磷酸二酯键是DNA骨架中的关键连接结构，它将脱氧核糖与磷酸基团通过酯化反应结合在一起，并进一步将相邻的脱氧核苷酸单元串联起来。在这个过程中，实际上是发生了两个脱氧核苷酸之间的脱水缩合反应。具体来说，一个脱氧核苷酸上的羟基（-OH）会与另一个脱氧核苷酸上的磷酸基团发生反应，释放出一个水分子（H₂O），从而完成键的形成。
从化学机制上讲，这种类型的反应属于典型的亲核取代反应。在此类反应中，羟基作为亲核试剂进攻磷酸基团上的磷原子，促使原有的化学键断裂并释放出水分子。这一过程不仅确保了新键的稳定建立，还遵循了能量守恒定律。
此外，在细胞内由DNA聚合酶催化此类反应时，这种高效的脱水缩合方式有助于快速且精确地合成长链DNA分子。同时，这也反映了生命体系对化学反应效率的高度优化设计。
总之，在DNA分子中形成磷酸二酯键时产生水分子，是由于脱水缩合反应的本质所决定的，这种现象既体现了化学反应的基本规律，也展示了生物系统在分子层面运作的独特智慧。
