糖類
糖是自然界存在的一大類具有生物功能的有機(jī)化合物。與生物體關(guān)系最密切的多糖是淀粉、糖原和纖維素。
淀粉是麥芽糖的高聚體,完全水解后得到葡萄糖。淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉含幾百個(gè)葡萄糖單位,支鏈淀粉含幾千個(gè)葡萄糖單位。在天然淀粉中直鏈的約占22%~26%,它是可溶性的,其余的則為支鏈淀粉。當(dāng)用碘溶液進(jìn)行檢測(cè)時(shí),直鏈淀粉液呈顯藍(lán)色,而支鏈淀粉與碘接觸時(shí)則變?yōu)榧t棕色。
糖原又稱動(dòng)物淀粉,是動(dòng)物的能量貯存庫。糖原的結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉有基本相同的結(jié)構(gòu)(葡萄糖單位的分支鏈),只是糖原的分支更多。糖原呈無定形無色粉末,較易溶于熱水,形成膠體溶液。糖在動(dòng)物的肝臟和肌肉中含量最大,當(dāng)動(dòng)物血液中葡萄糖含量較高時(shí),就會(huì)結(jié)合成糖原儲(chǔ)存于肝臟中,當(dāng)葡萄糖含量降低時(shí),糖原就可分解成葡萄糖而供給機(jī)體能量。
纖維素是自然界中最豐富的多糖。它是沒有分支的鏈狀分子,與直鏈淀粉一樣,是由D-葡萄糖單位組成。纖維素結(jié)構(gòu)與直鏈淀粉結(jié)構(gòu)間的差別在于D-葡萄糖單位之間的連接方式不同。由于分子間氫鍵的作用,使這些分子鏈平行排列、緊密結(jié)合,形成了纖維束,每一束有100~200條纖維系分子鏈。這些纖維束擰在一起形成繩狀結(jié)構(gòu),繩狀結(jié)構(gòu)再排列起來就形成了纖維素。
蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵
蛋白質(zhì)是細(xì)胞里最復(fù)雜的、變化最大的一類大分子,它存在于一切活細(xì)胞中。蛋白質(zhì)是分子量很大的聚合物,水解時(shí)產(chǎn)生的單體叫氨基酸。蛋白質(zhì)的種類繁多,功能迥異,各種特殊功能是由蛋白質(zhì)分子里氨基酸的順序決定的,氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。
多個(gè)氨基酸失水形成的肽稱多肽,多肽一般是鏈狀化合物。17種不同的氨基酸組合的不同方式可達(dá)到3.56×1014種。但目前在自然界中已發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)種類比起這個(gè)數(shù)目來還差得很遠(yuǎn)。同樣,由一組氨基酸按不同順序組成的蛋白質(zhì)種類的理論數(shù)目和實(shí)際存在于細(xì)胞中的種類數(shù)也相差甚遠(yuǎn)。這個(gè)現(xiàn)象說明只有某些氨基酸并按某幾種順序組合而成的蛋白質(zhì)才與生命或生理活性有關(guān)。
蛋白質(zhì)分子是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的生物大分子。蛋白質(zhì)的種類很多,按功能來分有活性蛋白和非活性蛋白;按分子形狀來分有球蛋白和纖維蛋白。球蛋白溶于水、易破裂,具有活性功能,而纖維狀蛋白不溶于水,堅(jiān)韌,具有結(jié)構(gòu)或保護(hù)方面的功能,頭發(fā)和指甲里的角蛋白就屬纖維狀蛋白。按化學(xué)組成來分有簡(jiǎn)單蛋白和復(fù)合蛋白,簡(jiǎn)單蛋白只由多肽鏈組成,復(fù)合蛋白由多肽鏈和輔基組成,輔基包括核苷酸、糖、脂、色素(動(dòng)植物組織中的有色物質(zhì))和金屬配離子等。
蛋白質(zhì)廣泛而又多變的功能決定了它們?cè)谏砩系闹匾。來自食物的蛋白質(zhì)是身體的氮和硫的主要來源。除催化功能和結(jié)構(gòu)功能外,還構(gòu)成了肌肉收縮的體系。作為抗體,它們是身體的防衛(wèi)系統(tǒng),而作為激素,則能夠調(diào)節(jié)身體的腺體的活動(dòng)。在血液中它們維持體液平衡,是凝血機(jī)制的一部分,能輸送氧氣和類脂物等。
酶
酶是一類由生物細(xì)胞產(chǎn)生的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。
從酶的化學(xué)組成來看,可分成單純酶和結(jié)合酶兩大類。單純酶的分子組成全為蛋白質(zhì),不含非蛋白質(zhì)的小分子物質(zhì)。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等都屬單純酶。結(jié)合酶的分子組成除蛋白質(zhì)外,還含有對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)的小分子物質(zhì),這種非蛋白質(zhì)部分叫做輔助因子。酶蛋白與輔助因子結(jié)合后所形成的復(fù)合物或配合物叫做全酶。輔助因子是這類酶起催化作用的必要條件,缺少了它們,酶的催化作用即行消失,酶蛋白、輔助因子各自單獨(dú)存在時(shí)都無催化作用。
人體對(duì)食物的消化、吸收,通過食物獲取能量,以及生物體內(nèi)復(fù)雜的代謝過程都包含許多化學(xué)反應(yīng),必須有各種不同的酶參與作用。這些專一性的酶組成一系列酶的催化體系,維持生物體內(nèi)各種代謝過程有規(guī)律的進(jìn)行。
