生物化学奇遇记/物质构成的化学

作者简介

内容简介

细胞 人们很早就在探索生物体是如何构成的，可是， 由于科学技术不够发达， 一直没有找到答案。直到1665年，英国建筑师罗伯特 ·虎克使用自制的显微 镜，观察到软木薄片上有许多像蜂窝一样的小格子， 并将其命名为细胞，即 小室的意思。此后，在一代又一代的科学家的不懈努 力下，人们终于意识到 生物体在构成上有一个共同点，即无论动物，还是植 物，都是由细胞构成的。 19世纪30年代，德国科学家施莱登和施旺提出了细胞 学说，认为一切动物 和植物都是细胞的集合体，细胞是生命的基本单位。 这一学说被誉为19世纪 自然科学的三大发现之一。但是由于时代的局限性， 这个学说并没有将微生 物包括进去。其实，早在虎克发现细胞 之前，另一个虎克，荷兰科学家列文虎 克已发现到微生物的存在，但是微生物 学直到19世纪末才发展起来，现在大家 都知道，除了病毒和类病毒外，其他一 切生物均是由细胞构成的。 细胞结构 虽然生物体大都是由细胞构成的， 可是不同的细胞却是形态各异，就样子 来说，有圆的、方的、长条状的、星状 的等各种不规则状都有。就大小来说，最大的细胞如 卵细胞(鸵鸟卵细胞直 径可达十几厘米)，最小的细胞直径仅l微米左右，是 前者的一百万分之一。 但是这些细胞在构成上却是相似的。 在电子显微镜发明之前，人们在光学显微镜下， 看到动物细胞是由细胞 核、细胞质和细胞膜3部分构成的，植物细胞则还有 细胞壁和细胞液泡、叶 绿体等结构。细胞质中隐隐约约还有一些结构。于是 人们继续改进显微镜的 制造工艺，不断提高放大倍数，可是后来却发现放大 倍数一旦超过1 500倍 影像会变得很模糊(这是因为光波波长太长所致)。电 子显微镜出现之后， 对细胞结构的了解可谓突飞猛进，目前科学家发现细 胞主要是由下列几部分 构成的： (1)细胞膜或质膜 细胞膜是包围在细胞表面的极薄的膜，电子显微 镜下呈3层结构，目前 认为细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌在上面的蛋白质 分子构成的。蛋白质分 子分布在内外表面，种类繁多，有的是物质进出细胞 膜的运输工具，称为载 体，有的则是某种物质的专一性结合物，称为受体， 等等。并且各种分子之 间的相互位置不是固定不变的，而是有一定的流动性 。现在认为，细胞膜具 有控制物质进出、信息传递、代谢调控识别与免疫等 多种功能。 (2)细胞质 细胞膜以内、细胞核以外的原生质统称为细胞质 。包括细胞质基质、细 胞器和内含物。细胞质基质是细胞质中除去所有细胞 器和各种颗粒以外的部 分，基质内分散着细胞器，主要有线粒体、中心体、 质体、高尔基体、内质 网、溶酶体等，内合物是细胞在新陈代谢过程中形成 的产物，如淀粉粒、脂 肪粒、油滴、糖原等。 细胞质的主要成分是蛋白质、核酸、无机盐和水 等。细胞质基质中含有 大量的酶，为维护细胞器正常结构和生理活动提供所 需要的生理环境，同时 也为细胞器的正常功能活动提供底物。在生命活动旺 盛的细胞中，细胞质呈 现半流动性溶胶状态，对于休眠的细胞，则失去流动 性，呈凝胶状态。 (3)细胞核 除了哺乳动物成熟的红细胞及植物韧皮部筛管中 成熟的管状细胞等少数 几种细胞在无核状态下仍可进行生命活动外，多数真 核细胞都具有细胞核。 P1-3