该生物分子是在众生中产生的分子。前缀“ bio”表示生命；因此，生物分子是由生物产生的分子。生物由不同类型的分子组成，这些分子执行生命所需的各种功能。
在自然界中，存在着生物（生命）和非生物（非生命）系统，它们相互作用并在某些情况下交换元素。所有生物共有的一个特征是它们是有机的，这意味着它们的组成分子由碳原子组成。
生物分子除碳外还具有其他共同原子。这些原子主要包括氢，氧，氮，磷和硫。这些元素也称为生物元素，因为它们是生物分子的主要成分。
但是，有些生物分子中也存在其他原子，尽管数量较少。这些通常是金属离子，例如钾，钠，铁和镁等。因此，生物分子可以是两种类型：有机或无机。
因此，生物是由许多类型的碳基分子组成的，例如：糖，脂肪，蛋白质和核酸。但是，还有其他一些化合物也是基于碳的，并且不是生物分子的一部分。
这些在生物系统中找不到的含碳分子可以在地壳，湖泊，海洋和大气中以及大气中找到。这些元素在自然界中的运动在所谓的生物地球化学循环中得以描述。
人们认为，自然界中发现的这些简单的有机分子是产生最复杂的生物分子的分子，它们是生命基本结构的一部分：细胞。这就是所谓的非生物合成理论。
生物分子的分类和功能
生物分子的大小和结构各不相同，因此赋予它们独特的特性，可以执行生命所需的各种功能。因此，生物分子可充当信息存储，能源，支持，细胞代谢等。
基于存在或不存在碳原子，生物分子可分为两大类。
无机生物分子
它们都是存在于生物中且分子结构中不含碳的所有分子。无机分子也可以在自然界的其他（非生命）系统中找到。
无机生物分子的类型如下：
水
它是生物的主要和基本组成部分，是由连接两个氢原子的氧原子形成的分子。水对于生命的生存至关重要，是最常见的生物分子。
水是任何生物重量的50％至95％，因为有必要执行多项重要功能，例如温度调节和物质运输。
矿物盐
它们是由带相反电荷的原子组成的简单分子，这些原子在水中完全分离。例如：氯化钠，由氯原子（带负电荷）和钠原子（带正电荷）组成。
矿物盐参与刚性结构的形成，例如脊椎动物的骨头或无脊椎动物的外骨骼。这些无机生物分子对于执行许多重要的细胞功能也是必需的。
气体
它们是气体形式的分子。它们对于动物的呼吸和植物的光合作用至关重要。
这些气体的例子有：分子氧，由结合在一起的两个氧原子组成；和二氧化碳，由结合到两个氧原子的碳原子组成。两种生物分子都参与生物与环境进行的气体交换。
有机生物分子
有机生物分子是在其结构中包含碳原子的分子。还可以发现有机分子作为非生命系统的一部分自然分布，它们构成了所谓的生物质。
有机生物分子的类型如下：
碳水化合物
碳水化合物可能是自然界中最丰富，分布最广泛的有机物质，它们是所有生物的基本组成部分。
碳水化合物是绿色植物在光合作用过程中从二氧化碳和水中产生的。
这些生物分子主要由碳，氢和氧原子组成。它们也被称为碳水化合物或糖，它们作为能量的来源和生物的结构成分。
-单糖
单糖是最简单的碳水化合物，通常被称为简单糖。它们是形成所有最大碳水化合物的基本结构单元。
单糖的通式为（CH2O）n，其中n可以为3、5或6。因此，单糖可以根据分子中存在的碳原子数进行分类：
如果n = 3，则该分子为三糖。例如：甘油醛。
如果n = 5，则该分子为戊糖。例如：核糖和脱氧核糖。
如果n = 6，则该分子为己糖。例如：果糖，葡萄糖和半乳糖。
戊糖和己糖可以两种形式存在：环状和非环状。以非环状形式，其分子结构显示两个官能团：醛基或酮基。
含有醛基的单糖称为醛糖，含有酮基的单糖称为酮糖。醛糖是还原糖，而酮糖是非还原糖。
然而，戊糖和己糖在水中主要以环状形式存在，并且它们以这种形式结合形成更大的糖分子。
-二糖
