异化作用和高分子

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异化作用和高分子之间的区别

异化作用 vs. 高分子

异化作用（Catabolism）是生物的新陈代谢途径，将分子分解成更小的单位，并被氧化释放能量的过程，或用于其他合成代谢反应释放能量的过程。 异化作用将大分子（例如多糖、脂类、核酸和蛋白质）分解成更小的单元（例如分别为单糖、脂肪酸、核苷酸和氨基酸）。 细胞使用从分解聚合物释放的单体来构建新的聚合物分子，或进一步将单体降解为简单的废物产物，释放能量。 细胞废物包括乳酸、乙酸、二氧化碳、氨和尿素。 呼吸作用是异化作用中重要的过程。根据生物的呼吸作用是否需要氧气，可将生物分为需氧生物、厌氧生物和兼性生物。 异化作用的实质是生物体内的大分子，包括蛋白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出能量。能量中的部分为ADP转化为ATP的反应吸收，并由ATP作为储能物质供其他需要。 有氧的异化作用中，糖、脂类、蛋白质等变为含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应，生成二氧化碳；而氢则由脱氢酶激活在线粒体内经过呼吸链的传递将底物还原逐步释放能量，自身被氧化生成水。 无氧的异化作用缺乏氧这一氧化剂，不能完全将大分子分解，释放出其中的能量。. 分子（Macromolecule）化合物是一個非常大的分子，如蛋白質，通常由較小的亞基（單體）的聚合產生。它們一般由數千或更多的原子組成。通过一定形式的聚合反应生成具有非常高的分子量的大分子，一般指聚合物和结构上包括聚合物的分子。在生物化学中，这个术语被应用于三个传统的生物聚合物（核酸、蛋白质、和碳水化合物），以及具有大分子量的非聚合分子，例如脂类和。这些分子有时也被称为生物大分子。 聚合物高分子的各个构成分子被称为单体。 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。.

单体

在高分子化学中，单体是可与同种或他种分子通过共价键连接生成聚合物的小分子。英文的“单体”（monomer）一词来源于希腊语的“一”（mono）和“部分”（meros）。.

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多糖

多醣（Polysaccharide）由多個單醣分子脫水聚合，以糖苷键连接而成，可形成直鏈或者有分支的長鏈，水解后得到相应的單醣和寡糖。例如用来储存能量的淀粉和糖原，以及用来组成生物结构的纤维素和甲壳素。 多糖常常由略带修饰的重复单元构成。由于结构不同，多糖高分子和构成它的单糖分子性质迥异，可能无定形，甚至不溶于水。 自然界中存在的糖类（如葡萄糖、果糖和甘油醛）一般为单糖，通式为(CH2O)n，其中 n\ge 3。与此相对，多糖的通式为为CxH2O)y，其中x通常在200到2500之间。鉴于多糖通常由六碳糖构成，多糖的通式也可写作(C6H10O5)n，其中 40\le n\le 3000，不过多糖和寡糖的分界见仁见智。 多糖是一种重要的生物高分子，在生物中有储存能量和组成结构的作用。淀粉（包括直链淀粉和支链淀粉）是葡萄糖的聚合物，在植物中用来储存能量。动物将能量储存在糖原（也叫动物淀粉）中。糖原也是由葡萄糖聚合而成，但分子中支链更多。动物更活跃，所以利用的是代谢更快的糖原。 纤维素和甲壳素是两种组成生物结构的多糖。纤维素构成植物的细胞壁，可谓地球上数量最多的有机分子。纤维素应用广泛，不仅在造纸业和纺织业中举足轻重，而且是生产人造丝、醋酸纤维素、赛璐珞、硝化纤维等的原料。甲壳素结构和纤维素类似，但支链中含有氮，所以强度更高。其存在于节肢动物的外骨骼和真菌的细胞壁中。甲壳素也有很多作用，比如可用作手术缝合线。.

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單醣

單醣（monosaccharides (源自希臘語 monos: single, sacchar: sugar), 亦稱：simple sugars）是碳水化合物的一種，其結構在眾多醣分子中是最簡單的。味道甜美，能溶於水和會結晶。 單醣以糖分子內含有碳原子的數量來歸類。通常有三至七個碳原子，例子有：.

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呼吸作用

呼吸作用，又称為细胞呼吸（Cellular respiration），是生物体细胞把有机物氧化分解並转化能量的化學过程，也稱為釋放作用。无论是否自养，细胞内完成生命活动所需的能量，都是来自呼吸作用。真核細胞中，粒線體是與呼吸作用最有關聯的胞器，呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。 呼吸作用是一種酶促氧化反应。雖名為氧化反應，不論有否氧气参与，都可称作呼吸作用（這是因為在化學上，有電子轉移的反應過程，皆可稱為氧化）。有氧气参与時的呼吸作用，稱之為有氧呼吸；没氧气参与的反應，則称为无氧呼吸。 呼吸作用的目的，是透過釋放食物裡之能量，以製造三磷酸腺苷，即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的氢與氧的燃燒，但兩者間最大分別是：呼吸作用透過一連串的反應步驟，一般的一次性釋放。在呼吸作用中，三大营养物质：碳水化合物、蛋白质和脂質的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸，被分解成更小的分子，透過數個步驟，将能量转移到还原性氢（化合价为0的氢）中。最後經過一連串的電子傳遞鏈，氢被氧化生成水；原本貯存在其中的能量，則转移到ATP分子上，供生命活动使用。.

