論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二)_第1頁(yè)
論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二)_第2頁(yè)
論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二)_第3頁(yè)
論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二)_第4頁(yè)
論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二)_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、論非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵形成原理(二) 鄒 偉 明 山東大學(xué)生命學(xué)院 山東 濟(jì)南(250100) 【摘要】 本文對(duì)核體的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的形成原理進(jìn)行了研究探討,提出了質(zhì)量聚合力、質(zhì)量聚集度、質(zhì)量離散力、質(zhì)量離散度和結(jié)構(gòu)飽和度的結(jié)構(gòu)概念,對(duì)生物化學(xué)中的部分分子的核基結(jié)構(gòu)以及多聚核糖核酸鏈(RNA)和多聚脫氧核糖核酸鏈(DNA)的鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了推測(cè),認(rèn)為環(huán)境水以Hº4Q+2正價(jià)核基的形式參與染色體DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的中介連接關(guān)系和DNA子鏈和mRNA鏈的結(jié)構(gòu)形成關(guān)系,并以其表面單體負(fù)鍵參與DNA和RNA鏈節(jié)磷基周面的性鍵聚合關(guān)系而形成了多肽鏈、糖苷鏈和磷脂鏈的結(jié)構(gòu)核基,并認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)膜

2、屬于具結(jié)構(gòu)鍵透性和界面外延性的單層或復(fù)層類(lèi)脂膜以及細(xì)胞至少有五種營(yíng)養(yǎng)透膜運(yùn)輸機(jī)制。關(guān)鍵詞: 分子結(jié)構(gòu) 生物合成 細(xì)胞膜1. 前 言已知細(xì)胞生命過(guò)程是一個(gè)表現(xiàn)細(xì)胞體持續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育和連續(xù)分裂繁殖的自然活力運(yùn)動(dòng)過(guò)程,細(xì)胞生命活動(dòng)的中心內(nèi)容是細(xì)胞內(nèi)染色體DNA的減數(shù)分裂和結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程、RNA結(jié)構(gòu)鏈的信息轉(zhuǎn)錄過(guò)程和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)譯合成過(guò)程以及細(xì)胞質(zhì)膜的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,因此,細(xì)胞染色體DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制、信息轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯合成和質(zhì)膜發(fā)育是細(xì)胞表現(xiàn)生命活動(dòng)的四個(gè)基本要素, 而自然生命體的生命活動(dòng)就應(yīng)屬于細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)分子的透膜聚集趨勢(shì)和與環(huán)境條件相互作用的連續(xù)表現(xiàn)過(guò)程以及細(xì)胞體質(zhì)量的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和與胞質(zhì)條件相互作用的連續(xù)表現(xiàn)過(guò)程。

3、本文對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)中涉及到的營(yíng)養(yǎng)核體和分子結(jié)構(gòu)類(lèi)型、DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物合成關(guān)系以及細(xì)胞質(zhì)膜的營(yíng)養(yǎng)透壁吸收關(guān)系進(jìn)行研究探討。2. 核體的聚合結(jié)構(gòu)類(lèi)型 已知核體屬于質(zhì)量聚集的結(jié)構(gòu)單位并且核體存在著性鍵聚合和負(fù)鍵聚合兩種結(jié)構(gòu)聚集方式,因此,核體的結(jié)構(gòu)飽和程度就應(yīng)或是指結(jié)構(gòu)性鍵的飽和程度或是指結(jié)構(gòu)負(fù)鍵的飽和程度。聚合核體的負(fù)鍵結(jié)構(gòu)飽和度可用“pI”值表示,即以磷核體(P) 表面的4個(gè)主鍵位點(diǎn)和6個(gè)副鍵位點(diǎn)的最大結(jié)構(gòu)飽合度為值劃分成10個(gè)分值單位,一個(gè)分值單位代表磷核的一個(gè)負(fù)鍵。當(dāng)磷核的6個(gè)副鍵全部與游離H負(fù)鍵聚合后則表示磷核處于最大結(jié)構(gòu)飽和度狀態(tài),此時(shí)的pI應(yīng)等于10并表示磷核體處于結(jié)構(gòu)飽和

4、的磷基狀態(tài)。當(dāng)磷基的負(fù)鍵解離達(dá)到pI6時(shí),即表示磷基的6個(gè)副鍵單體Hº已全部負(fù)鍵解離而使環(huán)境游離H處于當(dāng)量濃度增加值狀態(tài),此時(shí)的磷核基則轉(zhuǎn)為負(fù)四價(jià)磷核狀態(tài)。當(dāng)負(fù)四價(jià)磷核的4個(gè)主鍵全部解離后,磷核的pI值達(dá)到零并同時(shí)轉(zhuǎn)變成了氧核。當(dāng)表示核體的性鍵結(jié)構(gòu)飽和程度時(shí),單位可采用“nHºQ” 或“HºnQ”。水核表面性鍵的飽和數(shù)目為Q6,其結(jié)構(gòu)性鍵的飽和數(shù)目為Hº6Q并屬于性鍵飽和數(shù)目最多的核體,而碳核的性鍵飽和數(shù)目為Hº4C。由此可知,當(dāng)聚合核處于高結(jié)構(gòu)飽合狀態(tài)時(shí)應(yīng)趨于向環(huán)境解離其結(jié)構(gòu)單體Hº或氫離子H,當(dāng)聚合核處于低結(jié)構(gòu)飽和狀態(tài)時(shí)應(yīng)趨于吸收

