词汇表：细胞的化学组成

本章术语的语境

第四章把细胞生物化学中的五个术语归为一组：碳水化合物、蛋白质、脂质、氨基酸与脱氧核糖核酸（DNA）。碳水化合物是由碳、氢、氧构成的有机化合物，氢氧原子比通常为二比一，主要作为能量来源，并以纤维素的形式成为植物细胞壁的结构材料。葡萄糖等单糖是通过缩合反应连接成蔗糖等双糖以及淀粉、糖原与纤维素等多糖的基本单元，一个非常常见的考试错误是把淀粉与纤维素说成化学上完全相同，因为两者都是葡萄糖的聚合物，但实际上两者不同的葡萄糖连接方式赋予了截然不同的性质，淀粉是可被淀粉酶消化的储存分子，而纤维素是人类无法消化的结构分子。

蛋白质由氨基酸通过肽键连接成长链，再折叠成特定的三维形状，这一形状完全决定了蛋白质的功能，作为角蛋白等结构材料、作为催化反应的酶、作为血红蛋白等运输分子，或作为胰岛素等激素。氨基酸本身是蛋白质的基本单体，每种氨基酸都共有相同的基本结构，一个氨基、一个羧基与一个连接在中心碳原子上的可变侧链，侧链是二十种天然氨基酸之间唯一不同的部分，也正是它赋予每种蛋白质独特的形状与功能。

脂质与碳水化合物、蛋白质不同，并非由单一重复的单体类型构成；典型的脂质，例如脂肪或油，由一分子甘油与三分子脂肪酸通过缩合反应结合而成，同时释放三分子水。脂质每克储存的能量大约是碳水化合物的两倍，也是每个质膜中磷脂双分子层的核心结构材料，这一角色是碳水化合物或蛋白质单独都无法承担的。

DNA是携带生物体遗传信息的核酸，由两条核苷酸链构成的双螺旋组成，每个核苷酸包含一个糖、一个磷酸基团，以及腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤这四种含氮碱基之一，它们以特定方式配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶与鸟嘌呤配对。正是这种互补碱基配对，使得根据一条DNA链的序列可以推知另一条链的序列，这一特性也正是后续章节中DNA复制与遗传得以实现的基础。把DNA误认为一种蛋白质，或把基因描述为一种蛋白质而非编码蛋白质的DNA片段，是应尽早纠正的常见错误。

综合来看，这五个术语说明了SPM反复考查的化学层级关系：分子的结构（其单体与化学键）决定其性质，而性质又决定其在生物体内的角色，无论这一角色是提供能量、构建结构、催化反应，还是储存遗传信息。