2.0：生命化学基础前奏

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各种组合的元素构成了所有物质，包括生物。活生物体中一些最丰富的元素包括碳、氢、氮、氧、硫和磷。它们形成核酸、蛋白质、碳水化合物和脂质，它们是生物的基本组成部分。生物学家必须了解这些重要的组成部分以及构成分子的原子的独特结构，从而形成细胞、组织、器官系统和整个生物。

分子模型显示了数百个原子，由黄色、红色、黑色、蓝色和白色球表示，它们通过棒连接在一起形成分子。该分子具有复杂但非常特殊的三维结构，带有环和分支。 — 图 $\PageIndex{1}$ ：原子是宇宙中发现的分子（空气、土壤、水、岩石... 以及所有活生物体的细胞）的基石。在这个有机分子模型中，碳（黑色）、氢（白色）、氮（蓝色）、氧（红色）和硫（黄色）的原子以原子大小成比例显示。银棒表示化学键。（来源：克里斯蒂安·古蒂尔对作品的修改）

所有生物过程都遵循物理和化学定律，因此，为了了解生物系统是如何工作的，了解潜在的物理和化学非常重要。例如，循环系统内的血液流动遵循调节流体流动模式的物理定律。将大而复杂的食物分子分解成较小的分子，并将这些分子转化为释放能量储存在三磷酸腺苷（ATP）中，是一系列遵循化学定律的化学反应。水的特性和氢键的形成是理解生命过程的关键。例如，认识酸和碱的特性对于我们对消化过程的理解很重要。因此，物理和化学基础知识对于深入了解生物过程非常重要。