Яка маса та довжина ДНК в одній клітині людини, яка містить 3,1 млрд пар нуклеотидів?

Примула

44

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться определением молекулярной массы ДНК и формулой для расчета массы вещества.

1. Определение молекулярной массы ДНК:
Молекулярная масса ДНК зависит от числа пар нуклеотидов в ней и соотношения массы одного нуклеотида к числу его пар. В данной задаче у нас имеется 3,1 миллиарда пар нуклеотидов.

2. Расчет массы ДНК:
Масса одной пары нуклеотидов составляет приблизительно 650 Дальтонов (Da). При этом 1 Дальтон равен примерно \(1,66 \times 10^{-24}\) грамма.

Теперь можем приступить к расчетам:

Масса одной пары нуклеотидов: \(650 \, \text{Да} \times 1,66 \times 10^{-24} \, \text{г/Да}\).

Масса 3,1 миллиарда пар нуклеотидов: \(3,1 \times 10^9 \, \text{пар} \times 650 \, \text{Да} \times 1,66 \times 10^{-24} \, \text{г/Да}\).

Выполнив необходимые вычисления, получим:

Масса ДНК в одной клетке человека, содержащей 3,1 миллиарда пар нуклеотидов, составляет около 3,97 грамма.

Теперь давайте рассмотрим длину такой ДНК.

3. Расчет длины ДНК:
У нас известно, что в одной паре нуклеотидов содержится 3,4 ангстрема (Å) длины.

Длина 3,1 миллиарда пар нуклеотидов: \(3,1 \times 10^9 \, \text{пар} \times 3,4 \, \text{Å/пар}\).

Чтобы перевести длину из ангстремов в метры, используем следующие соотношения: 1 ангстрем = \(1 \times 10^{-10}\) метра.

Выполнив необходимые вычисления, получим:

Длина ДНК в одной клетке человека, содержащей 3,1 миллиарда пар нуклеотидов, составляет около 3,17 метров.

Итак, масса ДНК в одной клетке человека, содержащей 3,1 миллиарда пар нуклеотидов, составляет около 3,97 грамма, а длина составляет около 3,17 метров.