結構生物化學/細胞基礎
細胞是生物體最基本的單位，提供結構和功能。不同的細胞可能具有不同的形狀、大小和功能，但都具有相同的根本特性。細胞記憶體在各種細胞器，賦予細胞結構和功能。細胞器在不同細胞中的數量和型別各不相同。[1]
細胞主要分為兩種型別：原核細胞和真核細胞。原核細胞，如細菌細胞，缺乏“真”核和膜結合細胞器。原核生物的遺傳資訊位於細胞質中的核區。另一方面，真核細胞將其遺傳資訊儲存在膜封閉的核中。真核細胞比原核細胞更大，它們與原核細胞的不同之處在於它們含有膜狀細胞器，如線粒體和內質網。
動物細胞和植物細胞是兩種常見的真核細胞。植物細胞具有細胞壁，賦予其堅硬的結構。植物細胞獨有的葉綠體使它們能夠進行光合作用。這兩種結構在動物細胞中不存在。細胞壁的缺失使動物細胞能夠採用多種形狀。溶酶體含有消化酶，只存在於動物細胞中。動物細胞和植物細胞之間的另一個區別是它們液泡的大小。動物細胞在整個細胞質中有多個小液泡，而植物細胞只含有一個大的中央液泡。
細胞的大小受擴散的限制。雖然較大的細胞能夠包含更多的生化物質，但較小的尺寸可以最大化表面積與體積比，這才是最理想的。簡單的幾何學告訴我們，面積與體積之比由 3/r 給出，它與半徑成反比。細胞功能所需的氧氣等分子需要能夠有效地到達細胞的所有部位。因此，較小的細胞尺寸可以促進更高的擴散速率。[2]
血細胞是旅行最多的細胞之一。紅血球隨著血流的流動而被動地移動。白血球保護人們免受病毒和細菌的侵害，因此它們需要快速移動到感染部位。當白血球移動到集中部位時，就會發生疼痛的感覺。白血球像變形蟲一樣移動，它們透過伸展自身的一部分，整個細胞向該部分伸展的方向移動。這個過程不斷重複。[3]
細胞學說是指所有生物都是由細胞構成的，所有細胞都起源於預先存在的細胞。細胞相對較小，因為它保證了較大的表面積與體積之比，這對於促進與細胞外環境的快速物質交換是必要的。
超分子複合物構成細胞器。它們包括染色體、質膜和細胞壁。
超分子複合物由大分子組成，例如 DNA、蛋白質和纖維素。大分子是化學中尺寸相當大的分子。大分子之間弱的非共價力為超分子複合物提供了穩定性和結構。四大類大分子是核酸、蛋白質、糖和脂類。大分子在溶解時需要鹽或離子等輔助物質。就蛋白質而言，它們在濃度超出其濃度範圍時會變性。由於它們很大，因此當大分子濃度很高時，它們也會影響平衡速率。
大分子可以進一步細分為各自的單體單元。DNA 由核苷酸單元組成，而蛋白質由氨基酸組成。碳水化合物由糖亞基組成，脂類由脂肪酸亞基組成。
| 超分子複合物 | 大分子 | 單體單元 |
|---|---|---|
| 染色體 | DNA | 核苷酸 |
| 質膜 | 蛋白質 | 氨基酸 |
| 細胞壁 | 纖維素 | 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) - ↑ 細胞內部
- ↑ Nelson, David L. (2004). 生物化學原理 (第 4 版). W. H. Freeman. ISBN 0716743396.
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