Номер 1, страница 189 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1*. Как учёным удалось установить состав нуклеиновых кислот?

1*. Решение

Установление состава нуклеиновых кислот — это результат работы нескольких поколений учёных, которая длилась более 80 лет. Этот процесс можно разделить на несколько ключевых этапов, основанных на применении методов химического анализа.

1. Открытие «нуклеина» (1869 г.)
Швейцарский учёный Фридрих Мишер, изучая лейкоциты из гноя на хирургических повязках, выделил из ядер клеток новое вещество, богатое фосфором и азотом. Он назвал его «нуклеином» (от лат. nucleus — ядро). Мишер установил, что это вещество имеет кислые свойства, но его точный химический состав оставался неизвестным.

2. Расшифровка основных компонентов (конец XIX - начало XX вв.)
Немецкий биохимик Альбрехт Коссель и его ученики провели систематический химический анализ нуклеина. С помощью кислотного гидролиза (расщепления вещества под действием кислоты) они смогли разложить его на составные части и идентифицировали:
- остаток фосфорной кислоты;
- углевод (пентозу);
- пять различных азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У).
За эти исследования Коссель был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1910 году. Именно он предложил термин «нуклеиновая кислота».

3. Идентификация сахаров и структуры нуклеотида (1909-1929 гг.)
Американский биохимик русского происхождения Фибус Левен продолжил работу Косселя. Он установил, что нуклеиновые кислоты бывают двух типов в зависимости от содержащегося в них сахара:
- Рибонуклеиновая кислота (РНК), содержащая сахар рибозу.
- Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), содержащая сахар дезоксирибозу.
Левен также показал, что три компонента — фосфат, сахар и азотистое основание — соединены вместе в единый структурный блок, который он назвал нуклеотидом. Он предположил, что нуклеиновые кислоты являются полимерами, то есть длинными цепями, состоящими из повторяющихся нуклеотидов. Однако он ошибочно выдвинул «тетрануклеотидную гипотезу», согласно которой все четыре основания (А, Г, Ц, Т) в ДНК содержатся в равных количествах, что надолго затормозило понимание роли ДНК как носителя генетической информации.

4. Установление количественных соотношений (конец 1940-х гг.)
Австро-американский биохимик Эрвин Чаргафф, используя новый на тот момент метод бумажной хроматографии для разделения и количественного анализа азотистых оснований, опроверг тетрануклеотидную гипотезу Левена. Он проанализировал ДНК из разных организмов и установил несколько фундаментальных закономерностей, известных как правила Чаргаффа:
- Количество аденина равно количеству тимина ($А=Т$).
- Количество гуанина равно количеству цитозина ($Г=Ц$).
- Следовательно, сумма пуриновых оснований равна сумме пиримидиновых оснований ($А+Г = Ц+Т$).
Эти правила сыграли решающую роль в последующем открытии структуры двойной спирали ДНК Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году.

Таким образом, установление состава нуклеиновых кислот стало возможным благодаря последовательному применению всё более совершенных методов химического анализа (гидролиз, хроматография) и кропотливой работе многих учёных, каждый из которых внёс свой вклад в общую картину.

Ответ: Состав нуклеиновых кислот был установлен в ходе многоэтапного научного поиска, который включал:
1. Выделение Фридрихом Мишером из ядер клеток вещества «нуклеин» (1869).
2. Химический анализ «нуклеина» Альбрехтом Косселем, который идентифицировал его основные компоненты: остаток фосфорной кислоты, углевод (пентозу) и азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил).
3. Работу Фибуса Левена, который определил, что существуют два типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), отличающиеся типом сахара (дезоксирибоза и рибоза), и установил их мономерное строение из нуклеотидов (фосфат + сахар + основание).
4. Открытие Эрвином Чаргаффом количественных закономерностей в составе ДНК (правила Чаргаффа: $А=Т$, $Г=Ц$), что стало финальным шагом в понимании химического состава и подготовило почву для открытия её структуры.