生(2)阳生植物和阴生植物光合作用合成量与呼吸作用所消耗有机物量相等 (3)2 (4)4
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【例8】某生物体细胞染色体数是40，减数分裂时的联会时期、四分体时期、次级卵母细胞、卵细胞中的DNA分子数依次是( )
A80、80、40、40 B40、40、20、20
C40、80、40、20 D80、80、40、20
【解析】原始的生殖细胞中，每条染色体上有一个DNA分子，所以染色体数