一、生物与非生物的区别是什么

区别生物与非生物的主要特征有3个，即所有生物均有增殖活性，具有特定的化学组成，严格细胞结构依赖，其中，最基本指标是增殖特征。不同时具备上述特征的就是非生物，如矿物会进行晶体生长。

增殖是指生物可以在其基因组基因指导下，获得个体数量的增加，如细胞分裂、病毒增殖、动植物的个体繁殖等。

无论细胞生物或非细胞生物，构成的化学元素丰度与地球的化学元素丰度有着明显的区别，且生物的组成元素中最多只出现25种化学元素（图1-1)。如人的常量元素有11种——C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Mg、Cl，其他14种为微量元素——Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Se、Cr、N1、S1、Sn、V、F、I。不同物种的常量元素和微量元素的组成存在一定的差异。

所有生物的生命活动均表现为细胞结构依赖。原核细胞生物一般情况下每个细胞就是1个个体，真核细胞生物有单细胞生物和多细胞生物之别，多细胞生物如植物（单细胞藻类例外）、动物（原生动物是单细胞，例外）。非细胞生物如病毒、类病毒、阮粒等虽然没有细胞结构，但需要依赖特定的细胞才能表现主要的生命活动—增殖活动。

二、什么是细胞

可以从两方面来理解什么是细胞，一是结构表现，二是功能表现。

典型的细胞结构特征包括：①细胞质膜或细胞膜；②核糖体；③细胞基因组。在多细胞生物中有些高度分化的细胞，可能没有核糖体，甚至没有自己的基因组，如哺乳动物的成熟红细胞，仅有细胞质，没有细胞器，也没有染色质。

在功能表现方面，多细胞生物机体内，除了高度分化的细胞，所有其他细胞均有以下功能：①自主的基因表达；②细胞分裂。在多细胞生物的特定组织中，活细胞表达的基因可以区分为管家基因和组织特异性基因，而细胞基因组中的大多数其他基因均处于闭锁状态，一般不进行基因表达。

三、细胞是生命活动的基本单位

在生物学意义上，细胞是生命活动的基本单位。理由主要有以下5个方面：①细胞是构成有机体的基本单位；②细胞是代谢与功能的基本单位，具有独立的、有序的自控代谢体系；③细胞是有机体生长与发育的基础；④细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性；⑤没有细胞就没有完整的生命。

四、细胞的基本共性

细胞的基本共性表现有以下4个方面：①所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜；②所有的细胞都含有两种核酸，即DNA与RNA，构成遗传信息复制与转录的载体；③作为蛋白质合成的细胞器，所有细胞都有核糖体；④几乎所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行。

五、细胞的化学组成

综观细胞生物学的研究水平，构成细胞化学成分的组成层次有4个：化学元素、水和无机盐、有机分子、生物大分子。

（一）细胞的化学元素

也是25个元素，其中，C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Mg、Cl一般属于常量元素，其他如Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Se、Cr、Ni、Si、Sn、V、F、I等属于微量元素。

（二）水和无机盐

细胞内的水有两种形式存在，一是游离水，二是结合水并在细胞生命活动中发挥作用。游离水是那些可以相对自由活动的H2O分子，与有机分子或生物大分子的极性基团、无机离子等无疏水相互作用相联系。结合水是指与有机分子或生物大分子的极性基团、无机离子等产生较强的疏水相互作用，不能自主活动的H2O分子，如离子的水化层结合水。

水是生命活动中非常重要的溶剂环境，没有水就没有生命，没有水细胞也不能正常发挥生理功能甚至死亡。一般认为水在组织、细胞中的比重占到80％以上。
无机盐在细胞生命活动中的作用是不可或缺的，无机盐在细胞内表现为阴离子或阳离子，这些离子使电中性的H2O分子发生极化，且与相当多的H2O分子结合形成水化层。

