细胞内4种主要生物大分子单体的碳骨架与功能团各有哪些特征？哪些生物学功能？

糖类化合物
糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例为1：2：1，一般化学通式为（CH₂0）n。糖类包括小分子的单糖、寡糖和多糖。从化学本质上来说，糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物。
天然的单糖一般都是D型，重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等。重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等。麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成；蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成；乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成。重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等，由葡萄糖单体聚合而成。 糖类生物学功能：
（1）作为生物体的结构成分：植物、真菌以及细菌的细胞壁，昆虫和甲壳类的外骨骼等；
（2）作为生物体内的主要能源物质：生物氧化的燃料，葡萄糖和能量的贮存物质——淀粉和糖原等；
（3）生物体内的重要中间代谢物质：糖类通过这些中间物质为其他生物分子如氨基酸、核苷酸以及脂肪酸等提供碳骨架；
（4）作为细胞识别的信息分子：许多膜蛋白、分泌蛋白和受体蛋白都是糖蛋白，即在特定部位结合一定量的寡糖，这些糖链可能起信号识别的作用。
脂类
生物体内的脂类是指不溶于水的物质，包括三酰甘油、磷脂、类固醇等几类。脂类可溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂。中性脂肪和油都是脂肪酸与甘油经过脱水缩合形成的脂类，由 3个脂肪酸上的羧基与一分子甘油上的3个羟基分别脱水缩合形成的脂类又叫三酰甘油。三酰甘油分子中甘油的1个羟基与磷酸及其衍生物结合便构成为磷脂，如卵磷脂（磷脂酰胆碱）、脑磷脂等；磷脂是生物膜的主要成分。类固醇也称甾类，以环戊烷多氢菲为基础，不合脂肪酸，但具有脂类性质，也是细胞膜的重要成分。常见其他类型的脂类包括糖脂、多异戊二烯类、某些脂溶性维生素等。 脂类生物学功能：
（1）是生物体的能量提供者，脂肪氧化时产生的能量大约是糖的二倍；
（2）磷脂是生物膜的主要成分；
（3）参与细胞的识别，作为细胞的表面物质，与细胞识别，种特异性和组织免疫等有密切关系；
（4）某些萜类及类固醇类物质如维生素A、D、E、K、胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能；
（5）生物表面的保护层：保持体温、水分、抗逆等。 蛋白质
蛋白质是重要的生物大分子，其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种，均为α—氨基酸。每个氨基酸的α—碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们的R基团结构的不同。根据R基团的极性，可将其分为4大类：非极性氨基酸（8种）；极性不带电荷氨基酸（7种）；带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）（2种）；带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）（3种）。
一个氨基酸的α—氨基与另一个氨基酸的α—羧基脱水缩合形成了肽键，通过肽键相互连接而成的化合物称为肽。蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚体。蛋白质结构分为4个结构水平，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序和二硫键的位置。在多肽链的含有游离氨基的一端称为肽链的氨基端或N端，而含有游离羧基的一端称为肽链的羧基端或C端。
蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构单元。最基本的二级结构单元类型有α—螺旋、β—折叠、β—转角和自由回转。
蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。
蛋白质的四级结构指具有独立的三级结构的数条多肽链相互聚集而成的复合体。在具有四级结构的蛋白质中，每一条具有三级结构的肤链称为亚基。四级结构涉及亚基在整个分子中的空间排布以及亚基之间的相互关系。亚基本身不具有生物活性。 按照功能，蛋白质可分为：
（1）结构蛋白：生物结构成分，如胶原蛋白、角蛋白等；
（2）伸缩蛋白：收缩与运动，如肌纤维中的肌球蛋白等；
（3）防御蛋白：如免疫球蛋白、金属硫蛋白等；
（4）贮存蛋白：贮存氨基酸和离子等，如酪蛋白、卵清蛋白、载铁蛋白等；
（5）运输蛋白：运输功能，如血液中运送O₂与CO₂的血红蛋白和运送脂质的脂蛋白；控制离子进出的离子泵等；
（6）激素蛋白：调节物质代谢、生长分化等，如生长激素；
（7）信号蛋白：接受与传递信号，如受体蛋白等；
（8）酶：催化功能，包括参与生命活动的大多数酶。 核酸
核酸可分为DNA和RNA两大类。除病毒外，所有生物细胞都含有这两类核酸。核酸是由核苷酸单体连接形成的大分子多聚体。每一个核昔酸单体由3部分组成：戊糖、磷酸和含氮碱基。碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶5种。组成DNA的碱基中有胸腺嘧啶、RNA中有尿嘧啶，两者均有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶；一个核苷酸单体戊糖第5位碳的磷酸根与另一个核苷酸单体戊糖第3位碳相连，形成3’，5’—磷酸二酯键，如此重复连接形成核酸链的磷酸戊糖基本骨架，构成DNA分子的为D—2—脱氧核糖，构成RNA的为核糖。碱基则与骨架上戊糖的第1位碳相连。
D.NA分子是由两条脱氧核糖核酸长链以碱基相互配对连接而成的螺旋状双链分子。 RNA分子多是单链分子，有局部的碱基配对所形成的双链，这样双链和单链相间形成“发夹结构”。根据功能的不同RNA分为信使RNA（mRNA）、转移RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。
核酸生物学功能主要有：贮存遗传信息，控制蛋白质的合成，从而控制细胞和生物体的生命过程。

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