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三、细胞的化学成分(1 / 1)

三、细胞的化学成分

将细胞用细胞酶溶解后进行化学分析,就可以知道里面的化学成分(化学炁粒、化学元素。原子、离子、分子、物体)。经过分析知道,构成细胞的成分有无机物和有机物两大类。无机物以水为主,水占细胞鲜重的80~90%,水母的水分更是高达97%,其次是无机盐,占1~1.5%。有机物有蛋白质(占7~10%)、脂类(占1~2%)、糖类和核酸(占1~1.5%)等。将这些物质进一步分解为原子,则构成细胞的原子成分主要有:碳C、氢H、氧O、氮N、磷P、硫S等。这六种原子占细胞原生质总量的95%,其中C含量高达56%(细胞干重比)。其余元素有几十种之多,例如Ca、K、Na、Mg、Cl、Fe、Cu、Co、I、Mn等。构成生物的几十种元素都是无机物,没有一样是生命所特有的,说明生物界和非生物界具有统一性。原生质是由原子构成的有机化合物(有机分子),以蛋白质、核酸、DNA、RNA为主。这些化合物是细胞的结构和生命活动的物质基础。

炁学提示:西学认识了细胞里的炁粒(分子、原子、离子),没有认识到的细胞成分是虚物(炁体、炁子和炁流)。炁体形成经络穴位系统,决定了细胞的存在,没有炁体细胞就不能够生存;炁子就是内能物质,是使细胞具有生命活动的生命物质,决定了细胞的组成、结构、性质和功能。不是分子决定炁子,而是炁子决定分子。炁子是分子存在的环境条件。细胞处在各种分子环境里,是炁子决定细胞吸收什么分子不吸收什么分子。吸收不同的分子就形成不同的细胞;炁流就是能量物质,决定了细胞的生命活动,是细胞进行生命活动的动力。分子决定了细胞的形状,构成细胞的形体。这些物质共同配合完成生命活动,而炁流在其中起到动力的作用,炁体起到能源的作用。炁体和炁流对生物的作用将在“炁流学·经络穴位”里详细介绍。

1、水。

水在细胞里以两种形式存在:结合水和自由水。自由水占主要部分,是良好的溶剂和重要的载体,形成水溶液,在进出细胞时起到输送炁粒(营养和废物)和炁流(热能)的作用。水是生命存在的基本前提,一切生命活动必需有水才能进行。

2、无机盐。

它们在细胞里种类多含量少作用大,是必不可少的。大多数以离子形式存在,主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、PO43+、Cl-等。有些是构成细胞的重要成分,有些是维持生命活动和细胞的形态功能的重要物质。氮肥促进植物细胞的分裂和生长,使枝叶茂盛。植物缺少氮肥时就会矮小瘦弱,叶片发黄,叶脉呈淡棕色。磷肥促进植物幼苗的发育和花的开放,使果实种子提早成熟,缺少时就会植株矮小,叶片呈暗绿色和紫色。钾肥使植物健壮,促进淀粉的生成。

3、蛋白质。

蛋白质是生命活动的主要承担者,大约占细胞干重的50%以上,是仅次于水的主要化学炁粒,是构成细胞的主要结构物质。蛋白质种类很多,约有1010~12种,结构复杂,功能不同(由此分成结构蛋白、催化蛋白、运输蛋白、调节蛋白、免疫蛋白等),主要由C、H、O、N四种原子组成。蛋白质分子由约20种氨基酸分子组成。氨基酸通过肽键(—CO—NH—)连接成为肽。由两个氨基酸形成的肽叫做二肽,由多个氨基酸形成的肽叫做多肽。由于多肽形成链状结构,所以也叫做肽链。蛋白质分子是由1条以上的肽链形成的。成百上千个氨基酸分子构成了蛋白质链条,含有几千~几十万个原子,分子量从几万~几百万以上。我国经过6年多的研究,终于在1965年首例合成人工蛋白质(结晶牛胰岛素)。

酶是有催化作用的蛋白质,是生物催化剂,能够形成生物化学反应。酶的催化效率很高,人体细胞内每分钟大约进行几百万次的各种化学反应,都需要酶的催化作用,才能够在低温低压的条件下顺利快速地进行。酶具有专一性,一般一种酶只能够催化一种化学反应。酶具有多样性,各种酶共同作用,使反应迅速进行。酶对新陈代谢具有重要作用。

