生化物分子(即生物化合物分子)是无机物分子与有机物分子构成的。它虽叫“生物化合物”,但它不是生物。无机物分子、有机物分子属于“非生命物质”,细胞与生物属于“生命物质”。生化物分子虽然也属于“非生命物质”,但它更主要是介于非生命物质与生命物质之间的过渡性物质,成为非生命物质过渡到生命物质的转拆点(鸿沟)。过了这条鸿沟,物质就成为生物细胞和生物。过不了,那它就永远是一般物质(非生命物质)。
(一)生化物分子分类:
1、糖类:(1)单糖:丙糖、丁糖、戊糖(如核糖、脱氧核糖)、己糖(如葡萄糖、果糖)。
(2)二糖(寡糖):蔗糖、麦芽糖、乳糖等。
(3)多糖:同多糖(如淀粉、糖原、纤维素等);杂多糖(如糖胺聚糖等)。
2、脂类:(1)饱和性脂肪酸与非饱和性脂肪酸。
(2)脂类:甘油酯、神经鞘脂、类固醇等。
3、核酸:单核苷酸、脱氧核糖核酸DNA、核糖核酸RNA。
4、蛋白质类:(1)氨基酸:谷氨酸、丙氨酸等20种。
(2)单纯蛋白质:如清蛋白、球蛋白、组蛋白、胰岛素等。
(3)缀合蛋白质:如核蛋白、色蛋白、糖蛋白、脂蛋白等。
5、酶类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶等。
6、维生素:水溶性维生素(如维生素C、维生素PP、泛酸、生物素、叶酸等)。
脂溶性维生素(如维生素A、维生素D、维生素K、维生素E等)。
7、激素:雄激素(是19个碳原子的类固醇)和雌激素(是18个碳原子的类固醇等)。
(二)生化物分子结构:
生化物分子是指以碳原子C骨架为主的化合物分子。生化物分子包括生化物小分子(单糖、脂肪酸、氨基酸、单核苷酸)与生化物大分子(糖类、脂类、蛋白质类、核酸类、酶类、维生素类、激素类等)。生化物小分子构成生化物大分子:
1、糖类:单糖是糖类构成的基本单元,称为糖类小分子,是指不能再水解的糖。单糖的碳骨架一般为3~7个碳原子,重要的单糖是戊糖,如:核糖分子、脱氧核糖分子、葡萄糖分子。
寡糖由2~10个单糖分子组成,如蔗糖。多糖一般是几百或几千个单糖而形成的多聚体,如淀粉、纤维素等。
2、脂类:脂肪酸是羧基与脂肪烃基连接而成的一元羧酸,称为脂类小分子。分为饱和脂肪酸(如丁酸)与不饱和脂肪酸(如油酸)。
脂肪类存于动物体,油类存于植物体,酯类为实验品和工业品。
3、蛋白质类:氨基酸(约20种)是蛋白质的基本结构单元,称为蛋白质小分子,由氨基或亚氨基和羧基构成,如丙氨酸
。
蛋白质除含有氨基酸外,还含有非氨基酸成份。
4、核酸类:单核苷酸是构成核酸大分子的基本单元,称为核酸小分子。
单核苷酸由核苷与磷酸构成,核苷由碱基和戊糖构成。戊糖分为核糖与脱氧核糖。碱基蕴藏着人体的遗传特性(遗传信息),分为嘌呤碱和嘧啶碱的衍生物,嘌呤碱分为腺嘌呤和鸟嘌呤。嘧啶碱分为胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。
核酸大分子DNA、RNA由若干单核苷酸小分子组成为多核苷酸链。人体细胞核含有两类核酸大分子,简称“核糖核酸(RNA)”、“脱氧核糖核酸(DNA)”。DNA绝大部分存在于细胞核染色体中,染色体是由一个高度压缩的DNA大分子和一些蛋白质组装起来的。DNA大分子中的一个片段(碱基)对应一个遗传基因。细胞核染色体所含基因的总和,称为“遗传基因组”。人体的遗传特性是由核酸大分子DNA决定的,一个DNA组态对应一个人体,即一个人。
核酸大分子DNA结构分为一级、二级、三级和四级。DNA为双螺旋结构,是由两条相互平行、结构相同、方向相反多核苷酸链构成的,这是“泡利不相容原理”,与原子的“泡利不相容原理”相同。当平行的两链间的氢键断裂,双链彼此分开,然后每条链可分别作为模板,按碱基互补原则配对,合成新的多核苷酸链,形成两个新核酸大分子DNA。这是DNA的半保留复制特性,这是无机物分子、有机物分子和糖类、脂类、蛋白质类等大分子所没有的特性。
(三)生化物分子的基本特性
1、生化物分子(糖类、脂类、蛋白质类与核酸等)具有理化特性。
2、糖类的生化特性:主要指“糖代谢”性,经过人的消化道的水解酶作用,水解成为单糖后,被小肠粘膜细胞吸收入血液。单糖是人体的主要供能物质,所需能量的的70%以上是由糖氧化分解供应的。糖是人体的重要组成部分,约占人体干重的2%,糖脂是构成神经组织与细胞膜的成份。
3、脂类的生化特性:主要指分解代谢性、合成代谢性和储存能量、氧化供能。脂肪酸是人体可直接吸取的必需的营养成份。
4、蛋白质的生化特性:蛋白质是生命物质的基础,是人体细胞的主要成份,约占17~20%,以干重计约占45%;蛋白质的不同结构决定着不同的生命功能;蛋白质的“代谢”性在人的生命活动中起着非常作用,如制造、修补、催化、调节、转运、储存、运动、支持、免疫、保护、生长、繁殖、载体、受体、氧化、供能、营养、消化、吸收等。
5、核酸大分子DNA、RNA的生化特性,指其“代谢特性”,核酸多以核蛋白的形式存在,在人的胃中受胃酸的作用,分解为核酸和蛋白质,核酸可代谢,蛋白质也可代谢。核酸的消化吸收,主要在小肠内进行。DNA、RNA尤其具有“遗传特性”,DNA半保留复制特性使核酸大分子具有增殖特性,1个分子变为2个,2变为4个,4变为8个……,这既是复制特性,也是增殖特性,还是遗传特性;DNA大分子蕴藏着大量人生命的“遗传信息”,父母的遗传信息传授给子女,一代一代地传下去,这是最重要的“遗传特性”,即基因与基因组特性。