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高分子化合物(知識)の問題

難易度 4国公立二次の標準レベル高校化学 高分子化合物(知識)

核酸の一種である DNA は、糖・リン酸・塩基からなるヌクレオチドが多数つながった 2 本の鎖が、塩基の部分で向かい合って二重らせん構造をつくっている。向かい合う塩基は、アデニンとチミン、グアニンとシトシンのように組み合わせが決まっており、それぞれ水素結合で対をつくる。そのため、一方の鎖の塩基の並び順が決まると、もう一方の鎖の塩基の並び順も 1 通りに決まる。DNA が複製されるときや、DNA の塩基配列をもとに RNA が合成されるときにも、この性質が利用される。

DNA の 2 本の鎖で向かい合う塩基が、決まった組み合わせの相手とだけ対をつくる性質を何というか。「〇〇性」の形の、性質を表す用語で答えよ。

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  37. 遺伝の規則性と進化
  38. 核酸(DNA・RNA)の構成と構造

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

問われているのは、塩基の組(塩基対)や DNA 全体の構造(二重らせん)の名前ではなく、塩基どうしの対応関係についての「性質」の名前である。

ヒント 2

A の向かいには必ず T、G の向かいには必ず C がくるので、片方の鎖の配列がわかれば、もう片方の鎖の配列は欠けている部分を埋めるように決まる。

ヒント 3

この性質のために、2 本の鎖のそれぞれを鋳型にして同じ DNA を 2 つつくることができる。教科書では、このような関係にある塩基を「〇〇的な塩基」と呼ぶ。

答えと解説

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相補性

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解説を読む

DNA の 2 本の鎖では、アデニン(A)はチミン(T)と 2 本の水素結合で、グアニン(G)はシトシン(C)と 3 本の水素結合で対(塩基対)をつくる。このように、塩基の組み合わせが決まっていて、一方の塩基配列から他方の塩基配列が決まる性質を相補性(塩基の相補性)という。このような関係にある塩基どうしを「相補的な塩基」というが、問われているのは「〇〇性」の形の性質の名前なので、答えは相補性である。

DNA の複製では、ほどけたそれぞれの鎖を鋳型にして相補的な塩基をもつヌクレオチドがつながり、もとと同じ DNA が 2 つできる。また、RNA が合成されるときは、DNA の塩基に対して A に U(ウラシル)、T に A、G に C、C に G が対応する(RNA ではチミンの代わりにウラシルが使われる)。

似た用語との違い:
- 塩基対: 向かい合って結びついた塩基の組(A–T、G–C)そのものを指す。性質ではなく「組」の名前である。
- 二重らせん構造: 2 本の鎖が塩基対で結びつき、らせん状にねじれた DNA 全体の立体構造の名前である。
- 水素結合: 塩基どうしを結びつけている結合の種類の名前である。

答え: 相補性

別解

DNA の二本鎖では、アデニン(A)とチミン(T)、グアニン(G)とシトシン(C)が水素結合で対をつくり、一方の鎖の塩基配列が決まるともう一方も決まる。この、決まった組み合わせの相手とだけ対をつくる性質を、相補性という(塩基の相補性、A と T、G と C は相補的な塩基対)。「〇〇性」の形なので「相補性」。

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