生命由什么組成
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生命由什么組成
蛋白質(zhì)是一切細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)的重要組成成分。人和動物體的各個(gè)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(zhì)構(gòu)成。在大多數(shù)細(xì)胞中，蛋白質(zhì)要占到細(xì)胞干物質(zhì)的90％以上，連最簡單的單細(xì)胞生物如大腸桿菌，每個(gè)菌體含有的蛋白質(zhì)種類估計(jì)也有3000種以上。蛋白質(zhì)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(yùn)動、呼吸、營養(yǎng)輸送、神經(jīng)傳導(dǎo)、思維、記憶等生命的活動，主要是通過蛋白質(zhì)去實(shí)現(xiàn)的，生命的新陳代謝也是在一種特殊的蛋白質(zhì)——酶的催化下進(jìn)行的。
一切生物的細(xì)胞里面，不僅含有蛋白質(zhì)，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(guān)重要的作用。而且，生命體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的過程，必須在核酸的參與下才能完成。
這就是說，蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成了生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，而生命活動實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)和核酸運(yùn)動的體現(xiàn)。可以說，生命的本質(zhì)歸根結(jié)底在于生物在分子水平上的微觀運(yùn)動。
核酸的發(fā)現(xiàn)
核酸是由瑞士的生物學(xué)家米歇爾發(fā)現(xiàn)的。1868年，他利用外科手術(shù)繃帶上的膿細(xì)胞作材料，從細(xì)胞核中分離出了一種含磷的酸性物質(zhì)，因?yàn)檫@種物質(zhì)來源于細(xì)胞核，所以起名核素，其實(shí)，核素是核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合體。
在1871—1873年期間，米歇爾通過對鮭魚精子頭部的實(shí)驗(yàn)，又進(jìn)一步證明了細(xì)胞核主要不是由蛋白質(zhì)組成，而主要由一種含磷的物質(zhì)組成，后來這種物質(zhì)被定名為核酸，意思是"細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的一種酸性物質(zhì)"。
分子機(jī)器有序運(yùn)轉(zhuǎn)
蛋白質(zhì)和核酸分子都由幾千乃至幾十萬個(gè)原子組成，稱為生物大分子。每一個(gè)生物大分子都可以看做是一架生命的分子機(jī)器。所有的生命活動過程都由結(jié)構(gòu)復(fù)雜而有序的分子機(jī)器進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。這些分子機(jī)器除了蛋白質(zhì)和核酸之外，還包括其他一些生物大分子或大分子集團(tuán)，如糖類、脂類以及生物大分子的復(fù)合物。正是依靠了生命體內(nèi)微觀世界中眾多的分子機(jī)器的有序運(yùn)轉(zhuǎn)、協(xié)同配合，生命體才有了活力。
打開分子機(jī)器看一看
1968年，香港地區(qū)發(fā)生了一次十分厲害的病毒性流感，當(dāng)時(shí)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(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，也測出了這種蛋白質(zhì)與人體中某種分子結(jié)合后形成的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，這種復(fù)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(jié)構(gòu)后，研究人員用人工方法合成出了一種特殊結(jié)構(gòu)的抗病毒藥物，這種藥物能與病毒蛋白結(jié)合，阻止病毒對人體細(xì)胞感染，從而可以預(yù)防這種流感的傳染。
這個(gè)事例可以說明，一旦了解了生物大分子的.結(jié)構(gòu)，人類就會大大加深對生命功能的認(rèn)識。
構(gòu)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(gè)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(gè)原子和電子之間的相互作用，決定了這個(gè)生物大分子執(zhí)行怎樣的生命功能，也就是說，生物大分子結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系，是揭示生命本質(zhì)的突破點(diǎn)。通過測定生物大分子的結(jié)構(gòu)，并通過對結(jié)構(gòu)與功能間相互關(guān)系的分析，可以了解生物大分子的功能，還可以通過將一個(gè)未知的生物大分子與已知的生物大分子進(jìn)行比較，了解或估計(jì)這個(gè)未知分子的生物功能。例如，光合作用的機(jī)理是世界各國的科學(xué)家一直致力于揭示的生命奧秘，1987年，科學(xué)家們首次測定了植物光合作用的核心機(jī)構(gòu)——光反應(yīng)中心的三維結(jié)構(gòu)，從而在分子水平上揭示了太陽的光能如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的化學(xué)能的秘密。
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