【摘 要】筆者通過研讀大量文獻，將計算機應用在生命科學的典型類型進行論述，以期對于生命科學專業(yè)的教師在以后的研究或教學示范有一定幫助。

【關鍵詞】計算機 生命科學 典型類型

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）07-0066-01

一 數據采集和處理

1.計算機在生命科學領域數據采集中的應用

根據在線檢測，如正常的溫度、壓力實驗效果、代謝中間物質的檢測、生物種群數目的統計等，這些數據采集數量大涉及面積廣，如果靠人工采集，投入量大，而且不符合需要。傳統方法、在線監(jiān)測數據的技術不成熟，在線監(jiān)測很難實現。

新型數據傳感器的研發(fā)并成功應用，滿足了生命科學數據采集需要。新型數據傳感器利用監(jiān)測光、電、熱、輻射量等可以定量的物質、生物物質和酶等分子之間作用與光、熱等物理量存在定量的數學關系。根據這些基本原理，我們研發(fā)出特殊用途的電極和監(jiān)測系統，如細胞電極、酶電極和分子電極，這些電極有很多優(yōu)點，滿足信息采集的需要，物電信號轉換快、靈敏度高、測量誤差小，尤其是大量的數據采集儀器，如色譜法、質譜法的應用生物傳感器和生化測定儀器，其中核磁共振儀是特別重要的。

2.計算機對生命科學實驗數據的處理

數據處理包括處理、建立和求解各種生命科學實驗數據的學習生活方面的數學模型，用于控制和監(jiān)測的實驗使用的數學模型，實驗跟蹤生物量、生物參數以及生命科學和生物工程，包括優(yōu)化的實驗設計。如果測定DNA序列中核苷酸的位置，需要處理和收集DNA光譜數據；生物分子應用放射性物質跟蹤，從而研究生物分子的發(fā)展變化；利用計算機設計模擬技術來優(yōu)化生物工廠的建筑設計，自動分析和測量值的實驗誤差的處理基因芯片技術是基因，基因研究須采用計算機對采集的數據進行高效分析，從中獲得研究基因的眾多信息，再仔細處理從而得到相應結果。在所有數據處理和數據分析研究，計算機的應用和構建生命科學意義上的數學模型是非常重要的，和生命科學研究的數學模型一樣，處于逐步從靜態(tài)到動態(tài)的發(fā)展中。

二 計算機在生命科學中的應用

1.計算機在生物信息學中的應用

蛋白質三維結構需要通過計算機輔助方法進行預判，預測過程中我們需要對核酸和蛋白質等物質三維結構進行精確測量，這種技術被用于生物大分子藥物設計，已成為當今社會的熱點。

世界人類基因課題組計劃所測定的30億個堿基中，人類3萬個基因需要分析和核苷酸定位，進而弄清楚其中所有功能單位的組織結構形式以及調節(jié)機制，沒有計算機的幫助是難以想象的。

近年來，基因組學、蛋白質組學、代謝組學的快速發(fā)展，迫切需要開發(fā)新的數據分析技術和計算機軟件快速訪問所需的數據和信息。生物信息研究除了可以提供基因結構信息，還可以為蛋白質和其他物質提供空間結構信息和電子結構信息。

2.計算機數值方法在生命科學中的應用

現代生物信息學中的數學模型是一個非常復雜的模型，涉及知識廣泛，而且需要很多方程耦合，比較常用的是非線性代數和微分方程耦合分析。為了研究這種復雜的數學模型，必須使用計算機數值方法。

因此，通過求解計算機數值分析方法的實際問題，已成為一個重要的方法。只要數值方法的選擇、使用或計算機程序合理，就可以利用計算機解決數學模型的研究和計算實際問題。由于數值計算方法的發(fā)展提出了許多實際問題，計算機數值模擬軟件已經在大量開發(fā)。

設計的子程序用于解決實際計算問題時，應用者需要掌握數值處理方法的知識和應用能力。因為當使用任何復雜和完善的程序來解決特定的問題都可能會遇到各種問題，這些困難可能是由于某種原因造成的：數學模型并不能精確反映實際情況，用數值方法精確描述生命科學的實際過程是不合適的。這是由于該方法的誤差超過科學研究允許的實際誤差，從而反映出的結果和實際有很大差距。子程序的使用條件下實際的選擇不是在解決具體工程問題，子程序未能適當地修改或調整。事實上，在應用或使用任何子程序的時候，需要根據實際問題的用戶的發(fā)展。作為子程序的最佳解決具體計算問題的選擇上，需要更加厚實的基礎知識，尤其是數值計算方法。因此生命科學科技實驗人員或教學工作者總結掌握數值方法是非常重要的。

三 結束語

計算機在一個涉及廣泛的生命科學中的應用，大大促進了生命科學的發(fā)展，及在促進相關產業(yè)發(fā)展中起到了很大的作用?；谀壳扒闆r，生命科學研究已不再僅僅是進行科學實驗觀察和記錄。

參考文獻

[1]楊孔雀、韓曉萍、蒙惠軍等.計算機技術在生物統計教學中的應用[J].吉林農業(yè)，2011（4）

[2]葉子弘、崔海峰、陳春等.生物統計學課程“能力素質培訓計劃”的構建及分析[J].安徽農業(yè)科學，2011（10）

〔責任編輯：龐遠燕〕