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生物聚合物

指数 生物聚合物

生物聚合物(Biopolymer,又称为生物聚合体、生物多聚体或生物高分子)是由活的生物体产生的聚合物。因为他们是聚合物,生物聚合物包含有单体单元,相互之间以共价键相连以形成更大的结构。根据所使用的单体以及形成的生物聚合物的不同,主要有三大类主要的生物聚合物:多核苷酸是由13个或更多核苷酸单体所组成的长聚合物,多肽是氨基酸的短聚合物,而多糖通常是糖类线性链接而成的结构 。生物聚合物的其它实例包括橡胶,木栓质,黑色素和木质素。 纤维素是地球上最常见的有机化合物和生物聚合物。大约33%的所有植物物质是纤维素。棉花的纤维素含量为90%,而木材的是50%。.

15 关系: 单体多糖纤维素缩合聚合物生物塑料DNA測序聚合物高分子化学黑色素核酸序列核苷酸橡膠木质素木栓质

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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纤维素

纤维素(cellulose)是一类有機化合物,其化學通式为,是由幾百至幾千個β(1→4)連接的D-葡萄糖單元的線性鏈(糖苷键)組成的多醣。纖維素是綠色植物的,許多形式的藻類的和卵菌的原代細胞壁的重要結構組分;一些種類的細菌分泌它以形成生物膜。纖維素是地球上最豐富的有機聚合物,是自然界中分布最广、含量最多的一种多醣,是组成植物细胞壁的主要成分。棉花、亚麻、苧麻和黄麻部含有大量优质的纤维素。棉花纤维中的纤维素含量是90%,木头中纤维素含量是40%-50%,干燥的麻中纤维素含量是57%。 天然纤维素为无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂,但在加热的条件下会被酸水解,主要的生物学功能是构成植物的支持组织。.

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缩合聚合物

縮合聚合物泛指所有經縮合反應生成的聚合物。在聚合過程中有小分子如水、甲醛及氯等物質離開聚合物鏈。與其相對的則為由不飽和烴透過沒有單體損失的加成反應生成的加成聚合物。澱粉、纖維素、胜肽等是自然界常見的縮合聚合物,而尼龍、尿素甲醛樹脂等則為常見縮合聚合物的例子。.

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生物塑料

生物塑料(Bioplastic)是来自于可再生的生物质来源的塑料,如来自于植物油,玉米淀粉,豌豆淀粉或微生物群。常见的塑料,如化石燃料塑料是从石油中提炼,这些塑料更多地依赖化石燃料和产生更多的温室气体。一部分但不是全部的生物塑料是可以生物降解的塑料。可生物降解的生物塑料在无氧或有氧环境能够分解,这取决于它们是如何制造的。生物塑料可有各种各样的材料组成,包括:淀粉、纤维素或其他生物聚合物。一些常见的生物塑料的应用是包装材料、餐具、食品包装和绝缘。.

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DNA測序

DNA测序(DNA sequencing,或譯DNA定序)是指分析特定DNA片段的碱基序列,也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)與鳥嘌呤的(G)排列方式。快速的DNA测序方法的出现极大地推动了生物学和医学的研究和发现。 在基础生物学研究中,和在众多的应用领域,如诊断,生物技术,法医生物学,生物系统学中,DNA序列知识已成为不可缺少的知识。具有现代的DNA测序技术的快速测序速度已经有助于达到测序完整的DNA序列,或多种类型的基因组测序和生命物种,包括人类基因组和其他许多动物,植物和微生物物种的完整DNA序列。 RNA測序則通常将RNA提取后,反转录为DNA后使用DNA测序的方法进行测序。目前应用最广泛的是由弗雷德里克·桑格发明的Sanger双脱氧链终止法(Chain Termination Method)。新的测序方法,例如454生物科学的方法和焦磷酸测序法。.

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聚合物

有機聚合物(Polymer)是指具有非常大的分子量的化合物,分子間由結構單位(structural unit)、或單體由共價鍵連接在一起 。 這個聚合物(polymer)是出自於希臘字:polys代表的是多,而meros 代表的是小單位(part),所以很多小單位連結在一起的這種特別的分子,我們稱之為聚合物。可以參考塑膠、DNA和高分子。.

