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生物体是复杂的化学系统,其作用在维持生物体的生存及发展,以及繁衍后代。生物化学主要研究生物体内的化学现象。整个生物体的现象可以决定生物是否可以适合其环境,也决定了其中DNA内的基因是否可以继续存续。
生物体的代谢及其他许多内部机能都和化学反应有关,特别那些有关大型有机分子的化学。生物体是化学物质形成的复杂系统,借由和环境的互动,有各式各样的角色。
生物体是半封闭的化学系统,虽然生物体是生命的单位,但生物体和环境不是完全封闭。生物体会吸收及释放能量,自养生物利用阳光或其他无机物质来产生可用的能量(一般会以有机物质的形式出现),异养生物则是利用环境中的有机物质中的能量。
有机物质中主要的化学元素是碳,碳原子的特点是有很强的亲合力可以和小原子键结,也可以和其他的碳原子键结[3],而且因为其体积小,可以同时和多个原子键结,因此是有机生物体的基础。碳可以形成三个原子的简单分子(二氧化碳),也可以形成有数千个原子,可以储存资料的长链(核酸)。
高分子[编辑]
组成生物的分子可以分为高分子(也称为生物大分子)及其他较小的分子。这些高分子包括核酸、蛋白质、糖和脂质等[4]。核酸(特别是去氧核糖核酸,DNA)用核苷酸的序列来储存资讯。四种核苷酸(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶组成的特殊序列决定了生物体的许多特征。核苷酸的序列可以拆成许多由三个核苷酸组成的遗传密码,对应一种特殊的氨基酸[5]。因此DNA的序列对应某一种特殊的蛋白质,而且由于其成分氨基酸的化学性质,蛋白质会依特殊的方式折叠,而且会执行一特定的机能。
以下是已知蛋白质的机能:
酵素,作为代谢反应的催化剂。
结构蛋白质,像微管蛋白或胶原蛋白。
调节蛋白质,转录因子或是调节细胞周期的周期素。
作为信息分子或信息分子的受体,像某些激素及其受体。
防御蛋白质,包括免疫系统中的抗体,或是毒素(例如曼巴蛇素),或是包括像刀豆氨酸等特殊氨基酸的蛋白质。
双层的磷脂组成了磷脂双分子层,是细胞膜的主要结构,包覆在细胞的外面,防止化学物质自由的进出细胞。由于磷脂双分子层的选择性渗透,只有特定分子才能通过细胞膜。在一些多细胞的生物中,这可以是储存
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