5、聚合環(huán)境質(zhì)量Hº或游離H或H參與核體表面聚合結(jié)構(gòu)。因此,在鍵結(jié)構(gòu)反應(yīng)中引入質(zhì)量聚集力Km和質(zhì)量離散力Tm以表示環(huán)境趨使核體鍵聚合或鍵解離的作用關(guān)系,并同時(shí)引入結(jié)構(gòu)聚集度m/K和結(jié)構(gòu)離散度m/T以表示核體性鍵的結(jié)構(gòu)狀態(tài)以及引入負(fù)鍵解離度pK和負(fù)鍵聚合度-pK以表示核體負(fù)鍵的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 當(dāng)核體鍵合或聚合了游離氫離子H或者單體Hº或氫原子H(H)而處于結(jié)構(gòu)飽和狀態(tài)時(shí)可稱(chēng)為核基(磷基或氮基或碳基) 并可根據(jù)核基的結(jié)構(gòu)飽和程度分為飽和核基和不飽和核基。推測(cè)水反應(yīng)條件下的核體可形成如下結(jié)構(gòu)變化:-H°+H° -H+H +H-H +Hº-Hº -H

6、+H -Hº+Hº -H +H 在以上核體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變關(guān)系中,由于磷核(4Hº4P)+6的六價(jià)正鍵或負(fù)鍵屬于副鍵點(diǎn)因而磷核的六價(jià)聚合或六價(jià)解離屬于副鍵反應(yīng)。 采用核體結(jié)構(gòu)式對(duì)部分核基的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了如下推測(cè): 核結(jié)構(gòu) 核體結(jié)構(gòu)式 分子結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)名稱(chēng)2Hº/8Q2 Hº2O Hº2O (水分子)4Hº/8Q2 Hº4Q2 QHº6 (水核) 4Hº/8Q Hº4C CHº4 (甲烷)4(HHº)/8Q (HHº)4C C(HºH+)4 (甲酸) 4H

7、/8Q H2C= =CH2 (脂基)2H3Hº/8Q HºO2C COOH° (羧基) 2Hº/8Q2 Hº2C2 =CHº2 (烴基) HºH/8Q= HºHC= =CHH° (糖基) (H+Hº)H/8Q+2 HOC+2 C+OH (醛基) (H+Hº)H/Q= OHC= =CHO (酮基) Hº2H/8Q HºH2C CH2H° (醇基) 4Hº/9Q+ Hº4N+ N+Hº4 (銨基) 2Hº/10Q H&#

8、186;2N NHº2 (氨基) 4Hº/6Q6 (Hº4P)6 (P)6 (磷基) 2(H+Hº)/8Q+2 O2C+2 CO2 (二氧化碳)H2H/8Q H+O= O2 (氧氣) 碳基Hº4C(或水核Hº4Q+2)處于高溫T高壓(干反應(yīng)條件為P,水反應(yīng)條件下為mº) 條件時(shí)會(huì)脫去兩個(gè)結(jié)構(gòu)Hº形成產(chǎn)物Hº2C2,但是堿性(H)條件下的Hº4C則可脫去兩個(gè)H而形成產(chǎn)物Hº2H2C或Hº2C=。當(dāng)Hº2C=或者Hº4C與Hº2C2共處于低溫K低壓-

9、mº條件時(shí)則可以相互聚合形成碳鏈結(jié)構(gòu): 2n(Hº2C2) n(Hº4C) + n(Hº2C+2) (m/T)(m/K) (m/T)(m/K) (HºC+-HºC+-)n (Hº2C- Hº2C-)n(烷烴鏈) +H +H-H (-pK) (pK)當(dāng)產(chǎn)物脂肪鏈的未端碳基為HO2C時(shí)應(yīng)為脂肪酸,當(dāng)未端核基為Hº2N時(shí)應(yīng)為脂肪胺。當(dāng)產(chǎn)物糖苷鏈的未端碳基為HºH2C時(shí)應(yīng)為糖醇,當(dāng)未端碳基為HºO2C時(shí)應(yīng)為糖酸,當(dāng)未端碳基為HOC+2時(shí)屬于醛糖,當(dāng)未端碳基為OHC=時(shí)則屬于酮糖。 上反應(yīng)中形成