自然界中发现的大多数糖都是二糖。这些是通过释放水的缩合反应，在两个单糖之间形成糖苷键而形成的。该键形成过程需要能量来将两个单糖单元保持在一起。
三种最重要的二糖是蔗糖，乳糖和麦芽糖。它们由适当的单糖的缩合形成。蔗糖是非还原糖，而乳糖和麦芽糖是还原糖。
二糖可溶于水，但生物分子太大，无法通过扩散穿过细胞膜。因此，它们在消化过程中会在小肠中分解，因此其基本成分（即单糖）会进入血液和其他细胞。
单糖被细胞非常快速地使用。但是，如果一个细胞不需要能量，它可以立即以更复杂的聚合物形式存储它。因此，单糖通过细胞中发生的缩合反应转化为二糖。
-低聚糖
寡糖是由三至九个单糖单元（单糖）组成的中间分子。它们是通过部分分解更复杂的碳水化合物（多糖）形成的。
大多数天然存在的低聚糖都存在于植物中，除了麦芽三糖外，人类无法消化，因为人体在小肠中缺乏分解它们所需的酶。
在大肠中，有益细菌可以通过发酵分解寡糖；因此，它们被转化为可吸收的养分，提供了一些能量。某些寡糖分解产物可能对大肠内壁产生有益影响。
寡糖的实例包括棉子糖，豆类的三糖和一些由葡萄糖，果糖和半乳糖组成的谷物。麦芽三糖（一种葡萄糖三糖）存在于某些植物和某些节肢动物的血液中。
-多糖
单糖会发生一系列缩合反应，一个接一个地添加到链中，直到形成非常大的分子。这些是多糖。
多糖的性质取决于其分子结构的几个因素：长度，侧枝，折叠以及链是“直的”还是“螺旋的”。自然界中有几个多糖实例。
淀粉通常在植物中产生，作为一种储存能量的方式，它由α-葡萄糖聚合物组成。如果聚合物是支链的，则称为支链淀粉，如果聚合物不是支链的，则称为直链淀粉。
糖原是动物中的能量储备多糖，由支链淀粉组成。因此，植物的淀粉在体内分解产生葡萄糖，葡萄糖进入细胞并用于新陈代谢。不使用的葡萄糖会聚合形成糖原，即能量储存器。
血脂
脂质是另一种类型的有机生物分子，其主要特征是它们是疏水的（它们排斥水），因此它们不溶于水。根据其结构，脂质可分为4个主要类别：
-甘油三酸酯
甘油三酸酯由连接到三个脂肪酸链的甘油分子组成。脂肪酸是一种线性分子，其一端包含羧酸，另一端是烃链和甲基。
取决于它们的结构，脂肪酸可以是饱和的或不饱和的。如果烃链仅包含单键，则为饱和脂肪酸。相反，如果该烃链具有一个或多个双键，则该脂肪酸是不饱和的。
油和脂肪属于这一类。前者是植物的能量储备，它们不饱和并且在室温下为液态。相反，脂肪是动物的能量存储，在室温下脂肪是饱和的固体分子。
磷脂类
磷脂与甘油三酸酯相似，因为它们具有连接到两个脂肪酸上的甘油分子。区别在于磷脂在甘油的第三个碳上具有磷酸基团，而不是另一个脂肪酸分子。
这些脂质非常重要，因为它们可以与水相互作用。通过在一端具有磷酸基，该分子在该区域变得亲水（吸引水）。但是，它在其余分子中仍然是疏水的。
由于其结构，磷脂倾向于以如下方式组织自身：磷酸酯基团可用于与水性介质相互作用，而它们内部组织的疏水链则远离水。因此，磷脂是所有生物膜的一部分。
-类固醇
类固醇由四个稠合的碳环组成，在碳环上连接了不同的官能团。胆固醇是最重要的物质之一，因为它对生物至关重要。它是某些重要激素（例如雌激素，睾丸激素和可的松）的前体。
-蜡
蜡是一小组具有保护功能的脂质。它们存在于树木的叶子，鸟类的羽毛，某些哺乳动物的耳朵以及需要与外界隔绝或保护的地方。
核酸
核酸是生物中遗传信息的主要运输分子。它的主要功能是指导蛋白质的合成过程，从而决定每个生物的遗传特征。它们由碳，氢，氧，氮和磷的原子组成。
核酸是由称为核苷酸的单体重复序列组成的聚合物。每个核苷酸由连接到戊糖（五个碳）上的含氮芳族碱基组成，该糖又连接到磷酸基上。
核酸的两个主要类别是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA是包含一个物种的所有信息的分子，这就是为什么它存在于所有生物和大多数病毒中的原因。
