Номер 3, страница 390 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 68. Биологическая роль нуклеиновых кислот. Глава 6. Биологически активные вещества - номер 3, страница 390.

Условие.

3. Одна из цепей ДНК содержит 30 мол.% аденина и 24 мол.% гуанина. Определите мольное содержание оснований в комплементарной цепи.

Решение.

Решение 2.

Дано:

В одной из цепей ДНК (цепь 1):

Мольное содержание аденина ($А_1$) = 30%

Мольное содержание гуанина ($Г_1$) = 24%

Найти:

Мольное содержание оснований ($А_2, Т_2, Г_2, Ц_2$) в комплементарной цепи (цепь 2).

Решение:

Решение задачи основано на принципе комплементарности азотистых оснований в молекуле ДНК. Согласно этому принципу, в двойной спирали ДНК аденин (А) всегда образует пару с тимином (Т), а гуанин (Г) — с цитозином (Ц). Это означает, что количество аденина в одной цепи равно количеству тимина в другой, комплементарной ей цепи, и наоборот. Аналогичное правило действует для пары гуанин-цитозин.

Обозначим нуклеотиды в исходной цепи (цепь 1) как $А_1, Т_1, Г_1, Ц_1$, а в комплементарной цепи (цепь 2) — как $А_2, Т_2, Г_2, Ц_2$.

Из принципа комплементарности следуют соотношения:

$Т_2 = А_1$

$Ц_2 = Г_1$

$А_2 = Т_1$

$Г_2 = Ц_1$

Сумма мольных долей всех оснований в любой отдельной цепи ДНК составляет 100%.

1. Найдем содержание тимина в комплементарной цепи ($Т_2$). Оно равно содержанию аденина в исходной цепи ($А_1$):

$Т_2 = А_1 = 30\%$

2. Найдем содержание цитозина в комплементарной цепи ($Ц_2$). Оно равно содержанию гуанина в исходной цепи ($Г_1$):

$Ц_2 = Г_1 = 24\%$

3. Теперь определим содержание аденина ($А_2$) и гуанина ($Г_2$) в комплементарной цепи. Для этого нужно знать содержание тимина ($Т_1$) и цитозина ($Ц_1$) в исходной цепи. Найдем их суммарное содержание в цепи 1, зная, что сумма всех оснований равна 100%:

$А_1 + Т_1 + Г_1 + Ц_1 = 100\%$

$30\% + Т_1 + 24\% + Ц_1 = 100\%$

$Т_1 + Ц_1 = 100\% - (30\% + 24\%) = 100\% - 54\% = 46\%$

Поскольку $А_2 = Т_1$ и $Г_2 = Ц_1$, то и суммарное содержание аденина и гуанина во второй цепи будет равно сумме тимина и цитозина в первой:

$А_2 + Г_2 = Т_1 + Ц_1 = 46\%$

Таким образом, на основании предоставленных данных можно точно определить содержание только тимина и цитозина в комплементарной цепи. Для определения содержания аденина и гуанина по отдельности информации недостаточно, так как мы не знаем, как именно 46% распределены между тимином и цитозином в исходной цепи.

Ответ: В комплементарной цепи ДНК мольное содержание тимина (Т) составляет 30%, цитозина (Ц) — 24%. Суммарное мольное содержание аденина (А) и гуанина (Г) составляет 46% (определить их содержание по отдельности невозможно из-за нехватки данных).