10、的有機(jī)酸的碳一側(cè)的結(jié)構(gòu)負(fù)鍵與游離氨基Hº2N+聚合時(shí)會(huì)形成相應(yīng)的產(chǎn)物氨基酸: 氨基酸的氨基與相鄰氨基酸首端的自由羧基可發(fā)生脫水縮合反應(yīng)形成肽鍵和相應(yīng)的肽鏈:當(dāng)磷基或Hº4P(或Hº10P)的單體負(fù)鍵與乙?;鵋º2C+-Hº2C聚合時(shí)會(huì)形成相間排列的磷碳鏈結(jié)構(gòu): 鏈結(jié)構(gòu)中的碳基的夾角周面單體負(fù)鍵可連接乙酰碳基組成五碳環(huán)或六碳環(huán)肢端基團(tuán)并且乙酰碳基的碳基易轉(zhuǎn)變成環(huán)鏈結(jié)構(gòu)中的氨基形成氨基糖,鏈結(jié)構(gòu)中的碳基連接磷基負(fù)鍵后則轉(zhuǎn)變成了結(jié)構(gòu)氧核而形成了磷酸酯鍵。由于磷酸酯鍵的磷基的兩個(gè)對(duì)端單體負(fù)鍵呈約120º夾角而使得以磷酸酯鍵相連的結(jié)構(gòu)鏈的空間結(jié)

11、構(gòu)或者是每一個(gè)酯鍵上盤(pán)曲120°角而呈規(guī)則的軸向螺旋鏈狀,或者是每一個(gè)酯鍵反向折曲120°角而呈規(guī)則的扭曲鏈狀,或者是每一酯鍵連續(xù)同向折曲120°角形成規(guī)則的或不規(guī)則的環(huán)鏈狀,而每一鏈節(jié)磷基的兩個(gè)肢端單體負(fù)鍵則呈120°角連接乙酰碳基形成環(huán)狀堿基基團(tuán)結(jié)構(gòu)。推測(cè)(Hº2P-O-Hº2C+)n鏈可能應(yīng)為多聚核糖核酸(RNA)骨干鏈結(jié)構(gòu),而磷核基處于飽和狀態(tài)的(Hº10P-O-Hº2C+)n鏈則可能屬于多聚脫氧核糖核酸(DNA)骨干鏈結(jié)構(gòu)。DNA 和RNA的鏈結(jié)構(gòu)關(guān)系可表示為: +H(-pK)-H(pK) 當(dāng)DNA鏈結(jié)構(gòu)

12、的質(zhì)量離散度m/T和質(zhì)量聚集度m/K處于平衡狀態(tài)時(shí),鏈結(jié)構(gòu)應(yīng)處于臨界穩(wěn)定態(tài), 即: 由于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)處于高結(jié)構(gòu)飽和度狀態(tài),因此,當(dāng)環(huán)境表現(xiàn)m/T條件時(shí),鏈結(jié)構(gòu)的周面單體應(yīng)趨于脫離核體和其位置由環(huán)境游離H填補(bǔ)以保持鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度的趨向性因而形成了核體結(jié)構(gòu)負(fù)鍵的解離過(guò)程和染色體DNA的解鏈趨勢(shì)。當(dāng)DNA鏈結(jié)構(gòu)處于-pK條件下時(shí),其周面負(fù)鍵單體應(yīng)趨于聚合游離H形成結(jié)構(gòu)附加單體而表現(xiàn)其結(jié)構(gòu)堿性,由于所形成的結(jié)構(gòu)附加單體屬于肢端結(jié)構(gòu)氧核因而可用“Oº”表示,而當(dāng)DNA鏈結(jié)構(gòu)處于pK條件下時(shí),鏈結(jié)構(gòu)的周面負(fù)鍵單體或附加單體Oº則趨于解離成游離H而表現(xiàn)其結(jié)構(gòu)酸性,并由此使得染色體DNA

13、具有結(jié)構(gòu)酸性和結(jié)構(gòu)堿性的兩性表現(xiàn)特點(diǎn)。由于環(huán)境酸堿度的變化間接反映了DNA鏈節(jié)磷基的結(jié)構(gòu)飽和度的變化以及周面單體的負(fù)鍵聚合或負(fù)鍵解離程度,因此,DNA結(jié)構(gòu)的兩性表現(xiàn)程度也采用pH的倒數(shù)單位pI相對(duì)表示。3. 水核與細(xì)胞生物合成的關(guān)系已知生命細(xì)胞內(nèi)的染色體DNA有環(huán)狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu),當(dāng)DNA雙螺旋鏈通過(guò)其末端性鍵吸收聚合環(huán)境中的游離單體Hº、水核、氧核=和氫原子H或是以其末端負(fù)鍵吸收聚合環(huán)境中的游離H或碳核或水核組成新增結(jié)構(gòu)單體或鏈節(jié)單位時(shí),其質(zhì)量聚合力或吸收力可能應(yīng)來(lái)自質(zhì)膜內(nèi)外的氫離子H濃度差,或是來(lái)自DNA鏈的高結(jié)構(gòu)飽和度形成的質(zhì)量聚集度m/K,或是來(lái)自環(huán)境的質(zhì)量密度差(游離碳核和

