组成生物机体的分子非常大，异常复杂并且多种多样
信息分类：生命科学资讯 作者:YIYI发布
组成生物机体的分子非常大，异常复杂并且多种多样
生物机体与无生物的差异在生物学中广泛采用物理学的研究方法，
使我们有可能在分子水平上研究生物现象．由于有生物化学家、生理学
家、生物物理学家以及结晶学家们的卓越工作，才逐渐确立了一系列生
物客体的分子结构．例如，已经查明作为遗传信息基本载体的脱氧核糖
核酸（DNA ）的结构，此外，动物肌肉中储存氧气的肌球蛋白分子的结
构，作为红血球的组成部分并将氧气由肺部输送给组织的血红蛋白的结
构，横纹肌以及其内部的蛋白分子的结构，还有若干酶、维生素和一系
列其他重要生物分子的结构，现在也都已经弄清楚了．
在分子水平上来研究生物过程已经取得了大量新的实验
解释它们的任务已经提上议事日程．由于一切生物机体都是由分子
和原子组成的，要从分子水平上阐明生物过程的机制，只有依靠在描述
构造原子与分子的电子及原子核的运动上取得了成功的量子理论才有可
能．自然，必须看到，生物客体具有一系列不同于无生物的独特特征．
在这些特征中，首先是自我复制能力和对外部条件变化的适应性，以及
对在生命系统内发生并保证其生命活动的～切生物过程所具有的极其精
确的调节功能和自洽性．
组成生物机体的分子非常大，异常复杂并且多种多样．构成细胞的
一切分子，其中最复杂而形式最多样的莫过于蛋白质分子．它们的分子
量小的也有几万，大的则有几百万．生物机体的极大的多样性并不意味
着构成它们的化学单元也是极其多样化的．化合物和原子团还是那些，
但组合方式有多种形式，这就引起了上述多样性．例如，一切蛋白质基
本上是由二十多种氯基酸组成的．DNA 分子是由四种核苷酸组成的．在
研究无生物界的物体时，人们就弄清楚了，随着原子系统复杂程度的增
加，会出现质变．例如，温度、熵、声波和其他元激发的概念只适用于
原子与分子组成的系统，对单个的原子是不适用的．
在分手水平上描述生物现象的可能性今天摆在生物物理学家面前的
任务就是描述一些最简单的生物系统（如酶、结构蛋白、细胞膜和内细
胞膜）以及作为生物机体的细胞内的细胞器的构造、性质和功能机制．
由食物中取得的化学能是如何加以保存和有效地利用以构造细胞和保证
生命活动的正常进行的，阐明其机制具有特别的意义．我们假定，这些
问题能够在掌握生物的基本单元的原子组成的基础上，再考虑到分子内
部和分子之间的相互作用以及由这些作用所引起的大分子的变化和构象
改变，以及能量、电子和质子沿分子或在分子之间的传递等等来加以解
决．在无生物界中的问题可以用量子力学、统计物理、平衡以及非平衡
热力学来解决．借助于量子力学，通常是研究一些理想的粒子体系的稳
定态以及态在外部扰动影响下的改变，这种扰动系由外场的作用所引起，
可由在哈密顿量（能量算符）上附加一相应于系统与外场间的相互作用
能来作完全的描述．在这种情况下，系统的态称为“纯粹的w 埘，它由
作为薛定锷方程的解的波函数来描述．
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