细胞有机分子由蛋白质、核酸、糖类、脂类组成。

     细胞干重的50 %左右为蛋白质,任何农产品成份中都含有蛋白质。蛋白质是一类很复杂的大分子缩聚物,分子量从几千到几百万以上。蛋白质种类多而且结构复杂。

     蛋白质中含有多种元素,蛋白质分子是由氨基酸组成的,每个蛋白质分子是由不同种类、成千上万的氨基酸按一定的排列顺序以长链形式形成。组成蛋白质分子的氨基酸种类很多,主要的氨基酸有20 多种。

     蛋白质分子具有特定的空间结构,且每一种蛋白质分子的空间结构都不一样,故蛋白质分子结构具有多样性,这种多样性决定了蛋白质分子具有多种重要功能。

     蛋白质分子的功能既表现为生命体的生命活动,又是生命体重要的结构物质。例如动物的肉质成份主要是蛋白质,微生物细胞中也含有丰富的蛋白质。蛋白质分子的功能还体现在参与细胞对物质的运输、细胞的运动、为细胞活动提供能量等。

      核酸最初从细胞核中提取出来,呈酸性,故叫核酸。

     核酸由C、H、O、N、P 等几种元素组成,其分子量很大且变化范围很广。分子量大约从25000 到几十亿左右。核酸的结构单位是核苷酸。每个核苷酸都是由含氮碱基、戊糖、磷酸三个亚单位构成的。核酸分子最突出的特点是生物大分子复杂,结构单位异常简单。例如,一个庞大的核酸分子(DNA) 仅由四种核苷酸缩聚而成。核酸分子中所含的核苷酸单位数目庞大,排列次序变化无穷,所以核酸分子的结构也各不相同。

     核酸可分为两大类。一类是含有脱氧核糖的脱氧核糖核酸,简称DNA ;另一类是含有核糖的核糖核酸,简称RNA。核酸的功能是对生物体的遗传性、变异性和蛋白质具有重要的生物合成作用。核酸是重要的遗传物质。

     糖类是指多羟基醛或多羟基酮一类的有机物质。糖类分子主要由三种元素组成,这三种元素是:C、H、O。糖分子的氢原子和氧原子数之比为2 :1 。糖分子可用公式Cn (H2O) m 来表示(n 和m 可相同也可不同) 。糖类分有单糖、二糖和多糖三大类。单糖按其所含碳原子的数目,可分为三碳糖,四碳糖,五、六、七碳糖。二糖是由两分子相同或不同的单糖失水缩合而形成的。多糖是大分子物质,它的结构单位是单糖或单糖的衍生物。植物淀糖就是重要的多糖物质。

     糖类的突出功能是作为细胞的重要能源物质。单糖在细胞内氧化后释放能量,1 克葡萄糖在体内完全氧化时,可释放出17. 2 千焦耳的能量供生命活动的需要。多糖可视为储藏能量的物质,它们在必要时经过酶的催化作用水解成单糖。糖类还是重要的结构物质。植物的细胞壁几乎全部由纤维素(一种多糖) 组成,微生物的细胞壁也含有不同的多糖成份。另外,糖类还与蛋白质等物质结合,表现出特定的生理功能。糖类还是重要的发酵原料,一方面为微生物提供生命活动所需的能量,另一方面由微生物将这些糖转化为发酵物。具体地说,这些糖提供了发酵产物中的碳,这称为发酵过程中的碳源。

     脂类是指细胞所含的一类脂溶性物质。主要有甘油、磷脂、糖脂、固醇等。脂类由三种元素组成,这三种元素是:C、H、O ,很多脂类物质还含有P 和N 等元素。脂类没有明确的结构单位。脂类不像蛋白质、核酸和多糖那样有典型的多聚物结构,脂类不是缩聚物,也就没有明确的结构单位。但在脂类结构中,常常含有脂肪酸,脂肪酸是脂类物质的重要组份。脂类包括的范围很广,这些物质在化学成分和化学结构上也有很大差异,但它们有一个共同的特性,即不溶于水,而溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。用这类溶剂可将脂类化合物从细胞和组织中萃取出来。脂类的这些特性主要由构成它的碳氢结构成份所决定。

     脂类具有重要的生物学功能。它是构成生物膜的重要物质,几乎细胞所含有的全部磷脂类都集中在生物膜中。脂类正是机体所需燃料的贮存形式和运输形式。机体表面的脂类有防止机械损伤和防止热量散发等作用。脂类作为细胞表面物质,与细胞的识别、特种异性和组织免疫有密切关系。有一些属于脂类的物质具有强烈的生物学活性,这些物质包括某些维生素的激素等。例如三脂酰甘油是细胞储藏能量的另一种物质。1 克三脂酰甘油完全氧化分解时,能释放出38. 9 千焦耳的能量,相当于1 克糖所释放能量的2 倍。又如磷脂是构成细胞膜和许多细胞器的重要成分,对维持细胞的多种功能和控制物质出入细胞(如发酵产物逸出细胞) 有重要作用。