14、水核等質(zhì)量單位的密度梯度擴(kuò)散勢(shì)(m/mº)或壓力擴(kuò)散勢(shì)(mº/m)。從鏈結(jié)構(gòu)始端吸收和聚合的游離H應(yīng)具有表現(xiàn)依DNA質(zhì)量聚集度m/K向鏈結(jié)構(gòu)的質(zhì)量空間轉(zhuǎn)移形成鏈結(jié)構(gòu)中心單位Q或者向相對(duì)的高質(zhì)量密集度m/mº區(qū)域和位置轉(zhuǎn)移形成聚合單位的趨勢(shì),而該趨勢(shì)和過(guò)程的表現(xiàn)和進(jìn)行則會(huì)使得鏈結(jié)構(gòu)質(zhì)量空間中的中心單位Q處于過(guò)飽和狀態(tài)并因此會(huì)使得質(zhì)量(鏈結(jié)構(gòu)) 吸收端鄰近的結(jié)構(gòu)單體或結(jié)構(gòu)核體被過(guò)飽和的中心單位頂出而從結(jié)構(gòu)上脫離下來(lái),其位置則由過(guò)飽和的中心單位的位移進(jìn)給填補(bǔ),此時(shí),該結(jié)構(gòu)位置由于表面負(fù)鍵的形成而表現(xiàn)結(jié)構(gòu)堿性,被頂移置換下來(lái)的單體或核體或鏈結(jié)構(gòu)則進(jìn)入環(huán)境成為細(xì)胞質(zhì)的游離內(nèi)

15、容。因此,當(dāng)四個(gè)或四分子H被結(jié)構(gòu)吸收端吸收后可同時(shí)形成四個(gè)結(jié)構(gòu)表面負(fù)鍵,此時(shí),在此鏈節(jié)位置上的Hº8P磷基則轉(zhuǎn)變成了Hº4P(偏磷酸或減偏磷酸),而在該磷基的軸端則形成了軸端性鍵,并且當(dāng)該軸端性鍵聚合一游離單體Hº后則形成了末端結(jié)構(gòu)碳核或結(jié)構(gòu)氧核,當(dāng)該軸端性鍵聚合一游離氧核后則形成末端結(jié)構(gòu)氧核。當(dāng)該形成的末端結(jié)構(gòu)氧核的裸端負(fù)鍵吸收聚合一碳核或水核后則形成了結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)后的末端碳核,該形成的末端碳核的表面性鍵吸收聚合一游離氧核后又重新形成結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)了一個(gè)鏈節(jié)單位的末端結(jié)構(gòu)氧核。以上的反應(yīng)過(guò)程可表示如下: (一) m/K+O= -mº/m (Hº2C2或

16、Hº4Q2) (二) m/KHº2C2 -m°/m(或Hº2Q) -H H m/K Hº2C2 m/K Hº2C -mº/m (或Hº2Q2 ) -mº/m (或Hº2Q) H5P-H2C-O-R(磷酸脂) Hº5P-Hº2C-R(磷酸糖) m/T H m/K H mº/m H2O mº/m H2O Hº6P + Hº2HC-O-R(脂肪) Hº6P + Hº2HC-R(糖苷)(三) m/K Hº2Q2 -

17、mº/m (或Hº2C2) Hº8POHº2C m/K O= -mº/m -H (銨肽鏈) H (腦磷脂) H H -mº/m m/K m/K m/K mº/m -mº/m Hº8P-Hº4P-(H2C-Hº4P)n Hº3N-(Hº2C-Hº2N)n (氨肽鏈) H (骨磷脂) m/K -mº/m 由上述已知,染色體DNA的兩股單鏈?zhǔn)且揽吭谄湎鄬?duì)應(yīng)的周面單體負(fù)鍵之間鍵合環(huán)境水核Hº4Q2(或環(huán)境游離碳核Hº2C2) 形成“氫

18、鍵” 連接關(guān)系而組成雙鏈螺旋聚合結(jié)構(gòu)的。當(dāng)DNA處于堿性(H)條件下時(shí),環(huán)境H向其鏈結(jié)構(gòu)軸心聚集(m/K) 的趨勢(shì)使鏈節(jié)磷基的周面單體Hº處于結(jié)構(gòu)過(guò)飽和狀態(tài)并使得Hº頂端負(fù)鍵力趨于向“氫鍵” 連系水核(或碳核) 的表面性鍵位點(diǎn)傳遞,當(dāng)該水核(或碳核) 的表面性鍵達(dá)到過(guò)飽和程度時(shí)則形成游離碳基而與DNA雙螺旋中的其中一條單股鏈結(jié)構(gòu)相脫離,此時(shí)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)則處于解鏈狀態(tài)并依解鏈位置的線性移動(dòng)過(guò)程而形成解鏈和解螺旋過(guò)程,并且在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解離或脫離過(guò)程中形成的游離單股鏈相應(yīng)對(duì)端的結(jié)構(gòu)單體負(fù)鍵上攜帶有“氫鍵” 斷裂后形成的“殘留碳基” 。當(dāng)形成的游離單股DNA鏈結(jié)構(gòu)上的與

