생명과 유기 화합물에 관하여 알아본 것처럼 탄화수소와 그 유도체인 유기 화합물은 생물체의 생명 작용이 아니라 인공적으로도 합성할 수 있으며 그와 같은 유기 화합물은 우리 주위에서 흔히 볼 수 있다. 그러나 생물의 몸 속에서 생리 작용을 통해서 만들어지는 유기 화합물도 다수 존재한다, 화학자가 특수한 방법을 이용하여도 합성할 수 없는 화합물은 분명히 존재하며 그러한 것들은 대부분 식물이나 동물과 같은 생물체 내에서만 생성되는 화합물이다.
즉 생물체의 주체를 이루는 식물의 셀룰로오스, 당류, 녹말 등과 같은 탄수화물과 생명 작용을 영위하는 본체라고 할 수 있는 단백질, 그리고 생존, 운동, 성정, 번식 등에 필요한 에너지 자원으로서 중요한 역할을 하는 유지 등이 그렇다. 그리고 이러한 종류의 호합물이 살이 있는 생물 조직 속에서 일으키는 화학 반응을 다루는 화학의 영역을생화학 이라고 한다.
중요한 화합물인 탄수화물, 단백질, 유지에 대하여 살펴본다면 다음과 같다.
탄수화물이란, 생물이 만들어 내는 최대의 유기 화합물이다. 단당류, 이당류, 및 다당류인 셀룰로오스 등이 있다. 탄수화물은 그 분자 속에 몇 개의 수산기와 알데히드기, 또는 케톤기 가운데 하나를 갖는 유기 화학물로 탄수화물이라고 하는것보다 폴리히드록시알데히드나 폴리히드록시케톤으로 규정하여야한다. 예전에는 탄수화물을 함수 탄소라고도 하였는데 초기의 연구자가 Cｘ(H₂Oｙ)라는 일반식으로 나타냈던 것처럼 탄소의 화합물이라고 생각하였기 때문이다. 그러나 연구가 진행됨에 따라 탄수화물은 수화물이 아니므로 위와 같은 일반식이 적합하지 않다는 사실이 밝혀졌지만 탄수화물이라는 이름만은 예전 그대로 사용하고 있다.
탄수화물은 대부분 녹색 식물의 체내에서 엽록소를 촉매로 하여 이산화탄소화 물로 합성되며 이 때 에너지로는 태양 광선을 이용한다. 즉 광합성에 의하여 합성된다. 이러한 탄수화물은 식물의 체내에서 여러 가지 복잡한 화합물을 합성하는 재료로 쓰이며 또한 그 합성 에너지로 쓰인다. 이러한 탄수화물의 중합도가 높은 고분자 물질인 셀룰로오스와 리그닌은 식물체를 지탱하는 구조물이다.
식물에 의하여 만들어진 탄수화물은 동물이 생존할 수 있는 에너지로 사용되며, 특히 그 중에서도 설탕과 녹말은 사람이 먹는 음식물의 중요한 재료다. 탄수화물은 대개 단당류, 이당류, 다당류로 나뉜다. 그 중에서 단당류는 그보다 작은 분자로 가수 분해되지 않는 탄화수수이고 이당류는 가수 분해되어 2개의 단당류를 만들어 내는 탄수화물이다. 또한 다당류는 가수 분해되면 다수의 단당류를 만들어 내는 탄수화물이다.
단당류에는 포도당(글루코오스), 과당(프룩토오스) 등이 있으며 과일과 꿀 속에 존재하는 당류로 과자와 영양제 등으로 우리에게 친숙하다. 단당류는 이당류와 다당류의 기초가 되는 물질로 그 가운데 알데히드기를 포함하는 것을 케토오스라고 한다. 그리고 그 분자를 만들고 있는 탄소 원자의 수를 앞에 붙여 테트로오스, 펜토오스, 헥소오스라고 표현한다. 예를 들어 글루코오스는 알드헥소오스가 된다.
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