Подробное решение параграф § 13 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Какие вещества называют кислотами?
Кислота — это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.
Вопрос 2. Какие органические вещества, содержащиеся в составе клетки, отвечают за хранение и передачу наследственных признаков?
За хранение и передачу наследственной информации отвечают такие органические вещества как нуклеиновые кислоты, в частности ДНК, находится в хромосомах, в ядре.
Вопрос 3. Какие процессы происходят в клетке перед началом её деления?
В период между делениями клетка растёт и готовится к новому делению. В интерфазе клетки начинают подготовку к делению. В это время в ней образуется много белков (процесс биосинтеза белка), важнейшие органоиды удваиваются. Удваиваются и хромосомы (репликация ДНК): теперь каждая состоит из двух дочерних хромосом, или хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 — 20 ч.
Вопрос 4. Какую роль играют нуклеиновые кислоты в хранении и реализации наследственной информации?
Нуклеиновые кислоты являются носителями генетической информации, а также принимают участие в процессах её реализации, а точнее — в процессе синтеза белков.
Вопрос 5. Что представляет собой молекула ДНК как биополимер?
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой биополимер (полианион), мономером которого является нуклеотид, каждый из которых в свою очередь состоит из остатка фосфорной кислоты, дезоксирибозы и одного из четырех азотистых оснований аденина, гуанина, цитозина и тимина. В одну цепь нуклеотиды объединяются за счет остатков фосфорной кислоты, а двойная цепь образуется при образовании водородных связей между А и Т, Г и Ц.
Вопрос 6. Какое строение имеет нуклеотид?
Нуклеотид состоит из трёх последовательно соединённых компонентов: азотистого основания, пятиуглеродного сахара (пентозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты.
Вопрос 7. В чём заключается принцип комплементарности?
Принцип комплементарности (от лат. complementum — дополнение) заключается в строгом соответствии нуклеотидов, расположенных напротив друг друга в парных цепях молекулы ДНК, называют принципом комплементарности. Именно благодаря этому свойству молекулы ДНК возможно точное воспроизведение генетической информации в процессе самокопирования биологических систем (деления клетки или размножения организмов).
Вопрос 8. Как и когда происходит репликация ДНК в клетке?
Удвоение (репликация) ДНК происходит перед делением клетки, в интерфазе. В результате разрыва водородных связей между азотистыми основаниями соседних цепей ДНК эти цепочки разделяются, а затем происходит синтез двух новых (дочерних) цепей с использованием в виде матрицы родительских молекул. Эти реакции были названы реакциями матричного синтеза.
Вопрос 9. Почему молекула ДНК состоит из двух цепочек, а не из трёх, четырёх и т. п.? Ответ обоснуйте.
Если бы ДНК состояла из трех, пяти и т.д. (нечётное кол — во) цепей, то не соблюдался бы принцип комплементарности, а без этого не возможно точное воспроизведение генетической информации в процессе самокопирования биологических систем. Также такая ДНК не обеспечивала бы полную защиту информации от мутаций различными химическими веществами или мутагенами в клетке.
Если бы ДНК состояла из четырех, шести и т.д. (чётное кол — во) цепей. Наличие нескольких пар взаимодополняющих нитей ДНК, обращенных друг к другу, принципиально означают наличие двух, четырех,… копий одной и той же вещи, расположенных рядом друг с другом. Но зачем клетке увеличивать ДНК копии, если клетка поделиться только надвое. Это лишняя «трата сил» для клетки. Тем более, нужно затратить в 2, 4, …раз больше энергии и ферментов на репликацию, чем в двухцепочечной ДНК. Но если в двухцепочечную ДНК помещается вся нужная клетке и организму информация, то усложнения в структуре ДНК совсем не нужно.