CÁC LIÊN kết hóa học TRONG hệ THỐNG SỐNG và VAI TRÒ của các LIÊN kết hóa học đó đối với cơ THỂ SỐNG

CÁC LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG HỆ THỐNG SỐNG VÀ VAI TRÒ CỦA CÁC LIÊN
KẾT HÓA HỌC ĐÓ ĐỐI VỚI CƠ THỂ SỐNG
I. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
I.1 Định nghĩa:
II. LIÊN KẾT ION
II.1 Định nghĩa:
Liên kết ion (hay còn gọi là liên kết tĩnh điện) là liên kết được tạo ra bởi lực hút tĩnh điện
giữa 2 ion trái dấu hay giữa 2 nguyên tử khác nhau lớn về độ âm điện.
VD: NaCl:
Na+ +
Cl
NaCl

− Có sự chuyển điện tử, nguyên tử cho điện tử tích điện dương (cation), nguyên tử
nhận điện tử tích điện âm (anion).
− Các nguyên tử tích điện trái dấu hấp dẫn nhau (lực hút tĩnh điện).
− Năng lượng liên kết trung bình khoảng 5 kcal/mol.
Trong dung dịch các cation và anion ít có vai trò quyết định cấu hình không gian của
các phân tử hữu cơ vì chúng thường bị bao vây bởi “lớp áo” gồm các phân tử nước.
II.2 Vai trò:
− Liên kết ion tạo nên nhiều hợp chất vô cơ như: NaCl, KCl...
− Liên kết ion cũng có mặt trong nhiều hợp chất hữu cơ như trong cấu trúc bậc III của
protein.
III. LIÊN KẾT HYDRO
III.1 Định nghĩa:

− Trong dung dịch, các vùng phân cực của các phân tử nước liền kề tạo liên kết
hydro với nhau tạo nên sức căng bề mặt.
− Khi không có nước, liên kết hydro có năng lượng khoảng 3-7 kal/mol.
− Liên kết H2 là liên kết yếu dễ dàng bị phân huỷ bởi năng lượng nhỏ.
− Lực liên kết hydro > lực tương tác Van der Waals.

Khác với tương tác Van der Waals, liên kết hydro có tính định hướng. Liên kết hydro chỉ
trở nên mạnh nhất khi nguyên tử H cho liên kết và nguyên tử nhận liên kết đối diện trực
tiếp với nhau, khi góc liên kết vượt quá 300 thì lực liên kết yếu đi nhiều.
III.2 Vai trò:
Các liên kết H2 có chiều dài xác định và hướng xác định nên tạo thành hình dạng ổn định
của phân tử.
Liên kết hyđro là loại liên kết rất quan trọng trong các đại phân tử như protein, acid
nucleic .. Trong protein, liên kết hyđro tạo nên cấu trúc bậc II của phân tử. Trong acid nucleic,
các nucleotide ở 2 chuỗi của ADN hay 2 phần khác nhau của chuỗi ARN liên kết với nhau
bằng liên kết hydro theo nguyên lý bổ sung để tạo nên phân tử ADN và ARN.

Tham gia trong cấu trúc của ADN, ARN. A liên kết với T bằng 2 liên kết H, G liên kết
với X bằng 3 liên kết H, liên kết H được liên tục tạo thành với 1 lượng rất lớn tạo nên
cấu trúc ADN vừa linh động vừa bền vững. Tham gia vào cấu trúc bậc 2 của protein
Duy trì cấu trúc và chức năng của protein, ADN.

chứng minh:


 Xét cấu trúc AND:
cấu trúc của phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch pôlinuclêôtit chạy
song song và ngược chiều nhau xoắn đều đặn quanh trục phân tử. Đa số các phân
tử ADN được cấu tạo từ hai mạch pôlinuclêôtit cấu trúc theo nguyên tắc đa phân
(gồm nhiều đơn phân kết hợp với nhau) và nguyên tắc bổ sung. Nguyên tắc bổ
sung: A của mạch này thì liên kết với T của mạch kia bằng hai mối liên kết hiđrô
và ngược lại; G của mạch này thì liên kết với C của mạch kia bằng ba mối liên kết
hiđrô và ngược lại. Chức năng của ADN là lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông
tin di truyền.
Do liên kết Hidro là liên kết yếu, nên nó bị phá vỡ dễ dàng trong quá trình nhân đôi
ADN và phiên mã gen.

Liên kết hydro có vai trò quan trọngtrong việc tạo nên cấu trúc không gian của các
phân tử sinh học, đặc biệt dó là phân tử protein và phân tử nucleic acid
Trong lipid:
Là thành phần chính của tế bào.
steroid bao gồm cholesterol và hoocmôn
Phức chất được xếp vào nhóm lipit đều có đặc tính chung là ái lực thấp hay không
có ái lực đối với nước. Đặc tính kỵ nước dựa vào cấu trúc phân tử.
CH2-OH
HCOOR1
CH2-COOR1
CH-OH
+ HCOOR2
CH-COOR2
+ 3H2O
CH2-OH
HCOOR3
CH2-COOR3
Glixerin
acid cacbonxyn
lipid
Phân tử lipid tách biệt với nước vì phân tử nước có liên kết hydro giữa các phân tử
Phân tử ưa nước (ái nước) : phân tử có thể tạo cầu nối Hydro với nước;
nguợc lại với phân tử kỵ nước (ghét nước) không thể tạo cầu nối với hydro,do đó có
khuynh hướng kết tụ lẫn nhau, tránh xa nuớc (ví dụ điển hình là khi bỏ dầu vào nước)
Các liên kết này yếu hơn nhiều so với liên kết hydro giữa các phân tử vì các phân tử
không phân cực không tan trong nước
 Xét cấu trúc protein:

Cấu trúc bậc 1: Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên
chuỗi polypepetide. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình

tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong
chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định
tính chất cũng như vai trò của protein.
Cấu trúc bậc 2: là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian.
Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và
cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở gần nhau.
Cấu trúc bậc 3:Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng
búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein Cấu trúc này lại đặc biệt phụ
thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide
 Trong cấu trúc này, nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm
kị nước thì chui vào bên trong phân tử. Các liên kết yếu hơn như liên kết hyđro
hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.
Cấu trúc bậc 4:Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên
cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết
yếu như liên kết hyđro.


Cấu trúc protein được tạo thành từ một hoặc hai liên kết hydro sẽ tạo nên sức bền cơ học
rất nhỏ, bởi vì liên kết hydro rất yếu & dễ dàng bị bẻ gãy mà gần như không phải kích
thích. Trong các protein, mọi thứ phức tạp nhờ tính đàn hồi entropi giống như các sợi mỳ
xoắn lại với nhau & tính cộng tác tự nhiên của các liên kết hydro.

kết luận: : Trong khoa học sự sống thì các mỗi liên kết đều có những vai trò nhất định
trong việc cấu tạo và hoạt động của tế bào. Liên kết mạnh thì nó giữ cho các chất luôn ổn
định và liên kết yếu thì nó làm các quá trình, tế bào luôn thay đổi liên tục không bao giờ
dừng lại, và nó làm cho sự sống luôn tồn tại và phát triển.