Номер 5, страница 387 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Почему ДНК и РНК называют кислотами, хотя в их состав входят основания?

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) являются полимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов. Каждый нуклеотид, в свою очередь, включает в себя три компонента: азотистое основание, пятиуглеродный сахар (пентозу) и остаток фосфорной кислоты.

Своё название "кислоты" эти макромолекулы получили именно благодаря остаткам фосфорной кислоты ($H_3PO_4$). В структуре полинуклеотидной цепи нуклеотиды связаны между собой фосфодиэфирными связями, образующими сахаро-фосфатный остов. В этом остове каждая фосфатная группа сохраняет одну кислую гидроксильную группу ($-OH$).

В водной среде, характерной для живой клетки, эта гидроксильная группа диссоциирует, то есть отдает протон (ион водорода $H^+$), проявляя тем самым кислотные свойства. Этот процесс можно описать уравнением: $R-O-PO_2(OH)-O-R' \rightleftharpoons R-O-PO_2(O^-)-O-R' + H^+$.

Поскольку молекулы ДНК и РНК очень длинные и содержат тысячи или даже миллионы таких фосфатных групп, их суммарный кислотный эффект оказывается очень значительным. В результате вся молекула приобретает сильный отрицательный заряд и в целом ведет себя как многоосновная кислота.

Азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил) действительно обладают основными свойствами из-за наличия атомов азота с неподеленными электронными парами, способными присоединять протон. Однако кислотные свойства многочисленных остатков фосфорной кислоты в полимерной цепи многократно превосходят основные свойства азотистых оснований. Именно преобладание кислотных свойств и определило название всего класса этих соединений.

Ответ: ДНК и РНК называют кислотами, потому что в их состав входят остатки фосфорной кислоты. Эти остатки в составе полимерной цепи способны диссоциировать в водном растворе, отдавая ионы водорода (протоны $H^+$). Кислотные свойства фосфатных групп преобладают над основными свойствами азотистых оснований, поэтому вся молекула в целом проявляет себя как кислота.