生物大分子“水解”和“分解”的辨析

赵 斐 路小娜

（1.陕西师范大学 陕西西安 710100；2.陕西省西安中学 陕西西安 710100）

一、问题的提出

人教版高中生物学教材必修一第2章——《组成细胞的分子》介绍了组成细胞的几种主要化学元素和化合物。化合物包括水、无机盐等无机物，有机物包括蛋白质、糖类、脂质和核酸等。其中，蛋白质、核酸和多糖三种有机物分别是以氨基酸、核苷酸和单糖为基本单位组成的多聚体，相对而言，分子质量很大，因此把他们称之为生物大分子。在阐明单体和生物大分子之间的关系是，教材上有的说是水解，有的说是分解。如此一来，很多学生甚至老师都分不清楚分解和水解的关系，一些试题中也在水解和分解的区别上出考点，这给老师和学生都带来了很大的困扰。

二、生物学教材上关于生物大分子分解和水解的表述

人教版生物教材P22页的思考与讨论题的第2题中提到：进入人体消化道的蛋白质食物要经过消化酶的作用，“分解”为氨基酸，然后才能被人体吸收。P24页的课后练习题中的第一题判断题是：蛋白质水解的最终产物是氨基酸。P28页中关于核苷酸的表述是：核酸“水解”后得到许多核苷酸，实验证明，核苷酸是核酸的基本组成单位。在第4节中关于单糖、二糖和多糖的定义（P30-31），单糖是不能水解的糖；二糖是可以水解为两分子单糖的糖；在关于多糖的描述中说：“淀粉不易溶于水，人们食用的淀粉必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞利用”、“食物中的淀粉水解后变成葡萄糖”、“人和动物学业红的葡萄糖低于正常含量是，糖原便分解产生葡萄糖及时补充”。在“细胞呼吸”一节中，提到有机物经过氧化分解后释放能量用于合成ATP等。教材中关于生物大分子的水解还是分解的问题，并没有统一的规定。由此引起了很多的争议。

三、水解和分解的辨析

1.分解和水解的含义

分解反应是常见四大基本化学反应类型之一，由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应叫分解反应。可以简单理解为“一变多”。也就是说，分解反应就是一种的物质经过分解反应以后，生成了多种不同的物质。水解反应是一种化工单元过程，是利用水将物质分解形成新的物质的过程。其本质在于将某种物质的一个化学键利用水电离出来的氢离子和氢氧根离子。

2.水解和分解的关系

从水解和分解的概念可以看出，二者既有一定的联系，也有一些区别。二者在对一种化学反应的定义上具有差异性和共同点。首先，二者在反应物的规定上有差别。水解是利用水将一种物质变成新物质的过程，所以水解反应的底物有两种，其一必须是水，分解反应的底物则是一种物质。其次，两种反应的产物有区别，分解反应的产物是两种或两种以上不同的物质，水解则没有说明产物种类问题。二者也有一定的联系。不论是水解反应还是分解反应，都是将原物质通过化学反应变成新物质。

3.生物大分子的水解和分解

人教版高中生物教材必修一中，涉及到的生物大分子主要是蛋白质、核酸和多糖。这些大分子都是有单体聚合而成，严格意义上的水解和分解反应都能发生，但是水解和分解的最终产物有差异，因此，在对某些反应的定义上，还是应该严格区分，不能将二者混淆。书文列举了很多教材中涉及到的水解和分解反应，很多时候对着两种反应都没有严格区分，笔者认为，蛋白质等生物大分子进行的是分解反应还是水解反应，主要取决于其产物。

以蛋白质为例，蛋白质是典型的生物大分子，生物体内的蛋白质是由20种常见的氨基酸通过脱水缩合的过程聚合而成，起反应机理是氨基酸的氨基脱掉一分子氢，羧基脱掉一分子羟基，形成一分子水，形成肽键。蛋白质在酶的催化作用下反应，产物首先是氨基酸，肽键断裂，利用一分子水，产生各种氨基酸。这个过程明显属于水解反应，所以教材P22页的思考与讨论题的第2题的表述：“进入人体消化道的蛋白质食物要经过消化酶的作用，‘分解’为氨基酸，然后才能被人体吸收”是错误的，蛋白质变为氨基酸的过程是典型水解反应。如果蛋白质作为能源物质供能，会经过一系列的反应过程，最终将其彻底（或不彻底）氧化分解成二氧化碳和尿素等物质，同时释放出能量，用于合成ATP，这才属于分解反应。但是蛋白质供能过程首先是水解为氨基酸，氨基酸转变为丙氨酸的前体物质，参与“葡萄糖—丙氨酸循环”，再经过糖异生作用转化成葡萄糖糖，最后被氧化分解放能[1]。糖类作为主要的能源物质，淀粉、糖原等多糖先经过水解反应，变成单糖，才能被细胞吸收利用，单糖在细胞内被氧化分解供能。核酸也是如此，核酸的基本单位是核苷酸，核苷酸的降解过程也是先进性水解反应，才能进一步分解。

四、结论及建议

蛋白质、核酸、多糖等多聚体是由单体经过脱水缩合聚合而成的大分子，这些大分子经过酶促反应变成单体，这些反应都属于水解反应，而非分解反应。食物中的蛋白质水解为氨基酸才能被吸收和利用；多糖是能被水解为多个单糖的糖，被水解后才能被细胞吸收和利用，进一步氧化分解供能。教材中关于生物大分子水解和分解代谢的表述必须加以辨别，核心概念是中学生物教学的重要内容，对核心概念精准无误的解读是提高教学水平的基本前提。

[1]李广义,刘艳华.制麦过程蛋白质分解的探讨[J].民营科技,2008（01）：35.