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高分子化学

分子化学,(Polymer chemistry)又稱“聚合物化學”,是研究高分子的结构、合成和反应的科學,是化学的一个分支。 通常高分子根据生成它单体的名称,如乙烯聚合生成的高分子称为聚乙烯,丙烯聚合生成的高分子称为聚丙烯。聚合反应过程可分为均相、多相聚合,多相聚合分为乳液、分散、沉淀聚合。.

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黑色素

黑色素是一種生物色素,是酪胺酸經過一連串化學反應所形成,動物、植物與原生生物都有這種色素。黑色素通常是以聚合的方式存在。在黑色素细胞中,酪氨酸经酪氨酸酶作用,羟化生成多巴,后者经氧化、脱羧等反应转变成吲哚醌,最后吲哚醌聚合为黑色素。先天性酪氨酸酶缺乏的病人,因为不能合成黑色素,患者皮肤毛发等发白,称为白化病。患者对阳光敏感,易患皮肤癌。.

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肽(peptide,來自希臘文的“消化”),即胜肽,又稱縮氨酸,是天然存在的小生物分子,介於胺基酸和蛋白質之間的物質。 由於胺基酸的分子最小,蛋白質最大,而它們則是氨基酸單體組成的短鏈,由肽(酰胺)鍵連接。當一個氨基酸的羧基基團與另一個氨基酸的氨基反應時,形成該共價化學鍵。肽由氨基酸組成的短鏈是精準的蛋白質片段,其分子只有纳米般大小,腸胃、血管及肌膚皆極容易吸收。二胜肽(簡稱二肽),就是由二個胺基酸組成的蛋白質片段,兩個或以上的胺基酸脫水縮合形成若干個肽鍵從而組成一個肽,多個肽進行多級折叠就組成一個蛋白質分子。蛋白質有時也稱為“多肽”。.

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核酸序列

核酸序列(Nucleic acid sequence,亦称为核酸的一级结构)使用一串字母表示的真实的或者假设的携带基因信息的DNA分子的一级结构。每个字母代表一种核鹼基,两个碱基形成一个碱基对,碱基对的配对规律是固定的,A-T,C-G。三个相邻的碱基对形成一个密码子。一种密码子对应一种氨基酸,不同的氨基酸合成不同的蛋白质。在DNA的复制及蛋白质的合成过程中,碱基配对规律是十分关键的。 可能的字母只有A, C, G和T,分别代表组成DNA的四种核苷酸-腺嘌呤,胞嘧啶,鸟嘌呤,胸腺嘧啶。典型的他们无间隔的排列在一起,例如序列AAAGTCTGAC。任意长度大于4的一串核苷酸被称作一个序列。 关于它的生物功能,则依赖于上下文的序列,一个序列可能被正读,反读;包含编码 或者无编码。DNA序列也可能包含非編碼DNA。 核酸也具有二级结构和 。 一级结构有时被错误地称为一级序列。 相反,没有并行的二级或三级序列概念。.

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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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橡膠

橡膠是一種有彈性的聚合物。橡膠可以從一些植物的樹汁中取得,也可以是人造的,兩者皆有相當多的應用及產品,例如輪胎、墊圈等,遂成為重要經濟作物。橡胶的种植主要集中在东南亚地区,如泰国、马来西亚、印度尼西亚。 橡膠傳入英國後,人們發現這種物料能很有效地擦去鉛筆留下的痕跡,于是发明了橡皮擦。橡膠英文名rubber是由1770年時英國普利斯特里因發現此物質能擦去(rub off)鉛筆筆跡。 按照制成方式的不同,橡胶可以分为合成橡胶和天然橡胶两类。.

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木质素

木质素(拉丁語、英語、德語: Lignin)是一类复杂的有机聚合物,其在维管植物和一些藻类的支持组织中形成重要的结构材料。木质素在细胞壁的形成中是特别重要的,特别是在木材和树皮中,因为它们赋予刚性并且不容易腐烂。在化学上,木质素是交叉链接的酚聚合物。 維管植物的木質部(一種負責運水和礦物質的構造)含有大量木質素,使木質部維持極高的硬度以承拓整株植物的重量。.

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木栓质

木栓质(Suberin,亦称为软木脂或木栓素)是一种在高等植物中存在的蜡质。木栓质是木栓的主要组分,此命名是根据栓皮栎而来的。.

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