微生物有機體細胞光學分析圖像顯微鏡廠商
微生物學是研究微生物的科學。在自然界中，這些有機體細胞可以獨
立生存。在基礎和應用科學中，微生物學是主要生物學原理的基礎。活細
胞是開放系統，具有幾個主要的特征，包括營養、生長、分化、化學信號
和進化。
√為什么在微生物中遺傳現象的研究比在大型動物中更容易和豐富?
√在熵不斷增加的宇宙里，細胞如何能以高度有序的系統形式存在?
√哪些元素是生命的主要元素?
細胞內的分子活動過程
人們把細胞當作進行化學轉化的“機器”來研究。根據這個觀點，細
胞是一個化學機器，它把能量從一種形式轉變為另一種形式，并將分子分
解成更小的單位，然后用這些小單位分子建成大分子，進行許多其他類型
的化學轉化(分子的定義：兩個或兩個以上的原子彼此以化學鍵結合)。新
陳代謝一詞通常指的是生命有機體內發生的一系列生物合成和降解的化學
過程。細胞也可作為類似計算機樣的密碼機來研究，這個信息的持有者或
將信息傳給子代或是轉成另一種形式。遺傳學這一詞是用于描述生命有機
體的遺傳和變化，以及它們發生的機制�，F在讓我們看一下這兩個細胞功
能的更多細節。機器功能：酶的作用
如果細胞是一個化學機器，那么使它行使功能的動力是什么呢?細胞化
學機器的成分是酶，酶蛋白分子能夠催化專一性的化學反應。細胞能否進
行特殊的化學反應主要取決于細胞內催化該反應的酶是否存在。一般情況
下，酶的專一性是相當高的。在細胞內，甚至非常相關的化學反應也是由
不同的酶催化的。酶的結構決定著酶的專一性。像蛋白一樣，酶是氨基酸
的長鏈多聚物(有21種不同氨基酸)，這些氨基酸以高度專一性的方式連接
。酶的氨基酸序列決定了它的結構和催化專一性。一個蛋白質分子通常有3
00個或更多的氨基酸殘基。氨基酸長鏈折疊成專一性的構型，導致了各種
區域的形成，這些區域在蛋白功能方面起著特殊的作用(見書后彩圖1．5)
。細胞的機器功能(代謝)最終是通過它所含的各種酶量和酶的類型來決定
的。編碼功能：DNA、RNA、蛋白質
當確定一個蛋白質的氨基酸序列時，就要把細胞看成是編碼機，細胞
是怎樣精確地排列氨基酸，構成一種蛋白質的呢?為了認識這一點，我們必
須把細胞看成是一臺能夠貯存信息，并將信息轉變成適當形式的儀器。
