Задание 3: Решение биологических расчётных задач

В условии даётся исходное числовое значение (например, число хромосом в диплоидной клетке, масса одного из видов нуклеотидов, число особей на одном трофическом уровне) и указывается объект расчёта — число хромосом, молекул ДНК, нуклеотидов, аминокислот, особей или биомассы на другой стадии/уровне. Ответ — одно число (иногда несколько чисел через запятую), без единиц измерения, если не указано иное. Задание оценивается в 1 первичный балл: полный балл даётся только при полностью верном числовом ответе, частичного балла не предусмотрено.

• Соматические клетки — диплоидны, набор хромосом $2n$; половые клетки (гаметы) — гаплоидны, набор $n$.
• Зигота образуется слиянием двух гамет ($n + n = 2n$), поэтому её хромосомный набор равен соматическому набору вида.
• Митоз: в профазе–метафазе хромосом $2n$, каждая состоит из двух хроматид, значит молекул ДНК — $4n$; после расхождения хроматид в анафазе временно $4n$ хромосом и $4n$ ДНК; после цитокинеза в дочерних клетках снова $2n$ хромосом и $2n$ ДНК.
• Мейоз I (редукционное деление): в метафазе I — $2n$ хромосом (двухроматидных), $4n$ ДНК; в анафазе I к полюсам расходятся целые гомологичные хромосомы (не хроматиды), поэтому в клетке остаётся $2n$ хромосом, $4n$ ДНК; после деления клетки — $n$ хромосом (двухроматидных), $2n$ ДНК.
• Мейоз II (эквационное деление): в метафазе II — $n$ хромосом, $2n$ ДНК; в анафазе II сестринские хроматиды расходятся и становятся самостоятельными хромосомами — в клетке становится $2n$ хромосом, $2n$ ДНК; после цитокинеза гамета получает $n$ хромосом и $n$ ДНК.
• Правило комплементарности (Чаргаффа): $A = T$, $G = C$ в двухцепочечной ДНК; в информационной РНК аденину ДНК соответствует урацил, тимину — аденин, гуанину — цитозин и наоборот.
• Триплетность генетического кода: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; число нуклеотидов в гене (кодирующей части) $= 3 \times (\text{число аминокислот} + 1)$, где $+1$ — стоп-кодон, если он учитывается в задаче.
• Длина участка ДНК: один нуклеотид занимает примерно $0{,}34$ нм, значит длина $= N \times 0{,}34$ нм, где $N$ — число нуклеотидов в одной цепи. …

1. Определить, к какой подтеме относится задача: деление клетки, биосинтез, экология или физиология — это задаёт нужную формулу или правило.
2. Выписать все данные из условия и перевести их в удобные обозначения ($2n$, $n$, число нуклеотидов, доля биомассы и т.д.).
3. Определить конкретную стадию или объект, о котором спрашивается (анафаза какого деления, зигота, гамета, определённый трофический уровень).
4. Применить соответствующую формулу или правило, аккуратно отличая число хромосом от числа молекул ДНК, число нуклеотидов от числа аминокислот.
5. Проверить результат на биологический смысл: гаметы не могут иметь больше хромосом, чем соматическая клетка; зигота не может иметь гаплоидный набор; сумма нуклеотидов по правилу Чаргаффа должна давать 100%.
6. Записать в ответ только число, без лишних знаков и единиц измерения, если это не требуется условием.