生物分子是參與生物體維持和新陳代謝過程的最基本有機分子。 這些非生物分子是維持生命的真正步兵。 它們既包括初級和次級代謝產物及激素等小分子，也包括蛋白質、核酸、碳水化合物和脂質等大分子。

一、模塊總結

本模塊介紹生命所必需的基本生物分子(核酸、氨基酸、脂質和碳水化合物)的結構和功能。這些分子負責細胞分裂中遺傳信息的傳遞，賦予細胞結構并儲存和傳遞能量。

二、模塊目標

將從小規模描述生物分子，從它們的基本構建塊開始，一直到它們組裝成大分子以及每個分子執行的關鍵功能。在該模塊中，您將了解蛋白質的結構如何影響其功能，脂質如何控制膜流動和細胞形狀，以及從飲食中的不同營養素產生能量所涉及的關鍵代謝過程。通過使用生物化學的詳細案例研究和實驗數據，您將了解生物分子在細胞過程中的作用及其對健康、疾病和生物技術的貢獻。例如，如何從植物中生產藥用天然產物以及關鍵酶的失調如何導致代謝疾病。

三、四大類生物分子

1.碳水化合物

在化學上，碳水化合物是多羥醛和酮或在水解過程中形成的化合物。通常，碳水化合物被稱為糖或甜味物質。它們通常被稱為糖(希臘語：sakcharon = 糖)。根據水解得到的糖的數量，碳水化合物可分為單糖(1 個單位)、寡糖(2-10 個單位)和多糖(10 個單位以上)。它們有許多功能：它們是食物能量的最豐富來源;它們在結構上對許多生物都很重要，因為它們構成了主要的結構成分，例如，纖維素是植物中重要的結構纖維。

2.蛋白質

蛋白質是另一組重要的生物大分子，約占細胞干重的50%。蛋白質是排列成多肽鏈的氨基酸聚合物。在某些情況下，蛋白質的結構可分為一級、二級、三級和四級。這些結構基于多肽鏈的復雜程度。蛋白質既具有結構功能，也具有動力學功能。肌球蛋白是一種在肌肉收縮時提供運動的蛋白質。大多數酶本質上都是蛋白質。

3.核酸

核酸是細胞中的遺傳物質，可將所有遺傳信息從父母傳遞給后代。核酸有兩種--脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。核酸的主要功能是通過翻譯和轉錄過程傳遞遺傳信息和合成蛋白質。核酸的單位稱為核苷酸，由一個含氮堿基、一個戊糖和一個磷酸組成。核苷酸通過 3' 和 5' 磷酸二酯鍵相互連接。含氮堿基與戊糖相連，使核苷酸具有獨特的外觀。DNA 中主要有四種含氮堿基：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。在 RNA 中，胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。DNA 的結構被描述為雙螺旋或雙鏈，由兩條反平行的多核苷酸鏈組成，堿基之間有氫鍵。一般來說，DNA 的結構類似于扭曲的梯子。

4.脂質

脂質是不溶于水的有機物，可溶于有機溶劑，屬于脂肪酸，可被活細胞利用。它們包括脂肪、蠟、固醇、脂溶性維生素、甘油單酯、甘油二酯和甘油三酯以及磷脂。與碳水化合物、蛋白質和核酸不同，脂質不是聚合分子。脂質在細胞結構中發揮著重要作用，也是能量的主要來源之一。

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