19、另一股DNA鏈上的“殘留碳基” 互補(bǔ)的“殘留單體負(fù)鍵” 全部滿(mǎn)足后則在單股DNA鏈上形成了相應(yīng)的“殘基水鏈”或“附加碳鏈”。當(dāng)該“殘基水鏈”或“附加碳鏈”的對(duì)端表面性鍵吸收聚合環(huán)境游離磷基(或碳基或氧核)并使“附加碳鏈”的對(duì)端性鍵全部滿(mǎn)足后則會(huì)形成與DNA單股母鏈結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的呈鏈節(jié)互補(bǔ)的DNA子鏈殘鏈,而環(huán)境水核則依次參與將該DNA子鏈殘鏈結(jié)構(gòu)上的殘鍵磷基相互間聚合連接成完整的DNA子鏈結(jié)構(gòu)的過(guò)程。當(dāng)該新生磷水鏈結(jié)構(gòu)處于酸性條件下時(shí)其磷基應(yīng)趨于吸收聚合環(huán)境游離H使鏈節(jié)磷基的結(jié)構(gòu)飽和度增加到Hº8P,同時(shí),處于結(jié)構(gòu)互補(bǔ)狀態(tài)的DNA親鏈與新生子鏈的聚集結(jié)構(gòu)則應(yīng)表現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量聚集度(m/K

20、)(m/mº)而自然形成繞軸絞合趨勢(shì)而形成雙螺旋絞合結(jié)構(gòu),并且在該繞軸雙螺旋絞合結(jié)構(gòu)形成的同時(shí)會(huì)使新生子鏈結(jié)構(gòu)中的鏈節(jié)水核發(fā)生結(jié)構(gòu)扭曲而脫離下2Hº轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)氧核,從而使新生的磷水鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成了以磷酸酯鍵為主干連接關(guān)系的DNA子鏈(Hº8P-O)n 。 上面所述過(guò)程可能應(yīng)該屬于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的半保留復(fù)制過(guò)程,因此,DNA的半保留復(fù)制過(guò)程及其反應(yīng)原理所示如下: Hº4Q2 m/K P= -mº/m (DNA雙螺旋) Hº2C Hº2C (Hº8P-O)n (P-Hº4Q)n H mº/m m/K

21、 (Hº8-O)n + H mº/m m/K 由于以上反應(yīng)過(guò)程中形成的中間體產(chǎn)物(Hº6PHº4Q)n的磷基表面結(jié)構(gòu)尚殘留有多個(gè)依靠“氫鍵”力連系著的碳核,此時(shí)如果該些磷基表面結(jié)構(gòu)再發(fā)生多處與水核的聚合反應(yīng)形成磷基結(jié)構(gòu)殘核時(shí),該些磷基結(jié)構(gòu)殘核在堿性(H)條件下則會(huì)形成裂解產(chǎn)物磷酸二胺或者相應(yīng)的磷酸多胺,而上反應(yīng)過(guò)程中形成的產(chǎn)物RNA在一定的水反應(yīng)條件下則會(huì)表現(xiàn)轉(zhuǎn)譯模板作用或逆轉(zhuǎn)錄模板作用而合成相應(yīng)的多肽鏈或單股DNA結(jié)構(gòu)鏈: Hº4Q m/K (Hº2C-Hº4Q)n P -mº/m H m/T mº/m

22、 (Hº6P-O)n Hº2Q (Hº6P-O)n (P-Hº2Q)n + (Hº3HC-H3N)n (肽鏈) H m/T m/K mº/m R mº/m (Hº6P-O)n n(Hº3C(R)-H3N) (氨基酸) + (P-Hº2Q)n H -Hº m/K m/T H mº/m mº/m (DNA)(Hº8P-O) n(Hº4C-Hº3N)(碳酸胺) 當(dāng)DNA鏈為雙股螺旋態(tài)或者為單股游離態(tài)時(shí),鏈結(jié)構(gòu)表面的單體負(fù)鍵應(yīng)表現(xiàn)為DNA鏈軸周

23、端表面的結(jié)構(gòu)堿性部位,當(dāng)處于酸性條件下或環(huán)境表現(xiàn)酸性時(shí),該些DNA鏈結(jié)構(gòu)周端表面的堿性部位則會(huì)吸收聚合環(huán)境H形成鏈結(jié)構(gòu)周端表面上的附加結(jié)構(gòu)單體Hº(O=),當(dāng)該些處于鏈結(jié)構(gòu)周端表面的附加結(jié)構(gòu)單體再吸收聚合環(huán)境H后則會(huì)轉(zhuǎn)變成附加結(jié)構(gòu)碳核H2/C2或者附加結(jié)構(gòu)氧核O= ,再吸收聚合一分子H后則會(huì)形成附加結(jié)構(gòu)碳基Hº2C2 ,所形成的附加結(jié)構(gòu)碳基在堿性(H)環(huán)境中或相應(yīng)條件下則會(huì)轉(zhuǎn)變成附加結(jié)構(gòu)氨基,而在酸性(H)環(huán)境中或相應(yīng)條件下則會(huì)轉(zhuǎn)變成附加結(jié)構(gòu)磷基Hº8P或Hº6P,而所形成的附加結(jié)構(gòu)碳基在(m/K)(mº/m) 水反應(yīng)條件下則會(huì)與環(huán)境水核的單體

