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生物大分子是构成生命的基础物质，主要包括四大类：蛋白质、核酸、多糖和脂质。这些大分子通过共价键和非共价键相互连接，形成复杂的三维结构。蛋白质负责催化反应和结构支撑，核酸储存和传递遗传信息，多糖提供能量和结构材料，脂质构成细胞膜并储存能量。
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接形成的生物大分子。每个氨基酸都含有氨基、羧基和可变的侧链R基团。20种标准氨基酸的不同侧链决定了蛋白质的化学性质。蛋白质具有四级结构：一级结构是氨基酸的线性序列，二级结构包括α螺旋和β折叠，三级结构是整个多肽链的空间折叠，四级结构是多个多肽链的组装。
DNA的双螺旋结构是生命信息储存的基础。两条多核苷酸链通过碱基配对形成稳定的双螺旋：腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键配对，鸟嘌呤与胞嘧啶通过三个氢键配对。两条链呈反向平行排列，形成右手螺旋结构。这种互补配对保证了遗传信息的准确复制和传递。
多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接形成的大分子。葡萄糖是最常见的单糖单元。淀粉通过α-1,4糖苷键连接，形成螺旋结构，是植物的主要储能物质。纤维素通过β-1,4糖苷键连接，葡萄糖单元交替翻转，形成直链结构，提供强大的机械支撑。糖原是动物的储能形式，几丁质构成节肢动物的外骨骼。
生物大分子之间的相互作用是生命活动的基础。转录因子蛋白质与DNA特异性结合，调控基因的表达。酶蛋白质通过与底物结合，催化生化反应的进行。膜蛋白嵌入脂质双分子层，形成细胞膜结构。抗体蛋白质识别特定抗原，参与免疫反应。这些相互作用网络构成了复杂而精密的生物系统。