Чтобы решить задачу, давайте поэтапно разберем все данные и вычисления, которые нам нужны для нахождения общего количества водородных связей в данной ДНК.
Шаг 1: Определение соотношения нуклеотидов в первой цепи
- В первой цепи соотношение нуклеотидов Г, С, А составляет 1:2:2. Это значит, что если обозначить количество Г как x, то:
- Г (гуанин) = x
- С (цитозин) = 2x
- А (аденин) = 2x
- Общее количество нуклеотидов в первой цепи будет равно: 1x + 2x + 2x = 5x.
Шаг 2: Определение количества нуклеотидов во второй цепи
- Во второй цепи известно, что количество нуклеотидов А составляет 12,5%. Это значит, что:
- А (аденин) = 12,5% от общего количества нуклеотидов в этой цепи.
- Если обозначить общее количество нуклеотидов во второй цепи как Y, то:
- А = 0,125Y.
Шаг 3: Определение количества остальных нуклеотидов во второй цепи
- Вторая цепь будет иметь такое же количество нуклеотидов Г и С, как и первая, но с учетом комплементарности:
- Таким образом, если А = 0,125Y, то Т = 0,125Y.
- С и Г будут равны между собой, так как они комплементарны. Обозначим их как Z.
- Тогда можно записать уравнение для Y:
- Y = A + T + C + G = 0,125Y + 0,125Y + Z + Z = 0,25Y + 2Z.
- Решая это уравнение, мы можем найти Z.
Шаг 4: Определение количества фосфодиэфирных связей и водородных связей
- Количество фосфодиэфирных связей во второй цепи равно 199. Это означает, что количество нуклеотидов во второй цепи будет равно 200 (так как на каждую фосфодиэфирную связь приходится один нуклеотид).
- Следовательно, Y = 200.
- Теперь можем найти количество А, Т, Г, С:
- A = 0,125 * 200 = 25
- T = 25 (так как А = Т)
- Теперь подставим в уравнение для Y:
- 200 = 25 + 25 + 2Z
- 200 = 50 + 2Z
- 150 = 2Z
- Z = 75 (так как Z = Г = С)
Шаг 5: Подсчет общего количества водородных связей
- Водородные связи образуются между комплементарными нуклеотидами:
- А - Т образует 2 водородные связи.
- Г - С образует 3 водородные связи.
- Теперь подсчитаем общее количество водородных связей:
- Количество водородных связей между А и Т: 25 пар * 2 = 50.
- Количество водородных связей между Г и С: 75 пар * 3 = 225.
- Общее количество водородных связей = 50 + 225 = 275.
Шаг 6: Учет первой цепи
- В первой цепи также есть водородные связи:
- А = 2x, Т = 2x, Г = x, С = 2x.
- Количество водородных связей между А и Т: 2x * 2 = 4x.
- Количество водородных связей между Г и С: x * 2x = 2x^2.
- Общее количество водородных связей в первой цепи: 4x + 2x^2.
- Подставляем значение x (из первой цепи) и складываем с количеством водородных связей во второй цепи.
Итог:
После всех подсчетов можно получить общее количество водородных связей в данной ДНК. Однако, учитывая, что в условии задачи не указано, как именно учитывать первую цепь, можно предположить, что для ответа достаточно учитывать только вторую цепь, и итоговое количество водородных связей = 275.
Из предложенных вариантов ответа правильный ответ не указан, так как мы получили 275, но если учитывать обе цепи, то общее количество водородных связей будет больше. Поэтому, если учитывать только вторую цепь, то правильный ответ - 275.