24、負(fù)鍵發(fā)生橫向聚合關(guān)系而形成附加結(jié)構(gòu)碳鏈或附加結(jié)構(gòu)碳水鏈,該附加結(jié)構(gòu)碳鏈或附加結(jié)構(gòu)碳水鏈在堿性條件下則會(huì)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的附加多肽鏈或附加糖苷鏈從DNA鏈的周端表面結(jié)構(gòu)上脫離下來(lái)形成游離態(tài)的多肽鏈或糖苷鏈。以上附加聚合反應(yīng)過(guò)程可表示為:(一) H4C (H+2Hº2)Hº2C (甲脂) (甲酸)(二) (Hº8P-O-Hº8P)n m/K Hº4Q -mº/m (Hº8P-O-Hº8P)n (Hº8P-O-Hº8P) + (H2C-Hº4Q-H2C)n (HºHC-Hº2C

25、-HºHC) m/K (-mº/m) (糖醛酸鏈) H mº/m m/K -H (Hº8P-O-Hº8P)n (H3C-H2C-H2C) (脂肪鏈) + R m/K (H3N-Hº4C-H3N)n H mº/m R m/K R -H mº/m m/K n(Hº3C-H2C-R) (脂肪酸) mº/m (H3N-H2C-R) (脂肪胺) n(Hº3C-HºHC-R) (糖醛酸) 以上附加體結(jié)構(gòu)的聚合反應(yīng)過(guò)程均是以單股DNA鏈或雙股螺旋DNA鏈的結(jié)構(gòu)表面單體負(fù)鍵為鍵合位點(diǎn)和聚合載

26、體進(jìn)行的聚合反應(yīng),由此可知,DNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程和DNA的轉(zhuǎn)譯過(guò)程都可能或可以是處于DNA雙鏈不解旋的狀態(tài)下在每股單鏈DNA結(jié)構(gòu)周端表面進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程。由于DNA轉(zhuǎn)錄合成的mRNA的堿基類(lèi)型與DNA模板鏈的堿基類(lèi)型嚴(yán)格互補(bǔ)并因此攜帶有DNA模板鏈結(jié)構(gòu)中的遺傳信息,因此,mRNA就應(yīng)該是處于DNA雙鏈在解鏈過(guò)程和狀態(tài)下或者處于單股游離狀態(tài)下按照堿基互補(bǔ)關(guān)系聚合而成的呈單體交錯(cuò)排列(減磷酸)(Hº6P-O)n鏈結(jié)構(gòu)的RNA信息鏈并因此而應(yīng)該屬于DNA的直接轉(zhuǎn)錄過(guò)程的反應(yīng)產(chǎn)物,因此,mRNA的生物合成方式可稱(chēng)之為DNA的直接轉(zhuǎn)錄作用,而rRNA和tRNA則屬于以DNA單股鏈或mRNA鏈為聚合載

27、體聚合而成的無(wú)生理“活性”的RNA鏈結(jié)構(gòu),因此,rRNA和tRNA的生物合成方式應(yīng)該不同于mRNA而可能或應(yīng)該與以上的DNA附加結(jié)構(gòu)體聚合反應(yīng)有關(guān)而可稱(chēng)之為DNA的間接轉(zhuǎn)錄作用。由以上DNA鏈載體附加結(jié)構(gòu)的聚合反應(yīng)過(guò)程可知,多聚糖、多聚脂酸和蛋白質(zhì)肽(可能為無(wú)活性肽) 均可來(lái)自上述的間接轉(zhuǎn)錄反應(yīng)過(guò)程,而其中的聚合載體既可以是(Hº8P-O)n的DNA鏈,也可能或可以是任何結(jié)構(gòu)形式的RNA鏈,而以mRNA為模板載體鏈合成的多肽結(jié)構(gòu)鏈就應(yīng)該屬于具生理活性的多肽或蛋白質(zhì)。 由上可知,由DNA轉(zhuǎn)錄形成mRNA的生物合成過(guò)程是以Hº8P鏈或(Hº8P-O)n鏈的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)堿基

28、序列為結(jié)構(gòu)模板聚合形成呈單體交錯(cuò)排列的Hº4P鏈或(Hº6P-O)n子鏈的生物合成過(guò)程,因此,該轉(zhuǎn)錄過(guò)程應(yīng)屬于和可稱(chēng)之為DNA結(jié)構(gòu)的8-4轉(zhuǎn)變過(guò)程,而由mRNA鏈為結(jié)構(gòu)模板載體逆向合成DNA子鏈的逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程就應(yīng)屬于和可稱(chēng)之為DNA結(jié)構(gòu)的4-8轉(zhuǎn)變過(guò)程。 由mRNA鏈為模板載體形成附加多肽鏈結(jié)構(gòu)的生物合成過(guò)程應(yīng)屬于DNA的直接轉(zhuǎn)譯過(guò)程,而以DNA鏈或非信息RNA鏈為聚合載體形成附加多肽鏈或糖醛酸鏈或脂肪酸鏈的生物合成過(guò)程就應(yīng)該屬于和可稱(chēng)之為DNA的間接轉(zhuǎn)譯過(guò)程。4. 細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的化學(xué)原理 處于細(xì)胞質(zhì)中的染色體DNA雙螺旋由于其高結(jié)構(gòu)飽和度而相對(duì)胞質(zhì)內(nèi)容質(zhì)量表現(xiàn)質(zhì)量聚集度m/

