关于氢键和磷酸二酯键

秦四哥

1氢键

氢键是分子间的作用力，指和负电性原子或原子团共价结合的氢原子（正电性）与邻近的负电性原子（往往为氧或氮原子）之间形成的一种非共价键、作用力。如图1中水分子间通过氢键“联结”使水呈液体状。那如何使水呈现气体状？只需通过加热的方式,破坏这个作用力（氢键）即可。

                              

要让学生更好地了解氢键,可在课堂上进一步提问：为什么DNA中的碱基能够互补配对？为什么DNA的双螺旋结构会非常的稳定？学生自然会想到配对是由于氢键的“联结”（N-H...O、N-H...N型）（图2）,原来正是因为有很多氢键的共同作用才使DNA具有如此稳定的结构。那如何使DNA的双链打开？可以通过物理加热的方式，体外DNA就是需要在90~95℃环境下才解旋。进一步向学生提问：如何使DNA在较低的温度下就能够解旋或如何降低DNA解旋的活化能？学生自然想到降低化学反应活化能的酶（DNA解旋酶）。通过这种教学方式学生不仅深刻理解了氢键的本质，对DNA解旋酶也会有进一步的认识。

2磷酸二酯键

什么是磷酸二酯键？在化学课上学生已经知道了通过酯化反应形成酯键（酯基）（图3），而磷酸酯键是指一分子磷酸与一分子醇羟基（脱氧核糖）酯化形成的酯键（图4），磷酸二酯键则是指一个核苷酸的3’羟基与另一个核苷的5’羟基即两个羟基与同一分子磷酸酯化，所形成的化学键（3’-5’-磷酸二酯键）（图5）。通过这种递进式教学，教师讲得轻松，学生听得明白，发现DNA聚合酶、DNA连接酶和限制性核酸内切酶，都是作用于磷酸二酯键,而具体的作用位点是上一个核苷酸3’羟基与下一个核苷酸中的磷酸酯化形成的磷酸酯键（3’-磷酸酯键，如图5箭头处示）。

——梁长余.关于氢键和磷酸二酯键.生物学教学.2011年第6期