20、生物聚合物：生命的分子基础

生物聚合物：生命的分子基础

生命是一种神奇而复杂的现象，其本质与构成原子的组织方式密切相关。原子组合形成分子量约几百的分子单体，这些单体再连接成分子量高达十亿的线性或分支状大分子聚合物。能否创造、组织和维持这些巨大分子，正是区分生物与非生物的关键。下面，我们将深入探讨几种重要的生物聚合物。

多糖：糖类的聚合物

多糖是糖类的聚合物，典型的糖是葡萄糖。葡萄糖具有直链碳原子、多个 -OH 基团和双键氧等化学特征，我们摄入的大多数其他糖类都会转化为葡萄糖，然后通过将葡萄糖转化为二氧化碳来获取能量，这个过程称为呼吸作用。葡萄糖更常见的构型是环状，如图所示。

两个葡萄糖分子的聚合是一个缩合反应，其逆反应是水解。我们可以将糖的聚合概念扩展到长的线性或分支链。多糖的实际功能取决于组成糖的序列、它们彼此的取向以及链是否分支。

多糖在生物学中具有多种重要作用：
- 植物储能 ：植物将多余的葡萄糖储存为淀粉，淀粉是一种存在于水稻和小麦等种子中的多糖（面粉主要成分就是淀粉）。
- 植物结构 ：植物的结构物质主要是纤维素，它构成了我们所说的木材的大部分。
- 动物储能 ：当动物积累过多葡萄糖时，会将其聚合成糖原储存在肌肉和肝脏中。当需要能量时，糖原会水解成单体。

脂质：脂肪酸和甘油的聚合物

脂质是脂肪酸和甘油的聚合物。脂肪酸彼此的区别在于其长度和双键的位置，一端有有机酸基团 (-COOH)。含有双键的脂肪酸称为不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸在植物中常见；而缺乏双键的饱和脂肪酸在动物中常见。甘油和三个脂肪