Ход работы
Примечание: В данной работе на примерах из различных естественных и гуманитарных наук выполняются расчеты, основанные на информационном подходе к изучаемым явлениям. Для этого необходимо иметь таблицы десятичных логарифмов.
1. Решите задачу из учебно-методической литературы [1].
В некоторой популяции животных 20% являются самцами, 70% - самками и 10% -детенышами. Сколько информации содержится в сообщении, что данное животное является самцом? самкой?
Решение:
В данной задаче можно дополнительно определить уровень организации рассмотренной популяции.
Решение:
Согласно критерию У.Эшби эта популяционная система является среднеорганизованной.
2. По аналогии с п. 1 определите уровень организации семейства домашних кур, состоящего из одного петуха, двух квочек, пятнадцати несушек и двенадцати цыплят.
Также определите уровень организации своей студенческой группы по половому и возрастному признакам. В последнем случае примените правило округления возраста до целых лет с поправкой (см. практическую работу “Действия с приближенными числами”). Аналогичным образом определите уровень организации группы по успеваемости. Для этого используйте результаты сдачи какого-либо из экзаменов в прошлую экзаменационную сессию.
3. Определите уровень организации белковой системы сыворотки крови в норме по данным справочной литературы [2].
Белковые фракции |
Альбумины |
1 глобулины |
2 глобулины |
глобулины |
глобулины |
Концентрация в % от всего белка |
63,6 |
4,1 |
7,4 |
9,9 |
15,0 |
Решение:
Как показывают специально выполненные научные исследования [3], при некоторых заболеваниях уровень организации белковой части сыворотки крови снижается. При туберкуломах R=0,224, при эмпиемах R=0,176, после резекции легких R=0,230 и т.д. В то же время наблюдаются случаи, когда уровень организации белков сыворотки крови при заболеваниях несколько повышается. Особенно это характерно для начальных стадий болезней или для экспериментальной патологии (на животных). Объясните эти научные факты.
4. Определите, сколько информации содержит первичная структура средней белковой молекулы, состоящая из 250 аминокислотных остатков ?
Ответ:
Примечание: Реальная цифра примерно в 6 раз меньше из-за того, что не все аминокислотные цепи являются устойчивыми.
5. Определите, сколько генетической информации содержит ядерная ДHК человека, максимальная длина которой включает 1,2∙10 9 нуклеотидов ?
Ответ:
6.
Таким образом, при расчете информации,
заключенной в системе, состоящей из n
независимых элементов, каждый из
которых может принимать любое из m
равновероятных состояний, общее число
N равновероятных
состояний всей системы выражается
формулой:
(Вспомните случай с двумя игральными кубиками из предыдущей практической работы!)
Исходя из этого правила, объясните, почему в задаче из п.5 основанием степени выбрано число 4. Для сравнения проведите расчет из гипотетических условий, когда не существуют ограничения, накладываемые принципом комплементарности.
Резюме
Информационный подход в решении научных задач биологии и биохимии является весьма плодотворным и открывает новые возможности в сравнении с традиционными методами исследования.