生命由什么組成

　　蛋白質是一切細胞和組織結構的重要組成成分。人和動物體的各個組成部分,如臟器、肌肉、皮膚、血液,以及植物的種子等,都主要由蛋白質構成。在大多數細胞中,蛋白質要占到細胞干物質的90％以上,連最簡單的單細胞生物如大腸桿菌,每個菌體含有的蛋白質種類估計也有3000種以上。蛋白質不僅是生物體的重要組成成分,它還在生命活動中起著極其重要的作用,運動、呼吸、營養輸送、神經傳導、思維、記憶等生命的活動,主要是通過蛋白質去實現的,生命的新陳代謝也是在一種特殊的蛋白質——酶的催化下進行的。

　　一切生物的細胞里面,不僅含有蛋白質,也都含有核酸。核酸是生命體遺傳信息的攜帶者,對生命體的生長、遺傳、變異起著至關重要的作用。而且,生命體內合成蛋白質的過程,必須在核酸的參與下才能完成。

　　這就是說,蛋白質和核酸構成了生命的物質基礎,而生命活動實質上是蛋白質和核酸運動的體現。可以說,生命的本質歸根結底在于生物在分子水平上的微觀運動。

　　核酸的發現

　　核酸是由瑞士的生物學家米歇爾發現的。1868年,他利用外科手術繃帶上的膿細胞作材料,從細胞核中分離出了一種含磷的酸性物質,因為這種物質來源于細胞核,所以起名核素,其實,核素是核酸和蛋白質的復合體。

　　在1871—1873年期間,米歇爾通過對鮭魚精子頭部的實驗,又進一步證明了細胞核主要不是由蛋白質組成,而主要由一種含磷的物質組成,后來這種物質被定名為核酸,意思是"細胞核中發現的一種酸性物質"。

　　分子機器有序運轉

　　蛋白質和核酸分子都由幾千乃至幾十萬個原子組成,稱為生物大分子。每一個生物大分子都可以看做是一架生命的分子機器。所有的生命活動過程都由結構復雜而有序的分子機器進行調節與控制。這些分子機器除了蛋白質和核酸之外,還包括其他一些生物大分子或大分子集團,如糖類、脂類以及生物大分子的復合物。正是依靠了生命體內微觀世界中眾多的分子機器的有序運轉、協同配合,生命體才有了活力。

　　打開分子機器看一看

　　1968年,香港地區發生了一次十分厲害的病毒性流感,當時缺乏有效的治療方法。20年后,研究人員測出了這種流感病毒外殼蛋白質的分子結構,也測出了這種蛋白質與人體中某種分子結合后形成的復合物的結構,這種復合物的形成正是人被病毒傳染的原因。了解了這些分子的結構后,研究人員用人工方法合成出了一種特殊結構的抗病毒藥物,這種藥物能與病毒蛋白結合,阻止病毒對人體細胞感染,從而可以預防這種流感的傳染。

　　這個事例可以說明,一旦了解了生物大分子的結構,人類就會大大加深對生命功能的認識。

　　構成生物大分子的原子主要有氫、碳、氮、氧、磷、硫以及少量的金屬原子,每個原子在大分子中都具有特定的三維空間排列,在空間中占有特定的位置。組成生物大分子的原子種類以及每個原子和電子之間的相互作用,決定了這個生物大分子執行怎樣的生命功能,也就是說,生物大分子結構及其與功能的關系,是揭示生命本質的突破點。通過測定生物大分子的結構,并通過對結構與功能間相互關系的分析,可以了解生物大分子的功能,還可以通過將一個未知的生物大分子與已知的生物大分子進行比較,了解或估計這個未知分子的生物功能。例如,光合作用的機理是世界各國的科學家一直致力于揭示的生命奧秘,1987年,科學家們首次測定了植物光合作用的核心機構——光反應中心的三維結構,從而在分子水平上揭示了太陽的光能如何轉化為有機物的化學能的秘密。

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