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羧基

基（化學式–COOH）是羧酸所具有的官能团。一般而言，羧基上的氢有较大的电离倾向，从而使羧酸在水溶液中显酸性。羧酸根负离子所具有共轭结构可以看作是氢易电离的潜在动力。.

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脂類

脂類（英語：Lipid），又稱脂質，这是一类不溶于水而易溶于脂肪溶剂（醇、醚、氯仿、苯）等非极性有机溶剂，由脂肪酸与醇作用脱水缩合生成的酯及其衍生物统称为脂类，其中包括脂肪、蠟、类固醇、脂溶性維生素（如維生素A，D，E和K）、、、磷脂等。它的主要生理功能包括儲存能量、構成細胞膜以及膜的訊息傳導等。如今，脂类已经被用于美容和食品工业，以及纳米技术。 脂質可以廣義定義為疏水性或雙親性小分子；某些脂質因為其雙親性的特質（兼具親水性與疏水性），能在水溶液環境中形成囊泡、脂質體或膜等構造。生物體內的脂質完全或部分源自兩種截然不同的生物次單元：酮酸基與異戊二烯。由此，脂質可以概分為八類：脂肪酸、甘油酯、甘油磷脂、鞘脂（神經脂質）、、聚酮类（由酮乙基次單元聚合而成）、固醇脂类，以及孕烯醇酮脂类（由異戊二烯次單元縮合聚合而成）。 脂類常被視為是脂肪的同義詞，但脂肪只是一種稱為三酸甘油脂的脂類。脂類也包括脂肪酸及其衍生物，包括單酸甘油酯、二酸甘油酯、磷脂等，也包括其他含有固醇的代謝產物，像是膽固醇。雖然人類和其他動物有許多不同的代謝方式，可以切斷脂肪鏈及合成脂質，不過仍有一些必需脂質無法自行合成，需要在食物中攝取。 有生物以前脂質的化學反應，以及原始生命體的形成，現已認為是生命起源模型中的關鍵。.

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脂肪酸

脂肪酸（Fatty acid）是一类羧酸化合物，由碳氫组成的烃类基团连结-zh-hant:羧基;zh-hans:羧酸;-所構成。 三个长链脂肪酸与甘油形成三酸甘油酯（Triacylglycerols），為脂肪的主要成分，歸於脂類。.

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蛋白质

蛋白质（protein，旧称“朊”）是大型生物分子，或高分子，它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。 与其他生物大分子（如多糖和核酸）一样，蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分，参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质，它们催化生物化学反应，尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外，还有许多结构性或机械性蛋白质，如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白，以及细胞骨架中的微管蛋白（参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形）。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时，蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质，这是因为动物自身无法合成所有氨基酸，动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸，动物就可以将它们用于自身的代谢。.

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核酸

核酸（nucleic acids）是一种通常位于细胞核内的大型生物分子，負責生物体遗传信息的携带和传递。核酸有兩大類，分別是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子由三部分组成：一个五碳糖、一个含氮碱基、和一个磷酸基。如果其五碳糖是脱氧核糖則為脱氧核糖核苷酸，此單體之聚合物是DNA。如果其五碳糖是核糖則為核糖核苷酸，此單體之聚合物是RNA。核苷酸也被称为核苷酸磷酸盐。 核酸是最重要的生物大分子（其余为氨基酸/蛋白质，糖/碳水化合物，脂质和/脂肪）。它们大量存在于所有活的东西，功能有编码，传递和表达遗传信息 - 换句话说，信息通过核酸序列被传递。DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构，分子量一般都很大。RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，为单链分子，分子量要比DNA小得多。 核酸存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内，是生命的最基本物质之一，对生物的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。 核酸是在1869年被科学家弗雷德里希·米歇尔发现。核酸实验研究构成了现代生物学和医学研究的重要组成部分，形成了基因组和法医学，以及生物技术和制药行业的基础。.

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核苷酸

核苷酸（Nucleotide）为核酸的基本组成单位。核苷酸由一個含氮鹼基作為核心，加上一個五碳糖和一個或者多个磷酸基團組成。含氮碱基有五种可能，分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。五碳糖为脱氧核糖者称为脱氧核糖核苷酸（DNA的單體），五碳糖为核糖者称为核糖核苷酸（RNA的單體）。 根据构成核酸的核苷酸数量分为寡核苷酸（少于或等于15个核苷酸）和多核苷酸（15个核苷酸以上）。.

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氨基酸

胺基酸是生物學上重要的有機化合物，它是由胺基（-NH2）和羧基（-COOH）的官能團組成的，以及一個側鏈连到每一個胺基酸。胺基酸是構成蛋白質的基本單位。賦予蛋白質特定的分子結構形態，使他的分子具有生化活性。蛋白質是生物体內重要的活性分子，包括催化新陳代謝的酶（又称“酵素”）。 不同的胺基酸脱水缩合形成肽（蛋白質的原始片段），是蛋白質生成的前.

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