核酸、基因、遺傳信息
核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞者。核酸有著幾乎多得無限的可能結(jié)構(gòu),而生物體的遺傳特征就反映在DNA分子的結(jié)構(gòu)上,即DNA的結(jié)構(gòu)攜帶著遺傳的全部信息,就是通常所說的DNA攜帶著遺傳的密碼。
基因是具有遺傳功能的單元,一個(gè)基因是DNA片段中核苷酸堿基特定的序列,此序列載有某特定蛋白質(zhì)的遺傳信息。人們形象的將DNA堿基序列稱為遺傳編碼,DNA序列分析是揭開遺傳密碼的關(guān)鍵,也是基因研究的基礎(chǔ)。
每個(gè)DNA分子含有很多基因,這些基因按一定順序排列,就成為創(chuàng)造蛋白質(zhì)的圖紙和指揮復(fù)制的命令,F(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為,基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位,是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,每個(gè)基因中可以含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸。核酸貯存和傳遞遺傳信息,蛋白質(zhì)是基因作用的直接產(chǎn)物,并含有遺傳信息。蛋白質(zhì)是組成生物體的重要成分,生物體的性狀主要是通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的,生物體內(nèi)大部化化學(xué)反應(yīng)也離不開稱作酶的蛋白質(zhì)進(jìn)行催化。因此,基因?qū)π誀畹臎Q定性作用是通過DNA控制蛋白質(zhì)的合成來實(shí)現(xiàn)的。核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞執(zhí)行者,遺傳信息由DNA→RNA→蛋白質(zhì)的表達(dá)過程,也稱基因表達(dá),是分子生物學(xué)(分子遺傳學(xué))研究的核心。
生物膜
在地球上出現(xiàn)有生命物質(zhì)和它由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的長期演化過程中,生物膜的出現(xiàn)是一次飛躍,它使細(xì)胞能夠獨(dú)立于環(huán)境而存在,靠通過生物膜與周圍環(huán)境進(jìn)行有選擇的物質(zhì)交換而維持生命活動(dòng)。顯然,細(xì)胞要維持正常的生命活動(dòng),不僅細(xì)胞的內(nèi)容物不能流失,且其化學(xué)組成必須保持相對(duì)穩(wěn)定,這就需要在細(xì)胞和它的環(huán)境之間有某種屏障存在。同時(shí)細(xì)胞在不斷進(jìn)行新陳代謝過程中,又需要經(jīng)常由外界得到氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝產(chǎn)物和廢物,使細(xì)胞保持動(dòng)態(tài)的恒定,這對(duì)維持細(xì)胞的生命活動(dòng)極為重要。因此生物膜是一個(gè)具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的半透性膜,它的主要功能可歸納為:能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)運(yùn)送、信息識(shí)別與傳遞。
對(duì)各種膜性結(jié)構(gòu)的化學(xué)分析表明,膜主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)組成。生物膜所具有的各種功能,在很大程度上決定于膜內(nèi)所含的蛋白質(zhì);細(xì)胞和周圍環(huán)境之間的物質(zhì)、能量和信息的交換,大多與細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。細(xì)胞膜蛋白質(zhì)就其功能可分為以下幾類:一類是能識(shí)別各種物質(zhì),在一定條件下有選擇地使其通過細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)如通道蛋白;另一類是分布在細(xì)胞膜表面,能“辨認(rèn)”和接受細(xì)胞環(huán)境中特異的化學(xué)性刺激的蛋白質(zhì),這統(tǒng)稱為受體;還有一大類膜蛋白質(zhì)屬于膜內(nèi)酶類,種類甚多;此外,膜蛋白質(zhì)可以是和免疫功能有關(guān)的物質(zhì)?傊,不同細(xì)胞都有它特有的膜蛋白質(zhì),這是決定細(xì)胞在功能上的特異性的重要因素。
來源:化科院素質(zhì)教育網(wǎng)
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/495395.html
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