дано:
- объемная доля оксида углерода(IV) (CO2) в газовой смеси: 46,97%
- объемная доля азота (N2) в газовой смеси: 9,125%
- известно, что обе цепи ДНК имеют одинаковую длину и все азотистые основания строго комплементарны.
найти:
- соотношение числа остатков аденина (A) и гуанина (G) в составе ДНК.
решение:
1. Определим состав газовой смеси. Обозначим общий объем смеси за 100 единиц. Тогда:
- объем CO2 = 46,97
- объем N2 = 9,125
Из этого следует, что оставшиеся компоненты смеси составляют:
100 - (46,97 + 9,125) = 43,905% других газов, которые можно считать продуктами сгорания органического вещества.
2. При сгорании органических веществ, содержащих углерод (C), водород (H), кислород (O) и азот (N), мы можем записать общее уравнение реакции сгорания:
CxHyNzOw → aCO2 + bH2O + cN2,
где x, y, z, w – количество атомов углерода, водорода, азота и кислорода в молекуле.
3. Используем данные о газах в объеме:
Для нахождения соотношения количества углерода и азота в образце ДНК воспользуемся идеей о том, что каждое молекула CO2 содержит 1 атом углерода, а каждая молекула N2 содержит 2 атома азота.
Поскольку 1 моль газа занимает одинаковый объем при одинаковых температурах и давлениях, мы можем использовать объемные доли для расчета:
Следовательно, если имеется 46,97% CO2, то это соответствует 46,97 моль CO2, а 9,125% N2 соответствует 4,5625 моль N2 (поскольку 1 моль N2 = 2 моль атомов N).
4. Теперь используем правило, что при сгорании белков (включая ДНК) образуется CO2 и N2 из атомов углерода и азота, входящих в состав нуклеотидов ДНК:
В каждом нуклеотиде ДНК содержатся 1 атом углерода от фосфатной группы и 1 атом аминогруппы от азотистого основания.
5. В случае аденина и гуанина, необходимо учитывать, что аденин и гуанин также содержат азотные атомы. Аденин (A) содержит 1 атом азота, а гуанин (G) — 2 атома азота. Таким образом, соотношение остатков A:G связано с количеством атомов, полученных в ходе сгорания.
6. Поскольку 2A + 2G = общее количество оснований, можно выразить это как:
Соотношение A/G = (Общее количество атомов азота)/(Количество атомов, участвующих в основании) = 9,125/(1* число остатков A + 2 * число остатков G).
7. Показатель будет равен (число остатков A) / (число остатков G) = 1 : 2.
ответ:
Соотношение числа остатков аденина и гуанина в ДНК равно 1:2.