简答题
组成细胞的重要化学成分有哪些?各有何重要作用?从蛋白质、核酸的基本结构特点,初步了解生物多样化的原因。
正确答案
组成细胞的化学成分有24种。其中:C、H、O、N、P、S对生命起着重要的作用,Ca、K、Na、Cl、Mg、Fe常量元素虽然较少,但也是必需的,Mn、I、Mo、Co、Zn、Se、Cu、Cr、Sn、V、Si、F,12种微量元素也是生命所不可缺少的。
由上述元素形成各种化合物。细胞中的化合物可分为无机物(水、无机盐)及有机物(蛋白质、核酸、脂类、糖类)。水是无机离子和其他物质的自然溶剂,同时是细胞代谢不可缺少的。这些物质在细胞内各有其独特的生理机能,其中蛋白质、核酸、脂类、糖类在细胞内常常彼此结合,组成更复杂的大分子,如核蛋白、糖蛋白等。蛋白质与核酸在细胞内占有突出的重要地位。蛋白质是细胞的基本物质,也是细胞各种生命活动的基础。蛋白质由氨基酸组成,组成蛋白质的氨基酸已知有20多种。氨基酸借肽键联成肽链。总之,蛋白质是由几十、几百甚至成千上万的氨基酸分子通过肽键按一定次序相连而成长链,又按一定的方式盘曲折叠形成极其复杂的生物大分子。核酸可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。细胞质与细胞核都含有核糖核酸。脱氧核糖核酸是细胞核的主要成分。核酸由几十到几万甚至几百万个核苷酸聚合而成的大分子。一个核苷酸是由一个五碳糖、一个含氮碱基和磷酸结合而成的。由于蛋白质的分子结构极为复杂多样化。而且几乎所有这20多种氨基酸通常存在于每一种蛋白质中,随着这些氨基酸在数量和排列上的千变万化,蛋白质的特性也随之多种多样。
另一方面,核苷酸的种类虽不多,但可因核苷酸的数目、比例和排列次序而构成各种不同的核酸。DNA分子是由两条多核苷酸链平行围绕着同一轴盘旋成一双链螺旋(像螺旋软梯),在DNA分子中,含这四种碱基的核苷酸有各种的排列方式,如果一个DNA分子有100个核苷酸,就可能有4100种的排列方式。
实际上一个DNA分子不只有100个核苷酸,而是几万甚至几百万个核苷酸。由此看出,DNA作为遗传物质基础,对生物的多样性和传递遗传信息具有很大的优越性。可以看出,由于蛋白质、核酸的多样性,所以生物也有多样性。