激素也叫做荷尔蒙,是由人体的内分泌系统分泌到血液里的有特殊的生物效应(调节生命活动)的蛋白质。它与神经系统一起维持机体正常的生理功能,对身体的生长、发育、代谢、健康有重要作用。激素过多过少都会引起内分泌疾病。多数激素是甾类(类固醇)和酚类衍生物。肿瘤病人会患上异位激素分泌综合症,出现激素分泌异常增高。内分泌功能亢进疾病的治疗方法主要有:手术切除腺体、放射性治疗、药物和激素治疗。内分泌功能减退疾病的治疗方法主要有:替代疗法、药物治疗、中医疗法。激素的检测方法:血液和尿液中激素浓度、激素合成和释放速度等。

氨基酸是含有氨基和羧基的有机化合物,是构成蛋白质的基本炁粒(基本单位),其分子的基本结构是一个C连接着H、NH2、COOH和R。不同的氨基酸体现在R的不同上。自然界有300多种氨基酸,而构成蛋白质的碳是α型的,叫做α-碳,所构成的氨基酸叫做α-氨基酸,有21种。它们是丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等。组成蛋白质的氨基酸除了天然的甘氨酸以外,都是不对称的,都是手性分子,它们几乎都是左旋分子(L型)。人体有9种(赖、色、苯丙、蛋、苏、异亮、亮、缬、组)不能够自己合成的氨基酸,其中婴儿多一个组氨酸(可见组氨酸对生长很关键),这些氨基酸必须从饮食摄取。蜂王浆含有29种氨基酸。

图6.24氨基酸和肽

4、脂类。

脂类主要是由C、H、O三种原子组成的有机炁粒,此外还含有N、P、S等原子,起到贮存能量的作用。主要有脂肪、类脂、固醇三类。脂肪主要是生物体内储藏能量的物质,还有减少热量损失的保温作用。类脂以磷脂为主,是构成细胞膜、内质网膜和线粒体膜的重要成分,在脑、卵和大豆中含量比较多。固醇主要有胆固醇、性激素、维生素D等,对新陈代谢有积极作用。

5、糖类。

糖类是由C、H、O三种原子组成的有机炁粒,有单糖、二糖和多糖三大类。最重要的单糖是五碳糖和六碳糖,双糖以蔗糖、麦芽糖和乳糖为主,多糖以淀粉、纤维素、糖元为主。五碳糖有核糖和脱氧核糖,是组成核酸的必要物质。六碳糖有葡萄糖,是植物光合作用的产物。糖类是生物进行生命活动的主要的生物能源物质。淀粉是植物细胞中储藏能量的物质。植物的细胞壁是由纤维素组成的。糖元是动物细胞中储藏能量的物质。淀粉和糖元经过酶作用水解成为葡萄糖,葡萄糖进一步分解释放出能量(炁流),供生命活动所需。

6、核酸。

核酸是生物的遗传物质,决定了生物的遗传、变异和蛋白质的合成。由C、H、O、N、P等原子组成,分子量大约是几十万~几百万,其基本组成单位是核苷酸。每个核酸分子由几十~上亿个核苷酸构成。核苷酸由碱基、五碳糖和磷酸组成。核酸中的糖都是右旋分子(D型)。核酸有DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两大类。DNA由两条脱氧核苷酸链组成,主要存在于细胞核、线粒体、叶绿体内,是主要的遗传炁粒。RNA由一条核糖核苷酸链组成,主要存在于细胞质内。不同的生物有不同的核酸。1953年沃森和克里克利用X射线衍射的方法测定出DNA(脱氧核糖核酸)的双螺旋结构。

7、基因。

也叫做遗传因子,是由DNA(脱氧核糖核酸)或者RNA(核糖核酸)分子组成的具有遗传功能的大分子物质(DNA片段)。基因决定了生物的一切生命过程,例如生老病死、遗传变异。人体细胞有约10万个基因,它们在染色体上是怎样排列的?人类基因组计划就是为了弄清楚这个问题。该计划由美国在1985年提出,国际共同攻关,从1990年开始执行,投资30亿美元,计划15年完成。

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