高分子
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高分子是具有相当高的分子量的分子，一般指聚合物和结构上包括聚合物的分子。几乎所有的高分子都是有机分子。
许多生物化学中的分子是高分子，其中包括蛋白质、淀粉、脂类和核酸，这些分子有时也被称为生物高分子。人工合成的高分子包括塑料。金属和晶体虽然也是由许多原子组成的，其内部通过类似分子的键联合在一起，但是它们一般不被认为是高分子。
有时不同的高分子之间通过分子间力（但不是通过化学键）组合到一起，尤其是假如这样的组合是自然发生的，而且其组成部分一般不单独出现的话，那么这样的混合物也会被称为高分子。实际上这样的混合物更应该被称为高分子复合物。在这种情况下组成这个复合物的单个高分子往往被称为下单位。
由高分子组成的物质往往有不寻常的物理特性。液晶和橡胶就是很好的例子。许多高分子在水中需要特殊的小分子帮助才能溶解。许多需要盐或者特殊的离子来溶解。
高分子往往是由单体通过缩合反应构成。
目录 |
[编辑] 碳水化合物
[编辑] 单体
- 细胞的主要成分
- 可由光合作用产生
- 在其化学键中为细胞呼吸存储能量
- 碳在骨架中的数量一般有三到五个：
- 三个碳：丙糖
- 五个碳：戊糖出现于DNA和RNA中，核糖
- 六个碳：己糖(如：葡萄糖，乳糖，果糖)
- 结构：一个碳元素双键一个氧元素，其他的碳元素和羟基相链。
- 椅式构象或环（葡萄糖，如果羟基在环下为α，如果羟基在环上为β）
[编辑] 双体
[编辑] 多糖
- 由成百到几万个单体构成
- 用于存储热量和结构
几种多糖：
- 植物中
[编辑] 脂类
- 不是多糖，不由缩合反应构成
- 不溶于水
[编辑] 脂肪
脂肪分子由一个甘油和三个脂肪酸构成。有很长的烃链（16至18个碳元素），烃链结束羧酸。正由于烃链的原因，脂肪分子中大部分键为非极性，因此不溶于水。脂肪酸分为脂肪饱和酸和不饱和脂肪酸。脂肪
[编辑] 饱和脂肪酸
- 没有碳碳双键
- 氢元素的数量最大
- 直链，因此密度大，室温下为固体
[编辑] 不饱和脂肪酸
- 有碳碳双键
- 骨架中有拐弯处（碳碳双键）
- 密度小，室温下为液体
功能
- 保存能量，效率是多糖的两倍
- 保护内脏
- 防止热量流失（鲸和海豚）
[编辑] 磷脂
磷脂结构为一个甘油，两个脂肪酸和一个磷群，因此磷脂部分溶于水（磷群），部分不溶于水（脂肪酸）。由于这种半溶半不溶的性质，在水中不溶于水的脂肪酸朝内，易溶的磷群朝内，围成一个圈，形成微团。在细胞膜中，形成磷脂双层体。
[编辑] 类固醇
类固醇结构在碳构架中，有四个融合的碳环。胆固醇广泛存在于动物体的细胞膜中，同时也是合成几种重要类固醇的材料。
[编辑] 蛋白质
细胞的构成材料。蛋白质是由氨基酸通过肽键有序连接而形成的多肽链。蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的氨基和羧基缩合失水后形成肽键，由三个或三个以上氨基酸残基组成的肽称为多肽形成多肽链。
作用：
- 支撑结构：动物连接组织中的胶原质。
- 运输：血色素，钾钠腺苷三磷酸酶（Hydrogen potassium ATPase）。
- 荷尔蒙：胰岛素
- 运动：肌动蛋白
- 防御：抗体
- 催化。蛋白质的一个重要功能就是作为生物催化剂，酶。
蛋白质的分子结构可划分为四级：
- 一级结构：组成多肽链的线性氨基酸序列。
- 二级结构：α螺旋、β折叠、β转角。
- 三级结构：由一条多肽链的不同氨基酸侧链间的相互作用形成的稳定结构。
- 四级结构：由不同多肽链亚基间相互作用形成具有功能的蛋白质分子。
[编辑] 氨基酸
氨基酸是蛋白质的单体，一个蛋白质由20个氨基酸构成，氨基酸的多体叫做多肽，一个蛋白质有一个或者两个多肽构成。
氨基酸由四个化合物连接于中央的碳元素构成：氢元素，羧酸，氨基酸，侧链。
[编辑] 核酸
保存并传递遗传信息。有核糖核酸与脱氧核糖核酸两种，染色体有脱氧核糖核酸构成，内有上十万个基因。不直接出现于蛋白质的合成过程中，DNA-RNA-蛋白质，一次建立起自己的复制。含氮元素的环有两种：嘧啶和嘌呤。嘧啶为六元环，在DNA中有胞嘧啶（Cytosine），胸腺嘧啶（Thymine），在RNA中有胞嘧啶（Cytosine）和尿嘧啶（Uracil）。
 胞嘧啶 |
 胸腺嘧啶 |
 尿嘧啶 |
嘌呤为融入六元环的五元环。有腺嘌呤(Adenine)和鸟嘌呤两种(Guanine)。
 腺嘌呤 |
 鸟嘌呤 |
核糖核酸的合成：连接第一个核苷酸中的糖和第二个核苷酸中的磷，构成磷酸二酯键，形成三维结构：
- RNA为单链
- DNA为双链
- 双螺旋
- 沃森与克里克
- 磷酸二酯键在外的螺旋
- 环在内有氢键链接
- 环的链接规则：
- A-T 两个氢键
- G-C 三个氢键
在生物中，DNA一般不以简单分子的形式存在，而往往以紧密连接的多个分子群的形式存在。[1][2] 这两条长链向血脉一般紧紧相连，形成一个双螺旋形。脱氧核糖核酸的结构：核苷酸的多体，核苷酸有含氮和碳元素的环，糖，PO4。几个核苷酸连成的循环固定结构同时拥有能把链连在一起的骨干，又有互相作用是DNA形成螺旋形的中央的环。
DNA中的糖是戊糖2-去氧核糖。这些糖是由在环中第三个和第五个碳元素之间的磷酸二酯键链接的。键的不对称是每个键有了方向。在一个核苷酸的双螺旋中双链的方向是相反的。这种排列被叫做反平行。不对称的链的两头分别被叫做5' (five prime) 和3' (three prime)。DNA和RNA只见最大的区别就在于糖，在DNA的糖有2-去氧核糖而在RNA则是一个戊糖核糖。 [2]
[编辑] 碱基对
碱基对是形成核酸DNA、RNA单体以及编码遗传信息的化学结构。组成碱基对的碱基包括A、G、T、C、U。严格地说，碱基对是一对相互匹配的碱基（即A：T， G：C，A：U相互作用）被氢键连接起来。然而，它常被用来衡量DNA和RNA的长度（尽管RNA是单链）。它还与核苷酸互换使用，尽管后者是由一个五碳糖、磷酸和一个碱基组成。
碱基对通常简写做bp(英语base pair)，千碱基对为kbp，或简写作kb（对于双链核酸。对于单链核酸，kb指千碱基）。
