牛牛天天人人综合影院 细胞的化学组成

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            植物细胞由多种元素组成，主要有C、H、N、O、P、S、Ca、K、Cl、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等。其中，C、H、N、O四种元素占90％以上，它们是构成各种有机化合物的主要成分。除此以外的其他元素含量较少或很少，但也非常重要。各种元素的原子或以各种不同的化学键互相结合而成各种化合物，或以离子形式存在于植物细胞内。
            组成细胞的化合物分为无机物和有机物两大类，前者包括水和无机盐，后者主要包括核酸、蛋白质、脂类、多糖等。
            （一）无机物
                1.水
            水是细胞中zui主要的成分，约占细胞物质总含量的75%～80%，在胚胎细胞中甚至可达95%。水在细胞中不仅含量zui大，而且由于它具有一些*的理化性质，使其在生命起源和形成细胞有序结构方面起关键作用。如果地球上没有水，也就不会有细胞的产生，当然也就不会有生命。水在细胞中以两种方式存在：一种是游离水，约占细胞总水量的95%；另一种是结合水，通过氢键或其它化学键与蛋白质结合，这种水约占4%～5%。随着细胞生长和衰老，细胞的含水量逐渐下降，但是活细胞的含水量不会低于75%。水在细胞中的主要作用是溶解无机物、调节温度、进行各种生化反应的介质、参与物质代谢和形成细胞的有序结构等。
               
            水的重要功能与水的*属性密不可分。化学结构上，水分子似乎很简单，仅是由2个氢原子和1个氧原子构成（H2O）。然而水分子中的电荷分布不对称，一侧显正电性，另一侧显负电性，从而表现出电极性，是一个典型的极性分子。正是由于水分子具有这一特性，它既可以与蛋白质中的正电荷结合，也可以与负电荷结合。蛋白质中每一个氨基酸平均可结合2.6个水分子。由于水分子具有极性，产生静电作用，因而它是一些离子物质（如无机盐）的良好溶剂。如NaCl溶于水中，Na+可吸引水分子中显负电性的O2-，而Cl-则可吸引带正电性的H+，因而在Na+和Cl-周围分别形成了一层水。水分子之间和水分子与其他极性分子间还可建立弱作用力的氢键。在水中每一个氧原子可与另两个水分子的氢原子形成两个氢键，因而水具有较强的内聚力和吸附力。水分子另一个重要特性就是可解离为OH-和H+。H+的浓度变化直接对细胞的pH值产生影响。
牛牛天天人人综合影院 细胞的化学组成                2.无机盐
            在大多数细胞中无机盐含量很少，不到细胞总重的1%。这些无机盐在细胞中常解离为离子，如K+、Na+、Mg2+、Cl-、PO43-、HCO3-等，离子的浓度具有许多重要作用。如某些酶需要在某种离子一定浓度下才能保持活性。有些离子与有机物结合，如PO43-
            与戊糖和碱基组成了核苷酸，Mg2+参与合成叶绿素。细胞中的各种离子有一定的缓冲能力，可在一定程度上使细胞内的pH值保持恒定，这对于维持正常生命活动非常重要。植物细胞液泡中的各种无机离子对维持细胞的渗透平衡以及细胞对水分的吸收也有重要作用。
            （二）有机化合物
               
            1.蛋白质（protein）。在植物生命活动中，蛋白质是一类极为重要的生物大分子，起着十分重要的作用。植物体新陈代谢的各种生物化学反应和生命活动过程如呼吸作用、光合作用、物质运输、生长发育、遗传与变异等都有蛋白质参与。蛋白质是细胞的主要结构成分，生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶也是蛋白质，同时，蛋白质还参与基因表达，起着调节生命活动的作用。
                一个细胞中约含有104种蛋白质，分子数量达1011个。蛋白质是由多个氨基酸（amino
            acid）组成的，氨基酸的碳原子上有一个羧基“-COOH”和一个氨基“-NH2”，故称为氨基酸。组成蛋白质的氨基酸共有20种，蛋白质的结构与组成蛋白质的氨基酸种类和性质有关，这也决定了蛋白质的性质和功能。蛋白质的空间结构直接影响到蛋白质的功能。例如酶、多种蛋白质激素、各种抗体以及细胞质和细胞膜中的蛋白质都是球蛋白，它们各自具有一定的生物学活性。蛋白质分子的生物学活性与细胞和整个植物个体的生命活动密切相关。

 2.核酸。核酸是载有遗传信息的一类生物大分子，所有生物均含有核酸。核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两大类。脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic
            acid，简称为DNA）主要存在于各种细胞的细胞核中，细胞质中也含有少量DNA，主要存在于线粒体与叶绿体中。核糖核酸（ribonucleic
            acid，简称为RNA）在细胞质中的含量较高。组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸（nucleotide）。DNA分子是基因的载体。它可以通过复制将遗传信息传递给下一代，也可将所携带的基因转录成RNA，然后翻译成蛋白质，通过合成一定的蛋白质使遗传基因得以表达，使生物体表现出一定的性状。与DNA不同的是RNA分子中的戊糖是核糖而不是脱氧核糖。RNA分为核糖体RNA（ribosome
            RNA，简称rRNA）、转运RNA（transfer RNA，简称tRNA）和信使RNA（messenger
            RNA，简称mRNA）。mRNA可“转录”DNA分子中所携带的遗传信息。带有遗传信息的mRNA，进入细胞质后在核糖体（含有rRNA）和tRNA参与下指导合成蛋白质。这就是DNA分子将遗传信息“转录”到RNA，RNA（mRNA）再把遗传信息“翻译”为蛋白质的过程。

3牛牛天天人人综合影院 细胞的化学组成.脂类（lipid）。细胞内的脂类化合物不构成大分子，这类化合物的重要属性是难溶于水，而易溶于非极性的有机溶剂（、氯仿和苯）中。脂类的主要组成元素是C、H、O，其中C、H含量很高，有的脂类还含有P和N。脂类重要的功能是构成生物膜，这与脂类是非极性物质有关；脂类分子中贮藏大量的化学能，脂肪氧化时产生的能量是糖氧化时产生能量的二倍多，在很多植物种子中含有大量脂类物质，为贮藏物质；脂类物质还能构成植物体表面的保护层，防止植物体失水。

            图1-8 磷脂分子的结构
                脂类种类很多，包括不饱和脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖脂、类胡萝卜素、类固醇和萜类等。
               
            4.糖类（carbohydrate）。糖是一大类有机化合物。绿色植物光合作用的产物主要是糖类，植物体内有机物运输的形式也是糖。在细胞中，糖能被分解氧化释放出能量，是生命活动的主要能源；遗传物质核酸中也含有糖；糖与蛋白质结合形成糖蛋白，糖蛋白有多种重要的生理功能；糖是组成植物细胞壁的主要成分。糖类分子含C、H、O
            三种元素，三者的比例一般为1:2:1，即（CH2O）n，因此糖被称为碳水化合物。
               
            细胞中的糖类既有单糖，也有多糖。单糖在细胞中是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在。重要的单糖为五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中zui主要的五碳糖为核糖，zui重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖，而且是构成多糖的主要单体。多糖在细胞结构成分中占有主要地位。细胞中的多糖基本上分为营养储备多糖和结构多糖两大类。
                除上述四大类有机物质外，细胞中还含有其他一些生理作用很重要的必需物质，如激素、维生素等。