Номер 4, страница 92, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Почему в молекуле ДНК число пуриновых и пиримидиновых звеньев одинаково?

4. Решение

Равенство числа пуриновых и пиримидиновых звеньев в молекуле ДНК является фундаментальным свойством ее структуры и объясняется принципом комплементарности, который лежит в основе строения двойной спирали ДНК.

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных в спираль. В состав каждой цепи входят четыре типа азотистых оснований:

• Пуриновые основания: Аденин (А) и Гуанин (Г). Они имеют более крупную двухкольцевую структуру.
• Пиримидиновые основания: Цитозин (Ц) и Тимин (Т). Они имеют меньшую однокольцевую структуру.

Две цепи ДНК соединяются друг с другом водородными связями, которые образуются строго определенным образом между основаниями из разных цепей:

• Аденин (пурин) всегда соединяется с Тимином (пиримидин) с помощью двух водородных связей.
• Гуанин (пурин) всегда соединяется с Цитозином (пиримидин) с помощью трех водородных связей.

Таким образом, каждая пара оснований в двойной спирали ДНК состоит из одного пуринового и одного пиримидинового основания. Если в одной цепи находится пуриновое основание (А или Г), то напротив него в другой цепи обязательно будет стоять комплементарное ему пиримидиновое основание (Т или Ц соответственно).

Это правило, известное как правило Чаргаффа, можно выразить математически:

• Количество аденина равно количеству тимина: $А = Т$.
• Количество гуанина равно количеству цитозина: $Г = Ц$.

Суммируя эти равенства, мы получаем общее количество пуриновых оснований $(А + Г)$ и общее количество пиримидиновых оснований $(Ц + Т)$. Поскольку $А=Т$ и $Г=Ц$, то и сумма $(А + Г)$ будет равна сумме $(Т + Ц)$.

$Пурины = А + Г$

$Пиримидины = Ц + Т$

$А + Г = Ц + Т$

Следовательно, общее число пуриновых звеньев в двухцепочечной молекуле ДНК всегда равно общему числу пиримидиновых звеньев.

Ответ: В молекуле ДНК число пуриновых и пиримидиновых звеньев одинаково из-за принципа комплементарности, согласно которому каждый пурин (Аденин или Гуанин) в одной цепи образует пару со строго определенным пиримидином (Тимином или Цитозином соответственно) в другой цепи. Таким образом, каждая пара оснований состоит из одного пурина и одного пиримидина, что и обеспечивает их общее равенство в молекуле.