结构生物化学/细胞基础
细胞是生物体最基本的单位，提供结构和功能。不同的细胞可能具有不同的形状、大小和功能，但都具有相同的根本特性。细胞内存在各种细胞器，赋予细胞结构和功能。细胞器在不同细胞中的数量和类型各不相同。[1]
细胞主要分为两种类型：原核细胞和真核细胞。原核细胞，如细菌细胞，缺乏“真”核和膜结合细胞器。原核生物的遗传信息位于细胞质中的核区。另一方面，真核细胞将其遗传信息存储在膜封闭的核中。真核细胞比原核细胞更大，它们与原核细胞的不同之处在于它们含有膜状细胞器，如线粒体和内质网。
动物细胞和植物细胞是两种常见的真核细胞。植物细胞具有细胞壁，赋予其坚硬的结构。植物细胞独有的叶绿体使它们能够进行光合作用。这两种结构在动物细胞中不存在。细胞壁的缺失使动物细胞能够采用多种形状。溶酶体含有消化酶，只存在于动物细胞中。动物细胞和植物细胞之间的另一个区别是它们液泡的大小。动物细胞在整个细胞质中有多个小液泡，而植物细胞只含有一个大的中央液泡。
细胞的大小受扩散的限制。虽然较大的细胞能够包含更多的生化物质，但较小的尺寸可以最大化表面积与体积比，这才是最理想的。简单的几何学告诉我们，面积与体积之比由 3/r 给出，它与半径成反比。细胞功能所需的氧气等分子需要能够有效地到达细胞的所有部位。因此，较小的细胞尺寸可以促进更高的扩散速率。[2]
血细胞是旅行最多的细胞之一。红血球随着血流的流动而被动地移动。白血球保护人们免受病毒和细菌的侵害，因此它们需要快速移动到感染部位。当白血球移动到集中部位时，就会发生疼痛的感觉。白血球像变形虫一样移动，它们通过伸展自身的一部分，整个细胞向该部分伸展的方向移动。这个过程不断重复。[3]
细胞学说是指所有生物都是由细胞构成的，所有细胞都起源于预先存在的细胞。细胞相对较小，因为它保证了较大的表面积与体积之比，这对于促进与细胞外环境的快速物质交换是必要的。
超分子复合物构成细胞器。它们包括染色体、质膜和细胞壁。
超分子复合物由大分子组成，例如 DNA、蛋白质和纤维素。大分子是化学中尺寸相当大的分子。大分子之间弱的非共价力为超分子复合物提供了稳定性和结构。四大类大分子是核酸、蛋白质、糖和脂类。大分子在溶解时需要盐或离子等辅助物质。就蛋白质而言，它们在浓度超出其浓度范围时会变性。由于它们很大，因此当大分子浓度很高时，它们也会影响平衡速率。
大分子可以进一步细分为各自的单体单元。DNA 由核苷酸单元组成，而蛋白质由氨基酸组成。碳水化合物由糖亚基组成，脂类由脂肪酸亚基组成。
| 超分子复合物 | 大分子 | 单体单元 |
|---|---|---|
| 染色体 | DNA | 核苷酸 |
| 质膜 | 蛋白质 | 氨基酸 |
| 细胞壁 | 纤维素 | 糖 |
- ↑ Nelson, David L. (2004). Principles of Biochemistry (4th Ed. ed.). W. H. Freeman. ISBN 0716743396.
{{cite book}}:|edition=has extra text (help) - ↑ Nelson, David L. (2004). Principles of Biochemistry (4th Ed. ed.). W. H. Freeman. ISBN 0716743396.
{{cite book}}:|edition=has extra text (help) - ↑ 细胞内部
- ↑ Nelson, David L. (2004). 生物化学原理 (第 4 版). W. H. Freeman. ISBN 0716743396.
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