什么是生物大分子（biomacromolecules）？有的教科書認(rèn)為生物大分子包括核酸、蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)等4類物質(zhì)，而有的教科書上只提到核酸、蛋白質(zhì)和糖類等3類物質(zhì)。那么究竟如何界定生物大分子的涵義呢？

大分子（Macromolecule）這一術(shù)語最先是由德國化學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得Hermann Staudinger 在1920年首先提出的，專指超過1000個(gè)原子組成的化合物稱為大分子。不同的學(xué)科中，對大分子的理解也存在差異，根據(jù)國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(International Union of Pure and AppliedChemistry , IUPAC ）推薦的定義，大分子通常是指單個(gè)分子通過聚合作用而形成的高分子量的化合物。 生物大分子包括，核酸（多核苷酸）、蛋白質(zhì)（多肽）、碳水化合物（葡聚糖或多糖）和脂類等，由分子量小于500的單體通過聚合作用形成的大分子。此外，有些分子量很大的環(huán)狀分子如血紅素、葉綠素和維生素B12等也統(tǒng)稱為生物大分子。

氨基酸是多肽或蛋白質(zhì)的建筑模塊，有人認(rèn)為由 2~10個(gè)氨基酸殘基組成的肽鏈稱為寡聚肽（oligopeptides），由10~100個(gè)氨基酸組成的肽鏈叫做多肽（polypeptides），超過100個(gè)氨基酸組成的肽鏈稱為蛋白質(zhì)，當(dāng)然多數(shù)蛋白質(zhì)是由1條以上的肽鏈組成。但也有人認(rèn)為小于50個(gè)氨基酸殘基以下的肽鏈稱為寡聚肽，大于50個(gè)氨基酸以上的肽鏈稱為蛋白質(zhì)。所以從某種意義上來說，盡管蛋白質(zhì)有時(shí)可以看做是多聚氨基酸即多肽的同義語，但是通常將分子量小于10 000的稱為多肽。

按照20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸殘基的平均分子量為110計(jì)算，以50個(gè)氨基酸殘基組成的肽鏈稱為蛋白質(zhì)的話，在蛋白質(zhì)水平上，生物大分子的最小分子量也要在5500以上。也有人認(rèn)為，生物大分子指的是作為內(nèi)主要活性成分的各種達(dá)到上萬或更多的，這樣看來，至少要100個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)才可以稱為生物大分子，如果將分子量大于10 000 的多肽稱為蛋白質(zhì)，那么從蛋白質(zhì)水平上來看，10 000就是生物大分子分子量的下限。

核苷酸（或脫氧核苷酸）是構(gòu)成核酸（或脫氧核酸）的建筑模塊，細(xì)胞內(nèi)的核酸主要分為兩類，即核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。如以大腸桿菌為例，其細(xì)胞內(nèi)只有一種DNA鏈，由幾百萬個(gè)核苷酸組成。而RNA種類多達(dá)3000種以上，其分子量差異很大。那么這些核酸分子是不是都可以稱為生物大分子呢？同蛋白質(zhì)一樣，有人認(rèn)為由50個(gè)以下的核苷酸組成的核酸稱為寡聚核酸（oligonucleotide），多于50個(gè)核苷酸組成的核酸稱為多聚核酸（polynucleotide)，核酸也可以稱作是多聚核苷酸的同義語。

如果核苷酸的平均分子量以 300計(jì)算，作為生物大分子的核酸的最小分子量也應(yīng)當(dāng)為15000。這里要強(qiáng)調(diào)的是小RNA分子，如微小RNA (microRNA）分子，簡稱miRNA和小干擾 RNA（small interfering RNA），簡稱siRNA，前者是廣泛存在于植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌中的一類非編碼的自身基因組產(chǎn)物RNA的統(tǒng)稱，后者是指通過病毒感染或轉(zhuǎn)基因途徑進(jìn)入細(xì)胞中的非自身基因組編碼的 RNA這些小RNA的長度不等，但大都在20~30個(gè)核苷酸之間，盡管這些小RNA 具有重要的生理活性和作用，但都不應(yīng)當(dāng)稱為生物大分子，只能歸類于寡聚核酸。

糖類是自然界中分布最廣、含量最為豐富的一類有機(jī)化合物，單糖是構(gòu)成多聚糖（Polysaccharides）的建筑模塊，而多糖也是自然界中分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、種類繁多的生物大分子。

和人類生活密切相關(guān)的多糖包括淀粉、糖原、纖維素等，由于組成多聚糖的單糖的種類不同，多聚糖又分為同聚多糖（homopolysaccharides）和雜聚多糖（heteropolysaccharides），前者是指由同一種類型的單糖組成如淀粉和纖維素，后者則是指由2種或2種以上的不同類型的單糖組成如粘多糖。

有人將2~6個(gè)單糖組成的多聚糖稱為寡聚糖（oligosaccharides），也有人將2~10個(gè)單糖組成的多聚糖稱為寡聚糖，寡聚糖的分子量通常在 300~2000之間。盡管多聚糖的分子量也很高如直鏈淀粉的分子量約為10000 ~200000之間，但是通常還是不能像蛋白質(zhì)一樣準(zhǔn)確地確定其分子量，這是因?yàn)槎嗑厶擎湹暮铣墒菦]有模板的，且在合成過程中沒有特異性的起始位點(diǎn)和終止位點(diǎn)。

這樣看來，把多糖作為生物大分子，要明確給出其分子量的上限和下限就顯得十分困難了，但是若將超過10個(gè)以上單糖組成的多聚糖稱為多糖，那么在糖水平上，作為生物大分子的下限分子量應(yīng)當(dāng)是2000。

脂類是脂肪和類脂的總稱，也是結(jié)構(gòu)和組成十分復(fù)雜的生物大分子，為細(xì)胞生物膜的建筑模塊。組成脂類的單體分子不像組成蛋白質(zhì)、核酸和多聚糖的單體分子那樣簡單，但大部分的脂類都包含一個(gè)極性（親水）頭部和 1~ 23個(gè)非極性（疏水）的脂肪酸尾部，一般來說脂肪酸多為14~24個(gè)的偶數(shù)碳鏈，除此之外還有一些不含脂肪酸的脂類如萜類和固醇類等。

與百萬級分子量的蛋白質(zhì)、核酸或多聚糖相比，一些脂類的分子量較小，通常將分子量在 750~1500范圍內(nèi)的脂類不歸為生物大分子行列，這樣看來，在脂類水平上，生物大分子的分子量下限應(yīng)為1500。由于多數(shù)脂類的分子量小于這個(gè)數(shù)值，而且不形成大分子化合物，因此有些教科書中不把脂類列入生物大分子之內(nèi)。

由此可見，生物大分子是人們用于區(qū)別化學(xué)高分子，以及體內(nèi)分子量相對較小的有機(jī)分子而提出來的概念性定義。對于蛋白質(zhì)、核酸，多糖以及脂質(zhì)等不同的生物大分子，人們對其分子量的下限均沒有設(shè)定，而且也很難設(shè)定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

況且，同樣是蛋白質(zhì)、核酸或多糖，其中也存在很多具有重要生物活性和生物學(xué)功能的小分子寡聚體。同時(shí)，不少生物大分子是由蛋白質(zhì)、糖類或脂類形成的，諸如糖蛋白、脂蛋白或糖脂等化合物，且核酸本身就含有核糖或脫氧核糖，這些也都可能是造成人們對生物大分子的定義有不同的理解。