脫氧核糖核苷酸數(shù)學(xué)規(guī)律在解題中的應(yīng)用

張晶

【摘 要】 在高中生物解題過程中，脫氧核糖核苷酸的相關(guān)數(shù)學(xué)規(guī)律一直是考試中的重點(diǎn)問題，尤其是在計(jì)算DNA在復(fù)制后的數(shù)量等方面具有較大的難度，本文分析了歸納演繹法、排列組合法在解題中的應(yīng)用，從而能夠有效提高解題的正確率。

【關(guān)鍵詞】 高中生物；脫氧核糖核苷酸；數(shù)學(xué)規(guī)律

一、歸納演繹法在解題中的應(yīng)用

由脫氧核糖核苷酸所制作的脫氧核酸在進(jìn)行復(fù)制過程中會(huì)遇到較大的困難，而學(xué)生在學(xué)習(xí)這方面的問題時(shí)，可通過歸納演繹法來進(jìn)行解題，而演繹就是在大量事實(shí)的基礎(chǔ)上提取出正確的方法原理，通過歸納演繹法，能夠使DNA復(fù)制的相關(guān)問題輕易解決。

例如，在一個(gè)DNA分子中已經(jīng)標(biāo)記為15N，隨后在將其置于培養(yǎng)基中開始復(fù)制，其中要注意培養(yǎng)基中不能包含15N，提問在完成N次復(fù)制后，能夠出現(xiàn)幾個(gè)DNA分子？而其中能有多少DNA分子含有14N？有多少DNA分子只包含4N？

解析：DNA分子在完成一次復(fù)制后，能夠增加一個(gè)DNA分子，同時(shí)最終兩個(gè)DNA分子中都具有脫氧核糖核苷酸鏈，也就是說在結(jié)束一次復(fù)制后，一種能夠獲得兩個(gè)DNA分子，包含14N和15N的分子分別都有兩個(gè)，有零個(gè)僅包含14N的分子，在結(jié)束兩次復(fù)制后，收獲到的DNA分子一共有四個(gè)，其中有兩個(gè)包含15N，而有四個(gè)包含14N，有兩個(gè)分子只包含14N。依次排列下去，通過歸納演繹法我們能夠推測(cè)出，從始到終，只有兩個(gè)分子是包含15N的，DNA分子中僅包含14N和包含14N的分子數(shù)量之間只有兩個(gè)的差距，也就是說在結(jié)束第n次復(fù)制之后，能夠獲得的DNA分子數(shù)量為2n個(gè)，其有兩個(gè)包含15N的分子，有2n個(gè)數(shù)量的DNA分子包含14N，有2n-1個(gè)DNA分子僅包含14N，由此就能加單地解決這一問題了。

小結(jié)：在復(fù)制DNA分子的過程中，使用歸納演繹法，能夠提高解題效率，幫助學(xué)生利用短時(shí)間獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，這也是使用歸納演繹法最主要的優(yōu)勢(shì)。

二、排列組合法在解題中的應(yīng)用

生物遺傳物質(zhì)中最為基礎(chǔ)的組成單位就是脫氧核糖核苷酸，也是脫氧核糖核苷酸自身所帶有的多樣的排列順序誕生了豐富多樣的生物世界，也就是說數(shù)學(xué)規(guī)律中組合排列發(fā)揮了應(yīng)有的效用。

例如在一條完整的肽鏈中，主要是由n個(gè)氨基酸在脫水后組成的，其中這條肽鏈可以有幾種排列順序？

解析：首先我們?cè)谟?jì)算之前應(yīng)該了解基礎(chǔ)的生物知識(shí)，也就是氨基酸中能夠組成蛋白質(zhì)生物體的僅有二十種，因此由于題目中并沒有明確指出氨基酸屬于那種類型，因此由n個(gè)脫水后整合成的氨基酸所組成的肽鏈，最大程度上只能分成20n種排列順序。只有四種堿基對(duì)能夠組成脫氧核糖核苷酸的DNA分子，因此從數(shù)學(xué)規(guī)律中的排列組合方式來看，最大程度上只能有4n種方式用n個(gè)堿基對(duì)組成DNA分子。

小結(jié)：生物在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有一種多樣性的特征，其實(shí)這主要是由遺傳與基因的多樣性所決定的，其中遺傳多樣性是由脫氧核糖核苷酸在DNA分子中多樣的排列順序所決定的。由此我們能夠看出，在計(jì)算脫氧核糖核苷酸方面的問題時(shí)，可以使用數(shù)學(xué)規(guī)律中的排列組合方式來進(jìn)行計(jì)算。

綜上所述，通過上述描寫我們能夠了解，在計(jì)算脫氧核糖核苷酸方面的問題時(shí)，需要運(yùn)用到較多的數(shù)學(xué)規(guī)律，只有學(xué)會(huì)合理利用各種數(shù)學(xué)規(guī)律才能有效提高解題效率，尤其是在計(jì)算DNA方面的問題時(shí)，數(shù)學(xué)規(guī)律的運(yùn)用具有重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陳語. 脫氧核糖核苷酸數(shù)學(xué)規(guī)律在解題中的應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（04）.