高中生物教材中4種鍵型的辨析

1、.高中生物教材中4種鍵型的辨析在高中生物教材（新課標(biāo)）生化部分涉及到肽鍵、氫鍵、磷酸二酯鍵、高能磷酸鍵的應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不太注意這些方面，尤其是對(duì)于4種鍵型的區(qū)別不是很清楚。筆者歸納了肽鍵、氫鍵、磷酸二酯鍵、高能磷酸鍵的有關(guān)知識(shí)，便于學(xué)生理清思路。1肽鍵1.1定義連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫做肽鍵。肽鍵簡(jiǎn)式： NHCO 1.2連接方式氨基酸分子結(jié)合的方式是由一個(gè)氨基酸分子的羧基（COOH）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（NH2）結(jié)合連接，同時(shí)脫去一分子水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物，叫做二肽。 1.3肽鍵的存在二肽、多肽、蛋白質(zhì)分子中1.4催化肽鍵形成的酶和打斷

2、肽鍵的酶催化肽鍵形成的酶是轉(zhuǎn)肽酶打斷肽鍵的酶是肽酶、蛋白酶1.5含兩個(gè)以上肽鍵的化合物鑒定方法1.5.1鑒定試劑：雙縮脲試劑（A 液：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液，B液：質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液）1.5.2顏色反應(yīng)：生成紫色絡(luò)合物1.5.3使用原則：現(xiàn)配現(xiàn)用，先A后B，A多B少。2氫鍵2.1定義 氫鍵可分為分子間氫鍵與分子內(nèi)氫鍵兩大類。2.1.1分子內(nèi)氫鍵氫原子與電負(fù)性的原子X(jué)共價(jià)結(jié)合時(shí)，共用的電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向X的一邊，使氫原子帶有部分正電荷，能再與另一個(gè)電負(fù)性高而半徑較小的原子Y結(jié)合，形成的XHY型的鍵（虛線表示的鍵）。例如鄰羥基苯甲醛2.1.2分子間氫鍵一個(gè)分子

3、的XH鍵與另一個(gè)分子的Y相結(jié)合而成的氫鍵，稱為分子間氫鍵。例如，水、甲酸、乙酸等締合體就是通過(guò)分子間氫鍵而形成的。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，兩條鏈的堿基之間形成氫鍵，其中A與T之間形成兩個(gè)氫鍵，G與C之間形成三個(gè)氫鍵。2.2氫鍵的表示方法氫鍵通常用XHY表示，X代表與氫原子成鍵（構(gòu)成分子）的非金屬原子，Y為與氫原子形成氫鍵的另一分子中或本分子中的非金屬原子，X與Y可以相同，也可以不同。圖中虛線表示氫鍵。氫鍵是分子間的作用力，不屬化學(xué)鍵的范疇。2.3氫鍵的強(qiáng)弱 氫鍵比范德華力稍強(qiáng)，比共價(jià)鍵和離子鍵稍弱，其穩(wěn)定性介于二者之間。 2.4蛋白質(zhì)、DNA中的氫鍵在蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（a-螺旋）的情況下是N-H

4、O型的氫鍵，DNA的雙螺旋情況下是N-HO，N-HN型的氫鍵，因?yàn)檫@樣氫鍵很多，因此這些結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。2.5在DNA分子中催化氫鍵形成的酶和打斷氫鍵的酶DNA分子合成中催化氫鍵形成的酶是DNA聚合酶DNA分子水解中打斷氫鍵的酶是DNA解旋酶3磷酸二酯鍵3.1定義兩個(gè)核苷酸分子核苷酸殘基的兩個(gè)羥基分別與同一磷酸基團(tuán)形成的共價(jià)連接鍵。一個(gè)核苷的3羥基與另一個(gè)核苷的5羥基與同一分子磷酸酯化，就形成了一個(gè)磷酸二酯鍵。脫氧核糖與磷酸之間連接的鍵為磷酸二酯鍵。3.2形成方式3.3磷酸二酯鍵是2個(gè)鍵下圖示磷酸二酯鍵不是一個(gè)鍵，而是2個(gè)鍵3.4化學(xué)鍵類型磷酸二酯鍵屬化學(xué)鍵中的共價(jià)鍵3.5磷酸二酯鍵的存在DNA

5、、RNA分子合成中形成3.6催化形成磷酸二酯鍵的酶有DNA聚合酶、DNA連接酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶。DNA聚合酶：是連接DNA片段和單個(gè)脫氧核苷酸的磷酸二酯鍵。DNA連接酶：是連接兩個(gè)DNA片段間的磷酸二酯鍵。RNA聚合酶：是在一個(gè)片段上逐個(gè)添加單個(gè)核糖核苷酸的磷酸二酯鍵。逆轉(zhuǎn)錄酶：以RNA以模板合成DNA的過(guò)程，是RNA病毒的復(fù)制形式，需逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。其過(guò)程先以RNA為模板，合成RNA/DNA雜化雙鏈，然后水解RNA鏈，再以剩下的DNA單鏈為模板合成DNA雙鏈。3.7切斷磷酸二酯鍵的酶限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）高中課本上只是含糊的告訴我們“切磷酸二酯鍵”，實(shí)際上嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是切了磷酸二酯鍵

6、中的一個(gè)磷酸酯鍵。限制性核酸內(nèi)切酶：識(shí)別特異的堿基序列，切斷磷酸二酯鍵，并切割成黏性末端或平末端。限制酶有特異性只能識(shí)別連接兩個(gè)脫氧核苷酸的酯鍵。見圖示4高能磷酸鍵4.1定義生物化學(xué)中常將水解時(shí)釋放的能量大于20KJ/mol的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵。高能磷酸化合物水解釋出磷酸基團(tuán)時(shí)能釋出較多自由能，用符號(hào)“”表示，如ATP、ADP末端磷酸鍵、磷酸肌酸的磷酸鍵等。高能磷酸鍵與化學(xué)鍵是不同的概念，它是等效出來(lái)的、抽象的概念，不是實(shí)質(zhì)的結(jié)構(gòu)。高能磷酸鍵是屬化學(xué)鍵。4.2典例分析4.2.1 ATP和ADP的分子簡(jiǎn)式ATP（三磷酸腺苷）：APPPADP（二磷酸腺苷）：APP4.2.2 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)

7、化的過(guò)程和意義過(guò)程水解酶合成酶ATP+2O ADP能量ATP放能時(shí)，能量來(lái)自ATP中高能磷酸鍵水解釋放的能量。劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有0.5Kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP，釋放能量。ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過(guò)程中能量來(lái)自呼吸作用和光合作用（植物特有）。意義ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化非可逆反應(yīng)，物質(zhì)可循環(huán)利用。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不停的進(jìn)行，才能保證代謝活動(dòng)正常進(jìn)行，從而保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。4.2.3 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化發(fā)生的場(chǎng)所及相關(guān)的生理過(guò)程轉(zhuǎn)化場(chǎng)所ADPATPATPADP主要生理功能細(xì)胞膜否消耗ATP葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽離子等物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸核糖體否消耗ATP氨基酸合成蛋白質(zhì)等高爾基體否消耗ATP植物細(xì)胞形成細(xì)胞壁、動(dòng)物細(xì)胞形成分泌物等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)否消耗ATP有機(jī)物合成、運(yùn)輸?shù)燃?xì)胞核否消耗ATPDNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄；核孔運(yùn)輸RNA、蛋白質(zhì)等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP消耗ATP呼吸作