RNA是某些病毒的遗传物质，但也存在于所有活细胞中。在那里，它在某些过程中起着重要的作用，例如蛋白质的制造。
每个核酸包含五个可能的含氮碱基中的四个：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。DNA具有碱基腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶，而RNA具有相同的碱基，但胸腺嘧啶除外，胸腺嘧啶可替代RNA中的尿嘧啶。
-脱氧核糖核酸（DNA）
DNA分子由两条核苷酸链组成，这两条核苷酸链通过称为磷酸二酯键的键连接。每个链具有螺旋形结构。两个螺旋缠绕在一起产生双螺旋。碱基在螺旋的内部，磷酸酯基在外部。
DNA由结合磷酸盐的脱氧核糖糖主链和四个氮基组成：腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶。碱基对在双链DNA中形成：腺嘌呤总是与胸腺嘧啶（AT）结合，鸟嘌呤与胞嘧啶（GC）结合。
两个螺旋通过氢键将核苷酸碱基配对而保持在一起。有时将这种结构描述为梯子，其中糖和磷酸酯链为侧链，碱基与碱基的键为梯级。
这种结构以及分子的化学稳定性使DNA成为传递遗传信息的理想材料。当细胞分裂时，其DNA被复制并从一代细胞传给下一代。
-核糖核酸（RNA）
RNA是一种核酸聚合物，其结构由单核苷酸链组成：腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和尿嘧啶。像在DNA中一样，胞嘧啶总是与鸟嘌呤（CG）结合，而腺嘌呤与尿嘧啶（AU）结合。
它是细胞遗传信息转移的第一个中介。RNA对于蛋白质合成至关重要，因为遗传密码中包含的信息通常从DNA传递到RNA，再从该信息传递到蛋白质。
一些RNA在细胞代谢中也具有直接功能。通过将称为基因的DNA片段的碱基序列复制到单链核酸的一部分上来获得RNA。称为转录的过程被称为RNA聚合酶的酶催化。
RNA有几种不同类型，主要是3种。第一种是Messenger RNA，它是通过转录直接从DNA复制而来的。第二种是转移RNA，它是转移正确氨基酸以进行蛋白质合成的RNA。
最后，另一类RNA是核糖体RNA，它与一些蛋白质一起形成核糖体，核糖体是负责合成细胞中所有蛋白质的细胞器。
蛋白
蛋白质是大型，复杂的分子，在细胞中执行许多重要功能并完成大部分工作。它们对于生物的结构，功能和调节是必不可少的。它们由碳，氢，氧和氮原子组成。
蛋白质由称为氨基酸的较小单元组成，通过肽键连接在一起并形成长链。氨基酸是具有非常特殊的理化性质的有机小分子，有20种不同类型。
氨基酸序列决定了每种蛋白质的独特三维结构及其特定功能。实际上，单个蛋白质的功能与其独特的氨基酸序列一样多样，这些氨基酸序列决定了产生复杂三维结构的相互作用。
各种功能
蛋白质可以是细胞的结构和运动成分，例如肌动蛋白。其他人则通过加速细胞内的生化反应来工作，例如DNA聚合酶，它是合成DNA的酶。
还有其他一些蛋白质，其功能是向身体传达重要信息。例如，某些类型的激素（例如生长激素）会传输信号，以协调不同细胞，组织和器官之间的生物过程。
一些蛋白质结合在一起并携带细胞内的原子（或小分子）。铁蛋白就是这种情况，铁蛋白负责在某些生物中存储铁。另一类重要的蛋白质是抗体，属于免疫系统，负责检测毒素和病原体。
因此，蛋白质是从细胞DNA开始的遗传信息解码过程的最终产物。令人难以置信的各种功能是从令人惊讶的简单代码派生而来的，该代码能够指定种类繁多的结构。
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