（三）有机分子

正常细胞内的有机分子有许多，研究比较清楚的是结构性有机分子，即是通过生物化学过程重构成生物大分子的那些有机分子，包括核昔酸、氨基酸、单糖、脂类分子这4类。

1．核苷酸

组成核酸分子的重要有机分子就是核苷酸，由碱基、五碳糖和磷酸组成。在DNA和RNA这2种核酸中出现的碱基共有5种，分别是尿嘧啶U)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G)（图1-2)；出现的五碳糖单糖有2种，分别称核糖或脱氧核糖。

其他核苷酸及其衍生物在生物细胞内也多见，人们往往以生物活性物质的形式进行研究开发，用于人类健康或其他目的。

2.氨基酸

自然界有200余种氨基酸被发现，组成生物大分子蛋白质或多肚的氮基酸共有20种（表1-1)。

其他氨基酸及其衍生物在生物细胞内发现用作食品风味物质，利于人类健康的生物活性物质或药物。

人体必需氨基酸有8种，需要通过食物摄取补充。这些氨基酸是异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸。

3．单糖

自然界有100余种单糖，组成多糖及寡糖链的单糖约10余种，包括五碳糖和六碳糖。五碳糖包括核糖和脱氧核糖，是构成核酸的重要单糖。六碳糖则是构成多糖的重要单糖。

4．脂类分子

细胞内的脂类分子主要是磷脂、胆固醇、帖类等若干种，主要功能是构成膜脂生物大分子，而膜脂是组成生物膜的重要基础。

（四）生物大分子

细胞内的生物大分子主要是核酸、蛋白、多糖和膜脂（图1-3)。

1．核酸

核酸是一类相对分子质量巨大的生物大分子，根据核昔酸的差异区分为RNA和DNA。无论哪种核酸，其聚合键均为磷酸二酯键，键合位3'，5'。核酸的书写方向是5'→3'，因此，核酸也称作核苷酸序列。核酸的功能形态主要表现为基因存储形式或基因表达形式两种。如mRNA、rRNA和tRNA就是基因表达后的产物，都是相应的基因转录后的产物，但mRNA不是基因表达的最终产物，该类基因表达的最终产物是多肽或蛋白质，而rRNA和tRNA则是该类基因表达的最终产物。

2．蛋白质

依据它们在细胞结构上相对于生物膜的分布及其功能表现差异，人们将蛋白质区分为膜蛋白质、基质蛋白和分泌蛋白。

蛋白质可以理解为氨基酸的聚合物，聚合键为肤键，键合位是一NH2和一COON，即一个氨基酸的游离一NH2和另一个相邻氨基酸的游离一COOH缩合形成一个肽键。蛋白质的书写方向是游离一NH2端的氨基酸→游离一COOH端的氨基酸，书写时使用氨基酸缩写，氨基酸缩写可以是单字母符号或三字母符号，一般使用单字母符号。由于这样规定书写方向，所以把蛋白质或多肽也称氨基酸序列。

细胞内的蛋白质或多肤还有其他存在形式，如真核细胞染色体骨架中的组蛋白和非组蛋白、细胞内的核糖体蛋白、细胞骨架蛋白（微管、微丝、中间纤维）、病毒或噬菌体的衣壳蛋白。

3．多糖

多糖在细胞内存在的形式多种多样，主要是细胞壁多糖、膜多糖、糖原和淀粉，其他存在形式是与他种生物大分子形成复合物，如糖蛋白、糖脂。

多糖一般是由六碳糖缩合形成的有分枝或无分枝的长链分子，多糖的聚合键是糖苷键，键合位可以是六碳糖的1'、2'、3'、4’或6’碳。

细胞壁多糖在原核细胞一般表1-2糖氮聚糖在细胞质膜外的分布是”糖，在真菌细胞可以是几丁质、或纤维素，在植物细胞则是纤维素、半纤维素、木质素、果胶质等。

糖氨聚糖（GAG）指由氨基己糖和糖醛酸组成的特定二糖单元组成的重复结构，糖苷键可以是β(1,3),β硫酸类肝素(1,4）和β(1,6）等。

4．膜脂

膜脂的键合键主要是氢键、范德华氏力等弱相互作用。膜脂可以与糖链、蛋白质、多肽等形成生物大分子复合物。
膜脂指由脂质分子共同组成脂质双分子层，是组成生物膜的重要结构基础。