Нуклеотиды ДНК: задачи на проценты в двух цепях

Если известна доля аденина во всей двухцепочечной молекуле ДНК, доля тимина такая же. Оставшиеся проценты делят поровну между гуанином и цитозином.

Это правило относится к обеим цепям вместе, а не к одной отдельно взятой цепи. Ниже — два разбора и шесть задач именно о долях во всей молекуле.

Обозначения и порядок расчёта

Обозначим доли нуклеотидов буквами: A — аденин, T — тимин, G — гуанин, C — цитозин. Во всей двухцепочечной молекуле A = T и G = C, а сумма четырёх долей равна 100%. Основание для такого расчёта описано в учебнике OpenStax.

Когда в условии дана доля A, действуйте по порядку:

1. Запишите T: его процент равен проценту A.
2. Сложите доли A и T и вычтите их сумму из 100%.
3. Разделите остаток на два: получится доля G и такая же доля C.
4. Сложите все четыре процента для проверки.

Вычисление можно сократить до формулы G = C = (100% − 2 · A)/2. Здесь A — заданная доля аденина в процентах, а результат тоже выражен в процентах.

Разбор 1. Аденина 20%

Условие. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 20% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.

Тимина столько же, сколько аденина: T = 20%. На эти два вида приходится 20% + 20% = 40%.

Остаётся 100% − 40% = 60%. Гуанин и цитозин составляют равные доли, поэтому каждому достаётся 60%/2 = 30%.

Ответ: тимин — 20%, гуанин — 30%, цитозин — 30%.

Проверка: 20% + 20% + 30% + 30% = 100%. Равенства A = T и G = C соблюдены.

Разбор 2. Аденина 30%

Условие. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 30% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.

Сначала находим тимин: T = 30%. Вместе аденин и тимин составляют 60%. Оставшиеся 40% делим поровну: G = 20%, C = 20%.

Ответ: тимин — 30%, гуанин — 20%, цитозин — 20%.

Проверка: 30% + 30% + 20% + 20% = 100%. Обе пары долей равны.

Где легко ошибиться

Можно по ошибке вычесть из 100% только долю аденина и разделить остаток пополам. Но в остатке тогда окажется ещё и тимин. Сначала нужно учесть обе равные доли — A и T — и только после этого делить оставшееся между G и C.

Обращайте внимание и на слова «во всей двухцепочечной молекуле». Для одной изолированной цепи равенства долей A и T, G и C не следуют из этого правила. Поэтому переносить расчёт на отдельную цепь без дополнительных данных нельзя.

Шесть задач для самостоятельной работы

В каждом пункте найдите три неизвестные доли и проверьте их сумму вместе с долей аденина.

1. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 18% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.
2. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 24% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.
3. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 32% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.
4. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 15% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.
5. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 28% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.
6. Во всей двухцепочечной молекуле ДНК аденин составляет 22% всех нуклеотидов. Найдите проценты тимина, гуанина и цитозина.

Ответы и проверка

1. T = 18%; остаток 100% − 36% = 64%; G = 32%, C = 32%. Проверка: 18 + 18 + 32 + 32 = 100%.
2. T = 24%; остаток 100% − 48% = 52%; G = 26%, C = 26%. Проверка: 24 + 24 + 26 + 26 = 100%.
3. T = 32%; остаток 100% − 64% = 36%; G = 18%, C = 18%. Проверка: 32 + 32 + 18 + 18 = 100%.
4. T = 15%; остаток 100% − 30% = 70%; G = 35%, C = 35%. Проверка: 15 + 15 + 35 + 35 = 100%.
5. T = 28%; остаток 100% − 56% = 44%; G = 22%, C = 22%. Проверка: 28 + 28 + 22 + 22 = 100%.
6. T = 22%; остаток 100% − 44% = 56%; G = 28%, C = 28%. Проверка: 22 + 22 + 28 + 28 = 100%.

Для повторения других тем перед экзаменом можно использовать материал «Подготовка к ОГЭ по биологии: с чего начать и как повторять».