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生命是主要由蛋白质和核酸组成的具有自我更新能力的多分子体系 九江市第一中学高一（12）班 朱昊天 关键词：蛋白质 核酸 自我更新 多分子体系 摘要： ㈠恩格斯说过：“生命是主要由蛋白质和核酸组成的具有自我更新能力的多分子体系。” ㈡蛋白质在生物体内具有极其重要的功能 ㈢核酸在生物的遗传方面举足轻重 ㈣细胞中化合物的更新，有利于细胞维持自己的生命；而细胞自身的更新，有利于生命体维持生命。 ㈤根据多分子体系的含义可知，细胞即是一种多分子体系。细胞的各个结构保障了这种多分子体系。 ㈥这句话突出了蛋白质和核酸对生命体的重要意义，指引着细胞生物学向蛋白质和核酸领域的探索。 正文： 1.蛋白质的重要性 ⑴结构： 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 图1是组成蛋白质的氨基酸的结构通式，中间的C原子的4个化学键分别连接1个氨基（-NH2）-）⑵功能： 蛋白质的功能有很多。例如，结构蛋白能构成生物体;酶是很多生化反应的催化剂（酶的反应机理如图3），而大多数酶的化学本质是酶（只有极少数酶是RNA）；蛋白质还有运输功能，例如血管中红细胞用以运输氧气的血红蛋白；内分泌系统合成的分泌蛋白具有调节作用；蛋白质还具有免疫作用（用以抵御病菌的抗体）。 2.核酸的重要性 ⑴结构： 实验证明，核苷酸是核酸的基本组成单位，即组成核酸分子的单体。1个核苷酸是有1分子含氮碱基、1分子五碳糖和1分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可将核苷酸分为脱氧（核糖）核苷酸和核糖核苷酸。（如图4） 就像氨基酸分子的脱水缩合反应，核苷酸分子脱水缩合，形成一条长链，每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链（如图5），RNA则由核糖核苷酸连接而成。多数情况下，DNA为双链结构，RNA则为单链结构。 DNA和RNA各含有4种碱基，但有所不同。DNA的碱基有A、T、G、C四种，RNA的碱基有A、U、G、C四种（如图6）。 科学家们通过实验，证明了DNA分子的双螺旋结构：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架，而碱基则排列在内测;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律（碱基互补配对原则，即A-T,G-C）一个DNA(或RNA)分子的基本骨架是由脱氧核糖（或核糖）和磷酸交替连接而成的，从头到尾没有变化，而骨架内侧4种的排列顺序却是可变的（见图7）。研究表明，遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序千变万化，构成了核酸分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个核酸分子的特异性。核酸分子的多样性和特异性，使得核酸成为生命体的遗传物质。 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 3.自我更新的意义 细胞的自我更新有两层含义：细胞内各种化合物（主要是蛋白质）的更新；整个细胞自身的更新，分裂产生新细胞，老细胞凋亡。 细胞中化合物的更新，有利于细胞维持自己的生命；而细胞自身的更新，有利于生命体维持生命。 4.多分子体系 ⑴含义： 生物大分子相互结合，形成能显示一些生命现象的体系。该体系内部具有一定的物理、化学结构，这种独立的结构，可以脱离外界环境的影响，不容易被外界条件破坏，在这种体系中有蛋白质和核酸同时存在，核酸不具有酶的催化作用，蛋白质不具有复制性能，二者配合形成完整的调节系统。多分子体系是原始生命的基础。原始生命是从小分子无机物、小分子有机物、大分子有机物、多分子体系演变而来。 ⑵细胞： 根据多分子体系的含义可知，细胞即是一种多分子体系。细胞的各个结构保障了这种多分子体系。 细胞膜： 细胞膜主要由脂质（主要为磷脂）和蛋白质组成。 图8为磷脂分子结构示意图。红色部分为它的“头部”，由亲水基构成；黄色部分为它的“尾部”，由疏水基构成。这种特殊的结构使得它成为生物膜的主要成分。 图9为磷脂双分子层的结构示意图，它的两侧分别为组织间液和细胞质基质。磷脂分子的头部朝向两侧，尾部朝向双分子层的中间。这样的结构使得磷脂双分子层具有稳定性和一定的流动性。 蛋白质也是构成细胞膜的主要成分。根据生物膜的流动镶嵌模型，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。 细胞膜的结构就决定了它的功能。例如，细胞膜的稳定性使得它将细胞内的生命物质与外界环境分隔开，并使得细胞成为相对独立的系统保障了细胞内部环境的相对稳定;细胞膜的流动性使得它具有控制物质进出的能力，保证了细胞的多分子体系的稳定。 ②细胞质： 细胞质包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质中含有大量生化反应所需的酶。而细胞器相当于细胞内的“车间