书籍简介
首章试读
01 细胞的特性 什么是细胞 细胞是生命的最小单位。所有可独立生存的生物，从单细胞生物（如细菌）到复杂的生命体（如我们人类），均由细胞构成。我们身体内的细胞数量惊人，但与重达200吨的蓝鲸相比，则显得微不足道。作为生命的基本构成模块，细胞被认为是一组简单元件的集合，可通过平稳的生理活动来维持自身正常状态，并不时通过分裂来产生新的细胞，从古至今都未改变。无论是大多数细菌（作为独立个体的存在时间仅为半小时左右，随后将分裂成新的个体），还是人类的神经细胞（可在数十年的时间里持续进行自我修复以维持日常活动），每一个简单或复杂的细胞都是一座自成体系的“分子工厂”，在其生命周期中的每一分钟都在疯狂地工作。将细胞比作工厂的说法稍显简单，事实上，为了维持细胞活动，细胞工厂自身以及其中的大部分器械每天必须经历拆除与重建——在这一过程中，工厂的生产速度却从未减慢。与细菌相比，动物与植物的细胞体积更大（约为细菌的1000倍），内部组织也复杂精细得多。 究竟哪些化学物质能够支持如此极致的物质合成，使得简单细胞在几分钟内，复杂细胞在一天之内，就能实现自我复制呢？从根本上讲，构成生命的基本元素主要涵盖了117[1]种已知元素中的6种，包括碳、氢、氮、氧、磷和硫。细胞中将近99％的分子是由氢、氧结合所形成的水分子。这看起来似乎会导致生命体变得如稀汤寡水一般，但事实上，部分水分子并不以**的形态存在，而是被牢牢地锁在某些大分子结构中。在分子水平上，所有细胞均以一组数量有限的碳基分子为物质基础，包括提供化学能的糖，构成细胞膜的脂肪酸，作为蛋白质基本单位的氨基酸，以及作为RNA、DNA基本单位的核苷酸。所有蛋白质均由20种不同的氨基酸组成，而这些氨基酸也是所有生物所共有的。如同单词由字母组成一般，氨基酸“字母”也以各种不同的方式组合在一起，形成了大量的蛋白质“词汇”。蛋白质具有极其多样的形态，可以作为结构材料、化学催化剂与分子马达，支撑并驱动着生命的进程。每一个蛋白质的密码都源于我们DNA中的另一组密码，即由四个“字母”所组成的基因密码。基...