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)過程中不太注意這些方面，尤其是對于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，便于學(xué)生理清思路。1肽鍵1.1定義連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵叫做肽鍵。肽鍵簡式： NHCO 1.2連接方式氨基酸分子結(jié)合的方式是由一個氨基酸分子的羧基（COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（NH2）結(jié)合連接，同時脫去一分子水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。由兩個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肽

2、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共價結(jié)合時，共用的電子對強烈地偏向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分子間氫鍵一個分子的

3、XH鍵與另一個分子的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之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。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氫鍵的強弱 氫鍵比范德華力稍強，比共價鍵和離子鍵稍弱，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)的二級結(jié)構(gòu)（a-螺旋）的情況下是N-HO

4、型的氫鍵，DNA的雙螺旋情況下是N-HO，N-HN型的氫鍵，因為這樣氫鍵很多，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定義兩個核苷酸分子核苷酸殘基的兩個羥基分別與同一磷酸基團形成的共價連接鍵。一個核苷的3羥基與另一個核苷的5羥基與同一分子磷酸酯化，就形成了一個磷酸二酯鍵。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個鍵下圖示磷酸二酯鍵不是一個鍵，而是2個鍵3.4化學(xué)鍵類型磷酸二酯鍵屬化學(xué)鍵中的共價鍵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片段和單個脫氧核苷酸的磷酸二酯鍵。DNA連接酶：是連接兩個DNA片段間的磷酸二酯鍵。RNA聚合酶：是在一個片段上逐個添加單個核糖核苷酸的磷酸二酯鍵。逆轉(zhuǎn)錄酶：以RNA以模板合成DNA的過程，是RNA病毒的復(fù)制形式，需逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。其過程先以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”，實際上嚴(yán)格來說是切了磷酸二酯鍵中

6、的一個磷酸酯鍵。限制性核酸內(nèi)切酶：識別特異的堿基序列，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別連接兩個脫氧核苷酸的酯鍵。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時能釋出較多自由能，用符號“”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，它是等效出來的、抽象的概念，不是實質(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的分子簡式ATP（三磷酸腺苷）：APPPADP（二磷酸腺苷）：APP4.2.2 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

7、的過程和意義過程水解酶合成酶ATP+2O ADP能量ATP放能時，能量來自ATP中高能磷酸鍵水解釋放的能量。劇烈運動狀態(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的過程中能量來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)化不停的進行，才能保證代謝活動正常進行，從而保證生命活動的正常進行。4.2.3 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化發(fā)生的場所及相關(guān)的生理過程轉(zhuǎn)化場所ADPATPATPADP主要生理功能細(xì)胞膜否消耗ATP葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等物質(zhì)的主動運輸核糖體否消耗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、動物細(xì)胞形成分泌物等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)否消耗ATP有機物合成、運輸?shù)燃?xì)胞核否消耗ATPDNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄；核孔運輸RNA、蛋白質(zhì)等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP消耗ATP呼吸作用產(chǎn)生ATP；許多生化反應(yīng)的進行消耗AT