藻類物質(zhì)生化結(jié)構(gòu)的測試及其表征.pdf

1、生物體的生長，發(fā)育，分化和繁殖等所有活動都需要能量。能量是生命賴以生存的基礎。對于水體中的藻類物質(zhì)更是如此。維持生命活動的能量主要有兩個來源：1)光能(太陽能)；2)化學能。然而這兩種能量都不能直接為生物體所利用，光能需要通過光合作用轉(zhuǎn)化為ATP(光合磷酸化)，化學能需通過生物氧化轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP(氧化磷酸化)，ATP再通過水解和磷?；磻?，釋放出存儲在高能磷酸鍵中的能量供給生物體使用，而本身則變成ADP(AMP)；ADP又可以通過光合磷酸

2、化或氧化磷酸化重新變成ATP。ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)換，是連接光能和化學能的紐帶，是生物利用光能或者化學能的基本分子機制。研究表明影響ATP合成的主要因素有溶液溫度，溶液pH值，光照強度和長度，磷的濃度，而這些因素恰恰也是決定水體發(fā)生水華現(xiàn)象的主要因素，作為生物體中重要的供能物質(zhì) ATP/ADP，它們的循環(huán)速率可以從某個角度上反映生物細胞新陳代謝的漲落程度。因此從微觀角度研究載能物質(zhì)ATP/ADP的結(jié)構(gòu)特征，以及他們在能量轉(zhuǎn)換過程的

3、結(jié)構(gòu)變化原因和位能變化趨勢，有助于我們從分子層面上更好地理解影響藻類物質(zhì)生長繁殖的各種宏觀表象，也為我們研究生物體的生命活動提供了新的視野。
　　本文采用NMR，IR，UV技術(shù)對ADPNa2，ATPNa2分子進行測試，對兩者的測試結(jié)果進行比較，并應用價鍵理論(VB)和分子軌道理論(MO)對試驗結(jié)果進行分析；根據(jù)NMR測試原理，電負性經(jīng)驗公式及Pauling的鍵能估算公式，建立了化學位移和化學鍵能之間的函數(shù)關系，有利地證明了物質(zhì)結(jié)構(gòu)

4、決定物質(zhì)性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與能量之間存在重要關聯(lián)的化學思想；在已知ATP各原子電荷分布的前提下，對化學位移，電荷分布和化學鍵鍵能之間的關系進行闡述，并提出三者之間的定性和定量關系，再次將物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化與能量轉(zhuǎn)移關聯(lián)起來；應用已知的電荷分布值，利用靜電排斥理論對ATP—ADP水解過程進行理論分析，指出斷鍵位置的必然性；利用化學熱力學原理及Pauling的共振論從共振鍵和混亂度兩個方面對ATP的水解過程進行闡述。綜上可知，ATP之所以

5、能夠成為生物體內(nèi)重要的載能分子，不僅與其特殊的成鍵方式有關，并且還與原子之間的凈電荷分布及靜電吸引有密切關系。其前線軌道決定了ATP具有較高的位能和活性，容易水解釋放出分子內(nèi)部的自由能，轉(zhuǎn)化為低位能、混亂度更大的ADP和Pi，從而供給生物體所需能量。
　　由于 ATP在結(jié)構(gòu)及功能上的特殊性，被人們稱為生物體的“能量貨幣”，而ATP—ADP循環(huán)也成為了生物體重要的能量交換方式。作為研究生物分子的重要測試手段——31P NMR和IR技