從原子到細(xì)胞——對(duì)比不同的尺度

第一種尺度：原子和分子

放大5 000萬(wàn)倍

原子是構(gòu)成宇宙中一切物質(zhì)——生物和非生物的基本單位。原子的直徑大約是零點(diǎn)一到零點(diǎn)幾納米（10^-9米）。

多個(gè)原子結(jié)合構(gòu)成了分子。大部分生命都是建立在三種小分子的基礎(chǔ)上，每個(gè)小分子只含2~3個(gè)原子：二氧化碳（CO₂）是生物體內(nèi)碳原子最重要的來源；氧氣（O₂）是絕大多數(shù)生命體中參與產(chǎn)生能量的關(guān)鍵氣體；水（H₂O）在我們細(xì)胞里造出了“海洋”，“海洋”不僅浸泡著生命的“機(jī)械裝置 ”，還支撐著細(xì)胞內(nèi)各類化學(xué)反應(yīng)。

在細(xì)胞中，大概還有一千多種略微大一點(diǎn)的、由10到35個(gè)原子構(gòu)成的分子。這些小分子，有的是食物（燃料），有的是建筑材料，或者將要變成燃料和建材。我們稱之為簡(jiǎn)單分子。本書涉及比較重要的簡(jiǎn)單分子有糖、核苷酸和氨基酸。

第二種尺度：鏈分子

放大1 000萬(wàn)倍

在細(xì)胞中，非常重要的工作組件是鏈分子。它們由很多簡(jiǎn)單分子相連而成。數(shù)量最多的鏈分子類型是蛋白質(zhì)，由300到400個(gè)氨基酸首尾相連而成。細(xì)胞中有幾千種不同的蛋白質(zhì)，每一種都擔(dān)負(fù)了特別的工作。細(xì)胞還包含了各種各樣的核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA），前者由幾萬(wàn)個(gè)核苷酸連接而成，后者則包含幾百萬(wàn)個(gè)核苷酸。

第三種尺度：分子復(fù)合結(jié)構(gòu)

放大100萬(wàn)倍

在細(xì)胞中，鏈分子湊到一起，組成錯(cuò)綜復(fù)雜的排列結(jié)構(gòu)，我們稱之為分子復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些復(fù)合結(jié)構(gòu)是細(xì)胞的基礎(chǔ)設(shè)施，相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)部的公路、隧道、電廠、能量工廠和圖書館。此圖展示了一個(gè)核糖體——細(xì)胞中生產(chǎn)蛋白質(zhì)的工廠，和一個(gè)線粒體的一部分——細(xì)胞的能源中心。

第四種尺度：一個(gè)細(xì)胞

放大一萬(wàn)倍

此圖展示了一個(gè)擁有細(xì)胞核的動(dòng)物細(xì)胞。細(xì)胞的大多數(shù)DNA都位于細(xì)胞核之中，細(xì)胞核被細(xì)胞質(zhì)緊緊包裹，細(xì)胞中大多數(shù)生命活動(dòng)發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)里。平均來說，一個(gè)植物細(xì)胞大約比一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞大三倍。