组成细胞的分子，细胞中的元素组成、水和无机盐

邹承鲁院士说过：“阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。”因此，要了解细胞，我们必须先明白细胞的组成。我们将一起学习人教版生物学必修一的第二章——组成细胞的分子。

邹承鲁院士参与了人工合成牛胰岛素的研究，该项目是我国上世纪60年代的重大科研成果

分子是由原子构成的，我们先从组成细胞的元素开始学习。组成细胞的元素，常见的有20多种。其中有的在细胞中含量很多，有的很少。根据含量多少，这些元素被分为大量元素（C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg）和微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等）。其中,C、H、O、N这四种元素最多。C形成的碳链是各种生物大分子的基本骨架，N是蛋白质和核酸的重要组成元素，而H和O的大量存在，其原因之一便是细胞中存在大量的水。

细胞内各元素占细胞干、鲜重的百分比

《红楼梦》中，贾宝玉说：“女人是水做的。”其实，生物体的含水量普遍都很高，一般为60％~95％。水是构成细胞的重要组分，也是活细胞中含量最高的化合物。在细胞中，水以两种形式存在，一种是自由水，呈游离态，可以自由流动；一种是结合水，与细胞中的一些其它物质结合，不能自由流动。举个例子：一枚大豆种子，挤压时可以流出水来，这些水就是自由水。如果把种子晒干了，就挤不出水来，但大豆种子里还是含有少量的水，这些水就是结合水。

自由水与结合水在细胞中各司其职，又能互相转化。自由水形成了细胞中的液体环境，既可以作为生物化学反应的溶剂，还可以作为底物参与反应。结合水与生物大分子结合，是细胞结构的重要组成部分。自由水与生物大分子结合可以转化为结合水，而结合水又可以脱离生物大分子转化为自由水。

细胞的代谢水平往往可以反映环境的情况。在良好环境下，细胞的自由水比例较大，而一般情况下自由水比例越大，代谢就越旺盛。在不良环境，如寒冷、干旱的条件下，细胞的自由水比例较良好环境下的低，结合水比例升高，这是为了降低代谢水平以抵御不良环境。

干种子代谢水平很低，易于储存

在自由水中溶解有无机盐。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。我们都知道我们每天要摄入盐、铁、钙等等，实际上就是摄入了无机盐。与水不同的是，无机盐在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重（不去掉水时的重量，干重为去掉水时的重量。）的1％~1.5％。

无机盐虽然含量少，但是很重要。比如，Mg是构成植物叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。有种贫血就是缺铁性贫血。人体缺乏钠离子会引发神经、肌肉兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛无力，这是因为钠离子与神经信号的传输有关。钙离子也与神经信号的传输有关，如果缺乏钙离子，可能引发抽搐。某些无机盐离子，如碳酸氢根、磷酸二氢根等，对维持细胞内液体的酸碱平衡也很重要。对于植物而言，除了镁离子，氮盐、磷盐和钾盐也十分重要，要不著名鬼畜“金坷垃”的宣传怎么是“吸收两米以下氮磷钾”呢？

通过鬼畜学生物.jpg

通过今天的学习，我们了解了细胞中的元素组成、细胞中的水以及细胞中的无机盐。