Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 104

Используйте дополнительную информацию

9. Подготовьте сообщение о строении нуклеотидов.

Строение нуклеотидов

Строение нуклеотидов

Нуклеотиды являются основными структурными единицами нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, которые выполняют важнейшие биологические функции, связанные с хранением, передачей и реализацией наследственной информации. Каждая молекула нуклеотида состоит из трёх компонентов: азотистого основания, пятиуглеродного сахара (пентозы) и остатка фосфорной кислоты. Эти три части соединяются между собой в строго определённом порядке, образуя устойчивую и функционально активную молекулу. Азотистые основания делятся на пуриновые и пиримидиновые. К пуриновым относятся аденин и гуанин, они имеют более сложную структуру из двух кольцевых систем. К пиримидиновым относятся тимин, цитозин и урацил. В ДНК встречаются аденин, тимин, цитозин и гуанин, а в РНК вместо тимина содержится урацил. Пентоза в составе нуклеотида бывает двух видов: рибоза — в РНК, и дезоксирибоза — в ДНК. Различие между ними заключается в наличии или отсутствии гидроксильной группы при втором атоме углерода. Третий компонент — остаток фосфорной кислоты — обеспечивает образование цепочки нуклеотидов за счёт фосфодиэфирных связей. Эти связи соединяют пятый углерод одного сахара с третьим углеродом следующего, образуя так называемый "скелет" нуклеиновой кислоты. В результате линейного соединения нуклеотидов образуется полимерная цепь — нуклеиновая кислота. В молекуле ДНК две такие цепи закручены в двойную спираль и соединены между собой водородными связями между комплементарными азотистыми основаниями: аденин соединяется с тимином, а гуанин — с цитозином. Такая структура обеспечивает стабильность и точность передачи генетической информации. В молекуле РНК цепочка одна, а структура её может быть весьма разнообразной, что связано с различными функциями РНК в клетке. Нуклеотиды важны не только как компоненты нуклеиновых кислот. Некоторые из них, например, АТФ (аденозинтрифосфат), играют центральную роль в энергетическом обмене клетки. Другие, такие как НАД⁺, ФАД, участвуют в ферментативных реакциях и являются коферментами. Ещё один пример — цАМФ, который выполняет роль вторичного посредника в передаче сигнала внутри клетки. Таким образом, строение нуклеотидов делает их универсальными биомолекулами, участвующими как в хранении наследственной информации, так и в регуляции обменных процессов. Их уникальные химические свойства обеспечивают надёжность, гибкость и высокую эффективность биологических систем.

Параграф 20. Генетическая связь между классами органических соединений

Стр. 104

Вопрос

1. Вы изучили основные классы органических соединений, объединяющие миллионы веществ. Представители каждого класса связаны между собой сходством химического строения. А существует ли взаимосвязь между представителями разных классов органических веществ?

Да, между представителями разных классов органических соединений существует тесная взаимосвязь, которая обусловлена их способностью превращаться друг в друга в результате химических реакций. Органические соединения можно представить как элементы большого и сложного химического мира, в котором все классы взаимосвязаны через цепочки превращений. Например, спирты могут быть окислены до альдегидов или кетонов, а затем — до карбоновых кислот. Карбоновые кислоты, в свою очередь, могут вступать в реакции с основаниями, образуя соли, или с алкоголями, образуя сложные эфиры. Альдегиды и кетоны могут восстанавливаться обратно в спирты или превращаться в другие соединения, такие как амины и гидроксикислоты. Углеводы при гидролизе образуют моносахариды, которые в дальнейшем могут быть окислены до кислот или превращены в спирты. Аминокислоты содержат в своей структуре и аминогруппу, и карбоксильную группу, что делает их соединительным звеном между классами аминов и карбоновых кислот. Белки, являясь полимерами аминокислот, представляют собой высокомолекулярные соединения, но их структура строится на основе взаимодействия между представителями разных классов. Даже нуклеотиды, которые входят в состав нуклеиновых кислот, включают в себя остатки сахаров (углеводы), фосфорной кислоты и азотистых оснований, относящихся к классу гетероциклических соединений. В промышленности и в живых организмах такие взаимопревращения широко используются: в биосинтезе веществ, в метаболических путях, в производстве лекарств, пластмасс, красителей и других продуктов. Таким образом, органическая химия представляет собой единую систему, в которой между разными классами соединений существуют прочные связи, основанные на общности их химических свойств, строения и реакционной способности.