29、K,DNA結(jié)構(gòu)的表面負(fù)鍵力則會(huì)使得DNA單股鏈結(jié)構(gòu)趨于吸收聚合胞質(zhì)環(huán)境中的游離態(tài)的H、水核、碳核或水鏈進(jìn)行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯過(guò)程,而由此形成的胞內(nèi)質(zhì)量聚集度m/K則趨于吸收胞外環(huán)境中的游離H、H、Hº、碳核、氧核以及水核透過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中而使得胞質(zhì)質(zhì)量和胞質(zhì)等密內(nèi)容體積處于持續(xù)增加狀態(tài)從而形成了質(zhì)膜外壁結(jié)構(gòu)連續(xù)吸收聚合外環(huán)境營(yíng)養(yǎng)成份的膜發(fā)育生長(zhǎng)趨勢(shì)。 由以上細(xì)胞體生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)力勢(shì)的形成原因推測(cè),生活細(xì)胞的質(zhì)膜應(yīng)該屬于具膜壁鍵透性和結(jié)構(gòu)外延性的單層類(lèi)脂膜結(jié)構(gòu),并且該種單層類(lèi)脂質(zhì)膜的外壁面應(yīng)為趨于聚合外環(huán)境營(yíng)養(yǎng)分子的鍵合疏水面,其內(nèi)壁面應(yīng)為趨于釋放膜壁結(jié)構(gòu)分子的解離親水面,并且

30、細(xì)胞質(zhì)膜應(yīng)該是以其外壁疏水面的表面負(fù)鍵表現(xiàn)胞質(zhì)或細(xì)胞體的質(zhì)量聚集力而吸收聚合胞外游離態(tài)的H、碳核、水核等環(huán)境質(zhì)量參與脂單層質(zhì)膜界面結(jié)構(gòu)的聚合作用而使質(zhì)膜外壁界面處于連續(xù)的外延生長(zhǎng)狀態(tài),而質(zhì)膜內(nèi)壁親水面應(yīng)為末端性鍵面并應(yīng)與胞質(zhì)容積水聚合成結(jié)構(gòu)水質(zhì)量使質(zhì)膜內(nèi)壁與胞質(zhì)內(nèi)容溶為一體等密結(jié)構(gòu),并且由胞內(nèi)染色體DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯的質(zhì)量聚集過(guò)程形成的胞質(zhì)等密內(nèi)容體積減少趨勢(shì)會(huì)使細(xì)胞質(zhì)膜處于內(nèi)收縮狀態(tài)和形成細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)縊趨勢(shì),并由此形成了細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)吸收的生長(zhǎng)發(fā)育勢(shì)和細(xì)胞二分裂增殖勢(shì),因此,細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程就應(yīng)該屬于胞質(zhì)染色體DNA結(jié)構(gòu)和胞質(zhì)等密內(nèi)容質(zhì)量相對(duì)胞外環(huán)境持續(xù)表現(xiàn)質(zhì)量聚集度m/K的質(zhì)量?jī)?nèi)吸收聚集

31、過(guò)程,并可由此推知,提高環(huán)境壓力P可以促使染色體DNA雙螺旋趨于表現(xiàn)結(jié)構(gòu)解鏈過(guò)程和轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯勢(shì),或是說(shuō)染色體DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)解鏈過(guò)程可相應(yīng)降低胞質(zhì)空間壓力mº/m而使細(xì)胞質(zhì)膜的營(yíng)養(yǎng)內(nèi)吸收活動(dòng)和胞質(zhì)代謝活動(dòng)保持處于正常狀態(tài),即: 而降低環(huán)境壓力P可以促使染色體DNA雙螺旋趨于表現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程,或是說(shuō)染色體DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程可相應(yīng)降低胞質(zhì)密度壓力m/mº而使細(xì)胞質(zhì)膜的營(yíng)養(yǎng)內(nèi)吸收活動(dòng)和胞質(zhì)代謝活動(dòng)保持處于正常狀態(tài),即: 營(yíng)養(yǎng)水溶液中的水分子、小分子碳源和溶解氧核等營(yíng)養(yǎng)核體可通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜的鍵透性?xún)?nèi)輸作用間接進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中并在細(xì)胞體內(nèi)裂解成Hº、H和H以及相應(yīng)的所需核

32、體或核基而參與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的質(zhì)量聚集過(guò)程,并且DNA 結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程中所需要的氧核、氮核和磷基等結(jié)構(gòu)核體均可來(lái)自碳核或水核的負(fù)鍵解離產(chǎn)物和核結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,而DNA 結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程所需要的氧核來(lái)源于細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)變碳核的供養(yǎng)方式應(yīng)屬于細(xì)胞厭氧呼吸類(lèi)型的異養(yǎng)代謝作用。當(dāng)染色體DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)核體僅來(lái)源于環(huán)境中的可溶性氣體碳、溶解氧核以及分子氫和二價(jià)鐵、元素硫提供的結(jié)構(gòu)電子H時(shí),該細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型應(yīng)屬于有氧呼吸化能自養(yǎng)代謝類(lèi)型,并且當(dāng)該種營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型細(xì)胞的質(zhì)膜外壁結(jié)構(gòu)表現(xiàn)性鍵功能時(shí),環(huán)境營(yíng)養(yǎng)分子在質(zhì)膜外壁界面上的負(fù)鍵解離會(huì)使胞外環(huán)境殘留下多量的游離H而使胞外環(huán)境的pH降低。而當(dāng)細(xì)胞質(zhì)膜外壁界面結(jié)構(gòu)表現(xiàn)

