Решение задачи: Расчет молекулярной массы ДНК фага

Контрольная работа № 2 по дисциплине «Химические основы биологических процессов» Вариант 1 Задача 1 Дано: Длина ДНК \( L = 2 \) мкм \( = 2000 \) нм. Среднее расстояние между нуклеотидами в одной цепи \( l = 0,34 \) нм. Средняя молекулярная масса одного нуклеотида \( M_{нукл} \approx 345 \) г/моль. ДНК фага \(\phi x174\) является одноцепочечной (кольцевой). Решение: 1. Найдем количество нуклеотидов (\( N \)) в цепи: \[ N = \frac{L}{l} = \frac{2000}{0,34} \approx 5882 \] 2. Рассчитаем молекулярную массу ДНК (\( M \)): \[ M = N \cdot M_{нукл} = 5882 \cdot 345 \approx 2029290 \text{ г/моль} \] Ответ: \( \approx 2,03 \cdot 10^6 \) г/моль. Задача 2 Дано: Масса сливок \( m = 200 \) г. В 100 г продукта: жиры — 10 г, белки — 2,6 г, углеводы — 4,5 г. Энергетическая ценность: 1 г жиров \( \approx 9 \) ккал, 1 г белков \( \approx 4 \) ккал, 1 г углеводов \( \approx 4 \) ккал. Решение: 1. Найдем калорийность 100 г сливок: \[ Q_{100} = (10 \cdot 9) + (2,6 \cdot 4) + (4,5 \cdot 4) = 90 + 10,4 + 18 = 118,4 \text{ ккал} \] 2. Найдем калорийность 200 г сливок: \[ Q_{200} = Q_{100} \cdot 2 = 118,4 \cdot 2 = 236,8 \text{ ккал} \] Ответ: 236,8 ккал. Задача 3 Дано: Количество АТФ \( n(АТФ) = 10 \). При полном окислении 1 молекулы щавелевоуксусной кислоты (ЩУК) в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК) образуется 10 молекул АТФ (с учетом превращения в ацетил-КоА или через малат/пируват, однако стандартно в задачах принимают выход за один оборот ЦТК). Молярная масса ЩУК (\( C_4H_4O_5 \)): \( M \approx 132 \) г/моль. Решение: Так как окисление 1 моль ЩУК дает примерно 10 моль АТФ (в зависимости от пути входа в цикл, обычно принимается эквивалент 1 оборота), то для получения 10 моль АТФ нужен 1 моль ЩУК. \[ m = n \cdot M = 1 \text{ моль} \cdot 132 \text{ г/моль} = 132 \text{ г} \] Ответ: 132 г. Задача 4 Дано: Константа равновесия \( K_{p} = 6,8 \). Температура \( T = 298 \) К (стандартная). Газовая постоянная \( R = 8,314 \) Дж/(моль·К). Решение: Изменение стандартной свободной энергии \( \Delta G^\circ \) вычисляется по формуле: \[ \Delta G^\circ = -R \cdot T \cdot \ln(K_{p}) \] \[ \Delta G^\circ = -8,314 \cdot 298 \cdot \ln(6,8) \] \[ \ln(6,8) \approx 1,917 \] \[ \Delta G^\circ = -8,314 \cdot 298 \cdot 1,917 \approx -4749 \text{ Дж/моль} \approx -4,75 \text{ кДж/моль} \] Ответ: \( -4,75 \) кДж/моль. Задача 5 А) Глутаминовая кислота + пировиноградная кислота \( \rightarrow \) аланин + \( \alpha \)-кетоглутаровая кислота. Реакция трансаминирования: \[ HOOC-CH_2-CH_2-CH(NH_2)-COOH + CH_3-CO-COOH \rightarrow CH_3-CH(NH_2)-COOH + HOOC-CH_2-CH_2-CO-COOH \] Б) Аспарагиновая кислота + \( NH_3 \) + АТФ \( \rightarrow \) аспарагин + АДФ + \( P_i \) (неорганический фосфат). Реакция синтеза амида: \[ HOOC-CH_2-CH(NH_2)-COOH + NH_3 + АТФ \rightarrow H_2N-CO-CH_2-CH(NH_2)-COOH + АДФ + H_3PO_4 \]