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二、组成细胞的主要有机物是什么
细胞中有机物达几千种之多,约占细胞干重的90%以上,它们主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。有机物中主要由四大类分子所组成,即蛋白质、核酸、脂类和糖,这些分子约占细胞干重的90%以上。
(一)蛋白质
在生命活动中,蛋白质是一类极为重要的大分子,几乎各种生命活动无不与蛋白质的存在有关。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分,而且更重要的是,生物专有的催化剂——酶是蛋白质,因此细胞的代谢活动离不开蛋白质。一个细胞中约含有104种蛋白质,分子的数量达1011个。
(二)核酸
核酸是生物遗传信息的载体分子,所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸单体聚合而成的大分子。核酸可分为核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸两大类DNA。当温度上升到一定高度时,DNA双链即解离为单链,称为变性(denaturation)或熔解(melting),这一温度称为熔解温度(melting temperature,Tm)。碱基组成不同的DNA,熔解温度不一样,含G—C对(3条氢键)多的DNA,Tm高;含A—T对(2条氢键)多的,Tm低。当温度下降到一定温度以下,变性DNA的互补单链又可通过在配对碱基间形成氢键,恢复DNA的双螺旋结构,这一过程称为复性(renaturation)或退火(annealing)。
DNA有三种主要构象
B-DNA:为Watson&Click提出的右手螺旋模型,每圈螺旋10个碱基,螺旋扭角为36度,螺距34A,每个碱基对的螺旋上升值为3.4A,碱基倾角为-2度。
A-DNA:为右手螺旋,每圈螺旋10.9个碱基,螺旋扭角为33度,螺距32A,每个碱基对的螺旋上升值为2.9A,碱基倾角为13度。
Z-DNA:为左手螺旋,每圈螺旋12个碱基,螺旋扭角为-51度(G—C)和-9度(C—G),螺距46A,每个碱基对的螺旋上升值为3.5A(G—C)和4.1A(C—G),碱基倾角为9度。
(三)糖类
细胞中的糖类既有单糖,也有多糖。细胞中的单糖是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在。重要的单糖为五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖),其中最主要的五碳糖为核糖,最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖,而且是构成多糖的主要单体。
多糖在细胞结构成分中占有主要的地位。细胞中的多糖基本上可分为两类:一类是营养储备多糖;另一类是结构多糖。作为食物储备的多糖主要有两种,在植物细胞中为淀粉(starch),在动物细胞中为糖元(glycogen)。在真核细胞中结构多糖主要有纤维素(cellulose)和几丁质(chitin)。
(四)脂类
脂类包括:脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。脂类化合物难溶于水,而易溶于非极性有机溶剂。
1、中性脂肪(neutral fat)
①甘油酯:它是脂肪酸的羧基同甘油的羟基结合形成的甘油三酯(triglyceride)。甘油酯是动物和植物体内脂肪的主要贮存形式。当体内碳水化合物、蛋白质或脂类过剩时,即可转变成甘油酯贮存起来。甘油酯为能源物质,氧化时可比糖或蛋白质释放出高两倍的能量。营养缺乏时,就要动用甘油酯提供能量。
②蜡:脂肪酸同长链脂肪族一元醇或固醇酯化形成蜡(如蜂蜡)。蜡的碳氢链很长,熔点要高于甘油酯。细胞中不含蜡质,但有的细胞可分泌蜡质。如:植物表皮细胞分泌的蜡膜;同翅目昆虫的蜡腺、如高等动物外耳道的耵聍腺。
2、磷脂
磷脂对细胞的结构和代谢至关重要,它是构成生物膜的基本成分,也是许多代谢途径的参与者。分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类。
3、糖脂
糖脂也是构成细胞膜的成分,与细胞的识别和表面抗原性有关。
4、萜类和类固醇类
这两类化合物都是异戊二烯(isoptene)的衍生物,都不含脂肪酸。
生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和维生素A、E、K等。还有一种多萜醇磷酸酯,它是细胞质中糖基转移酶的载体。
类固醇类(steroids)化合物又称甾类化合物,其中胆固醇是构成膜的成分。另一些甾类化合物是激素类,如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。
三、什么是“生物识别信息”
生物识别技术,是一种利用高科技手段,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理紧密融合,来鉴定个人身份的技术。其基础在于人体固有的生理特性,例如指纹、脸相、虹膜等,以及行为特征,比如笔迹、声音、步态等。
指纹识别,作为生物识别技术中的重要组成部分,能够有效验证个人身份。其原理是通过图像处理技术,对比指纹纹路的细节,从而实现身份验证。面部识别技术同样基于生物特征,通过摄像头捕捉面部图像,运用算法分析面部特征,达到识别目的。虹膜识别则是通过专门的扫描设备,获取虹膜的高分辨率图像,并通过对比分析,实现身份验证。
除了上述生理特性,生物识别技术还涵盖了一系列行为特征。例如笔迹识别,通过对书写笔迹的分析,实现个人身份的确认。声音识别技术则通过分析语音特征,辨别个人身份。步态识别技术,是通过分析行走姿态的独特性,来验证个人身份。
随着科技的进步,生物识别技术的应用范围越来越广泛,不仅在门禁、考勤等日常场景中发挥作用,还被应用于金融、安全等领域。该技术的优势在于高准确性和便捷性,能够提供更为安全的身份验证手段。
值得一提的是,生物识别技术的应用也面临着一系列挑战,包括数据隐私保护、技术误识率等问题。因此,在推广和应用过程中,必须充分考虑这些问题,并采取有效措施加以解决。