33、負(fù)鍵功能時(shí),環(huán)境中的小分子碳結(jié)構(gòu)(CO2) 和水核(Hº4Q2) 應(yīng)只能聚合形成質(zhì)膜界面結(jié)構(gòu)質(zhì)量間接進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),而膜外界面解離或聚合后剩下的的殘余質(zhì)量則轉(zhuǎn)變成當(dāng)量游離氧核或分子態(tài)氧在質(zhì)膜外壁界面上釋放形成生物放氧過(guò)程,該過(guò)程可表示為: 2 O=或O2如果環(huán)境中的游離態(tài)CO2被細(xì)胞膜壁解離成兩個(gè)O=核和一個(gè)碳核(Hº2C2),則該游離態(tài)氧核和碳核均可間接進(jìn)入胞質(zhì)內(nèi)的質(zhì)量聚集過(guò)程,該膜壁解離過(guò)程就不會(huì)伴隨有分子態(tài)氧O2的形成,因此,該種細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型應(yīng)屬于化能自養(yǎng)類(lèi)型的細(xì)胞代謝作用。 當(dāng)環(huán)境水經(jīng)微管組織的毛細(xì)作用進(jìn)入植物葉面組織中后,水質(zhì)量應(yīng)該處于短鏈結(jié)構(gòu)狀態(tài),太陽(yáng)光的輻射能量會(huì)

34、使葉面組織中的水結(jié)構(gòu)表現(xiàn)光壓mº和熱壓Tm而形成質(zhì)量離散度m/T并使水結(jié)構(gòu)的性鍵斷裂同時(shí)轉(zhuǎn)變成細(xì)胞質(zhì)量聚集過(guò)程所需要的營(yíng)養(yǎng)核體,或者使水結(jié)構(gòu)的負(fù)鍵斷裂而形成游離H參與核基的形成和胞質(zhì)內(nèi)的質(zhì)量聚集過(guò)程,水結(jié)構(gòu)經(jīng)負(fù)鍵解離后剩余的負(fù)鍵殘核則轉(zhuǎn)變成游離態(tài)氧核O=參與胞內(nèi)代謝或轉(zhuǎn)變成分子態(tài)氧O2釋放于環(huán)境中或者轉(zhuǎn)變成分子氨參與蛋白質(zhì)的生物合成,而該種細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型應(yīng)屬于高等植物的營(yíng)養(yǎng)代謝方式和呼吸類(lèi)型。 以上推導(dǎo)的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)代謝類(lèi)型的基本化學(xué)反應(yīng)可總結(jié)如下: 細(xì)胞質(zhì)膜的界面聚合,界面釋放和界面解離作用以及環(huán)境營(yíng)養(yǎng)分子的鍵透性穿膜運(yùn)輸過(guò)程可表示如下:(一)質(zhì)量離散度式穿膜運(yùn)輸類(lèi)型: (游離) 2 (

35、Hº4Q) + 質(zhì) 膜 H4C 外 內(nèi) 2 (Hº4Q) + 質(zhì) 膜 H3C 外 內(nèi) (Hº4C) 質(zhì) 膜 H3C (O2Hº2C) CO2 外 內(nèi) (游離) 2(Hº4Q) + 質(zhì) 膜 H4C (二) 質(zhì)量聚集度式穿膜運(yùn)輸類(lèi)型: (游離) 2(Hº4Q2) 質(zhì) 膜 + 2(H3C) 外 內(nèi) 2(Hº4C) 質(zhì) 膜 + 2(H3C) 外 內(nèi) 2(Hº2C) 質(zhì) 膜 + 2(H3C) (2O=) O2 外 內(nèi) (游離) 2(Hº4Q2) 質(zhì) 膜 +2(H3C) (三) 氫離子H的穿膜運(yùn)輸過(guò)程: (游離) H

36、 質(zhì) 膜 + (H) 外 內(nèi) H° + 質(zhì) 膜 (H) 外 內(nèi) 質(zhì) 膜 +(H) (四) 堿離子H-的穿膜運(yùn)輸過(guò)程: Hº + 質(zhì) 膜 + (H) 外 內(nèi) Hº + 質(zhì) 膜 (H) 外 內(nèi) H + 質(zhì) 膜 (H) H 外 內(nèi) Hº + 質(zhì) 膜 + (H) (五) 氧核的穿膜運(yùn)輸過(guò)程: (游離)O= + 質(zhì) 膜 + (O) (2H) 外 內(nèi) O + 質(zhì) 膜 + Hº2O 外 內(nèi) (游離)O= + 質(zhì) 膜 + (O) (2H)4. 結(jié) 論 由上述研究過(guò)程可得出如下結(jié)論:1、染色體DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)解鏈過(guò)程可相應(yīng)降低胞質(zhì)空間壓力mº/m而使

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