PDF《生物学中数学模型的实例初探》

6 精子和卵子发生的经历时期

1 个成熟精子的发生需要经过四个时期才能完 成.一是繁殖期, 这期间精原细胞先经有丝分裂产生 出更多的精原细胞, 以保证精子发生的延续;

二是生长 期, 这期间最后一代精原细胞不再进行有丝分裂, 细胞 体积增大、 染色体复制而成为初级精母细胞;

三是成熟 期, 即初级精母细胞经减数分裂产生

4 个精子;

四是成 形期, 这个时期精子细胞经过一系列变态后, 由圆形细 胞变成具头、 颈、 尾三部分且具鞭毛、 能活动的特殊细 胞― ― ―精子.卵子的发生时期没有成形期, 前三个时 期情况相近, 所不同的是: 在繁殖期卵原细胞虽也经过 几次有丝分裂, 但不产生非活动的卵原细胞;

在生长期 除了体积增加和 DNA 复制外, 还积累均匀分布于细胞 质中的卵黄物质, 以备受精卵早期发育所需;

在成熟 期, 如果减数分裂能进行到底的话, 理论上

1 个初级卵 母细胞能形成

1 个卵细胞和

3 个极体, 但有的家畜第 一极体不进行减数分裂Ⅱ, 在这种情况下就只能得到

1 个卵细胞和

2 个极体.? ・

7 6 ・ 生物学教学

2011 年( 第36 卷) 第9期DNA( 基因) mRNA 蛋白质 碱基数 ∶ 碱基数 ∶ 氨基酸数

6 ∶

3 ∶

1 说明: 由于 mRNA 上有终止密码子等原因, 上述关 系应理解为每增加

1 个氨基酸至少需要 mRNA 上的

3 个碱基和 DNA( 基因) 上的

6 个碱基.

2 细胞代谢类 2.

1 物质出入细胞的方式的曲线模型 ①自由扩散 只受细胞膜内外物质浓度差( 高→低) 的影响( 图1) ;

②协助扩散不仅受细胞膜内外物质浓度差( 高→低) 的影响, 还需要载体的协助, 而载体具有饱和现象( 图2) ;

③主动运输通过消耗能量, 在载体的协助下, 将物 质由低浓度运输到高浓度( 图3) . 图1图2图32.

2 影响酶促反应速率的因素 例如温度、 底物浓度 和酶浓度对酶反应的影响: 2. 2.

1 温度( pH) 对酶活性影响的曲线模型 在一定 温度( pH) 范围内, 随温度( pH) 的升高, 酶的催化作用 增强, 超过这一范围, 酶的催化作用逐渐减弱;

过酸、 过碱、 高温都会使酶失活, 而低温只是抑制酶的活性, 酶 分子结构未被破坏, 温度升高可恢复活性( 图

4、 图5) . 2. 2.

2 底物浓度对酶促反应速率影响的曲线模型 在其他条件适宜、 酶量一定的情况下, 酶促反应速率随 底物浓度增加而加快, 但当底物达到一定浓度后, 受酶 数量和酶活性限制, 酶促反应速率不再增加( 图6) . 2. 2.

3 酶浓度对酶促反应速率影响的曲线模型 在 底物充足, 其他条件适宜的情况下, 酶促反应速率与酶 浓度成正比( 图7) . 图4图5图6图7说明: 由于细胞呼吸和光合作用都是在多种酶催 化作用下进行的, 故温度对细胞呼吸或光合作用的影 响曲线与温度对酶活性的曲线类似. 2.

3 氧气浓度对细胞呼吸影响的曲线模型 在无氧 条件下, 只能进行无氧呼吸;

在O2 浓度较低时, 无氧呼 吸占优势;

随O2 浓度增大, 无氧呼吸逐渐被抑制, 有氧 呼吸不断加强;

但当 O2 浓度达到一定值后, 随O2 浓度 增大, 有氧呼吸受呼吸酶数量等因素的影响不再加强 ( 图8) . 图82.

4 光照强度对光合作用影响的曲线模型 如图

9 所示, A 点: 光照强度为 0, 只进行细胞呼吸, 释放的 CO2 量可表示此时细胞呼吸的强度或呼吸速率.AB 段: 随光照强度加强, 光合作用强度逐渐加强, CO2 的 释放量逐渐减少, 这是因为细胞呼吸释放的 CO2 有一 部分用于光合作用, 此时细胞呼吸强度大于光合作用 强度.B 点: 细胞呼吸释放的 CO2 量刚好满足光合作 用的需要, 即光合作用强度等于细胞呼吸强度, B 点对 应的光照强度称为光补偿点.BC 段: 随着光照强度不 断加强, 光合作用强度不断加强, 到C点时不再加强, C 点对应的光照强度称为光饱和点. 图9说明: ①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测 ・