Номер 5, страница 37 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 7. Водородная химическая связь. Глава I. Строение веществ - номер 5, страница 37.

Условие.

5. Раскройте значение внутримолекулярной водородной связи в хранении и передаче наследственной информации у живых организмов.

Решение.

Решение 2.

Водородные связи играют центральную и двойственную роль в хранении и передаче наследственной информации. Их уникальные свойства обеспечивают как стабильность макромолекул-носителей информации (ДНК), так и динамичность, необходимую для считывания и копирования этой информации.

Роль в хранении наследственной информации

Основным хранителем генетической информации в клетке является молекула ДНК. Она имеет структуру двойной спирали, в которой две полинуклеотидные цепи соединены друг с другом водородными связями. Эти связи возникают между комплементарными азотистыми основаниями по строгому правилу:

• Аденин (А) образует две водородные связи с тимином (Т).
• Гуанин (Г) образует три водородные связи с цитозином (Ц).

Хотя каждая водородная связь в отдельности слаба, их суммарное действие вдоль всей длины гигантской молекулы ДНК создает чрезвычайно прочную и стабильную структуру. Эта стабильность гарантирует надежное сохранение генетического кода, защищая его от повреждений и мутаций, что критически важно для долговременного хранения информации и ее точной передачи потомкам.

Роль в передаче наследственной информации

Передача и реализация генетической информации требуют, чтобы двойная спираль ДНК была способна временно и локально расплетаться. Именно относительная слабость отдельных водородных связей делает это возможным.

1. Репликация ДНК: В процессе удвоения ДНК перед делением клетки ферменты разрывают водородные связи, разделяя цепи. Каждая цепь служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Легкость разрыва и восстановления связей обеспечивает эффективность и точность этого процесса.
2. Транскрипция: При считывании информации с гена для синтеза белка участок ДНК также расплетается. Одна из цепей используется как шаблон для синтеза молекулы РНК, после чего двойная спираль ДНК немедленно восстанавливается.
3. Структура и функция РНК: В молекулах РНК, которые являются одноцепочечными, водородные связи образуются между комплементарными нуклеотидами той же самой цепи. Это приводит к формированию сложных вторичных и третичных структур (например, структура "клеверного листа" у транспортной РНК - тРНК). Такая пространственная структура, поддерживаемая внутримолекулярными водородными связями, необходима для выполнения РНК своих функций, в частности, для узнавания кодонов и переноса аминокислот в процессе трансляции.
4. Трансляция: На рибосоме точность синтеза белка обеспечивается временным образованием водородных связей между кодоном информационной РНК (иРНК) и антикодоном транспортной РНК (тРНК).

Таким образом, значение водородных связей заключается в их идеальном балансе: они достаточно прочны в совокупности, чтобы обеспечить стабильное хранение информации в ДНК, и в то же время достаточно слабы по отдельности, чтобы позволить динамические процессы репликации, транскрипции и трансляции, составляющие основу передачи и реализации наследственной информации.

Ответ: Водородные связи обеспечивают хранение наследственной информации, стабилизируя двойную спираль ДНК за счет большого числа связей между комплементарными цепями. Они также обеспечивают передачу информации, так как их относительная слабость позволяет цепям ДНК легко и обратимо расходиться для процессов репликации и транскрипции, а также формировать функциональные структуры РНК и обеспечивать точное взаимодействие молекул в ходе синтеза белка.