細胞的化學組成    
            植物細胞由多種元素組成，主要有C、H、N、O、P、S、Ca、K、Cl、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等。其中，C、H、N、O四種元素占90％以上，它們是構成各種有機化合物的主要成分。除此以外的其他元素含量較少或很少，但也非常重要。各種元素的原子或以各種不同的化學鍵互相結合而成各種化合物，或以離子形式存在于植物細胞內。
            組成細胞的化合物分為無機物和有機物兩大類，前者包括水和無機鹽，后者主要包括核酸、蛋白質、脂類、多糖等。
            （一）無機物
                1.水
            水是細胞中zui主要的成分，約占細胞物質總含量的75%～80%，在胚胎細胞中甚至可達95%。水在細胞中不僅含量zui大，而且由于它具有一些*的理化性質，使其在生命起源和形成細胞有序結構方面起關鍵作用。如果地球上沒有水，也就不會有細胞的產生，當然也就不會有生命。水在細胞中以兩種方式存在：一種是游離水，約占細胞總水量的95%；另一種是結合水，通過氫鍵或其它化學鍵與蛋白質結合，這種水約占4%～5%。隨著細胞生長和衰老，細胞的含水量逐漸下降，但是活細胞的含水量不會低于75%。水在細胞中的主要作用是溶解無機物、調節溫度、進行各種生化反應的介質、參與物質代謝和形成細胞的有序結構等。
               
            水的重要功能與水的*屬性密不可分。化學結構上，水分子似乎很簡單，僅是由2個氫原子和1個氧原子構成（H2O）。然而水分子中的電荷分布不對稱，一側顯正電性，另一側顯負電性，從而表現出電極性，是一個典型的極性分子。正是由于水分子具有這一特性，它既可以與蛋白質中的正電荷結合，也可以與負電荷結合。蛋白質中每一個氨基酸平均可結合2.6個水分子。由于水分子具有極性，產生靜電作用，因而它是一些離子物質（如無機鹽）的良好溶劑。如NaCl溶于水中，Na+可吸引水分子中顯負電性的O2-，而Cl-則可吸引帶正電性的H+，因而在Na+和Cl-周圍分別形成了一層水。水分子之間和水分子與其他極性分子間還可建立弱作用力的氫鍵。在水中每一個氧原子可與另兩個水分子的氫原子形成兩個氫鍵，因而水具有較強的內聚力和吸附力。水分子另一個重要特性就是可解離為OH-和H+。H+的濃度變化直接對細胞的pH值產生影響。
細胞的化學組成                2.無機鹽
            在大多數細胞中無機鹽含量很少，不到細胞總重的1%。這些無機鹽在細胞中常解離為離子，如K+、Na+、Mg2+、Cl-、PO43-、HCO3-等，離子的濃度具有許多重要作用。如某些酶需要在某種離子一定濃度下才能保持活性。有些離子與有機物結合，如PO43-
            與戊糖和堿基組成了核苷酸，Mg2+參與合成葉綠素。細胞中的各種離子有一定的緩沖能力，可在一定程度上使細胞內的pH值保持恒定，這對于維持正常生命活動非常重要。植物細胞液泡中的各種無機離子對維持細胞的滲透平衡以及細胞對水分的吸收也有重要作用。
            （二）有機化合物
               
            1.蛋白質（protein）。在植物生命活動中，蛋白質是一類極為重要的生物大分子，起著十分重要的作用。植物體新陳代謝的各種生物化學反應和生命活動過程如呼吸作用、光合作用、物質運輸、生長發育、遺傳與變異等都有蛋白質參與。蛋白質是細胞的主要結構成分，生物體內各種生物化學反應中起催化作用的酶也是蛋白質，同時，蛋白質還參與基因表達，起著調節生命活動的作用。
                一個細胞中約含有104種蛋白質，分子數量達1011個。蛋白質是由多個氨基酸（amino
            acid）組成的，氨基酸的碳原子上有一個羧基“-COOH”和一個氨基“-NH2”，故稱為氨基酸。組成蛋白質的氨基酸共有20種，蛋白質的結構與組成蛋白質的氨基酸種類和性質有關，這也決定了蛋白質的性質和功能。蛋白質的空間結構直接影響到蛋白質的功能。例如酶、多種蛋白質激素、各種抗體以及細胞質和細胞膜中的蛋白質都是球蛋白，它們各自具有一定的生物學活性。蛋白質分子的生物學活性與細胞和整個植物個體的生命活動密切相關。

 2.核酸。核酸是載有遺傳信息的一類生物大分子，所有生物均含有核酸。核酸分為脫氧核糖核酸和核糖核酸兩大類。脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic
            acid，簡稱為DNA）主要存在于各種細胞的細胞核中，細胞質中也含有少量DNA，主要存在于線粒體與葉綠體中。核糖核酸（ribonucleic
            acid，簡稱為RNA）在細胞質中的含量較高。組成DNA和RNA的基本單位是核苷酸（nucleotide）。DNA分子是基因的載體。它可以通過復制將遺傳信息傳遞給下一代，也可將所攜帶的基因轉錄成RNA，然后翻譯成蛋白質，通過合成一定的蛋白質使遺傳基因得以表達，使生物體表現出一定的性狀。與DNA不同的是RNA分子中的戊糖是核糖而不是脫氧核糖。RNA分為核糖體RNA（ribosome
            RNA，簡稱rRNA）、轉運RNA（transfer RNA，簡稱tRNA）和信使RNA（messenger
            RNA，簡稱mRNA）。mRNA可“轉錄”DNA分子中所攜帶的遺傳信息。帶有遺傳信息的mRNA，進入細胞質后在核糖體（含有rRNA）和tRNA參與下指導合成蛋白質。這就是DNA分子將遺傳信息“轉錄”到RNA，RNA（mRNA）再把遺傳信息“翻譯”為蛋白質的過程。

3細胞的化學組成.脂類（lipid）。細胞內的脂類化合物不構成大分子，這類化合物的重要屬性是難溶于水，而易溶于非極性的有機溶劑（、氯仿和苯）中。脂類的主要組成元素是C、H、O，其中C、H含量很高，有的脂類還含有P和N。脂類重要的功能是構成生物膜，這與脂類是非極性物質有關；脂類分子中貯藏大量的化學能，脂肪氧化時產生的能量是糖氧化時產生能量的二倍多，在很多植物種子中含有大量脂類物質，為貯藏物質；脂類物質還能構成植物體表面的保護層，防止植物體失水。

            圖1-8 磷脂分子的結構
                脂類種類很多，包括不飽和脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖脂、類胡蘿卜素、類固醇和萜類等。
               
            4.糖類（carbohydrate）。糖是一大類有機化合物。綠色植物光合作用的產物主要是糖類，植物體內有機物運輸的形式也是糖。在細胞中，糖能被分解氧化釋放出能量，是生命活動的主要能源；遺傳物質核酸中也含有糖；糖與蛋白質結合形成糖蛋白，糖蛋白有多種重要的生理功能；糖是組成植物細胞壁的主要成分。糖類分子含C、H、O
            三種元素，三者的比例一般為1:2:1，即（CH2O）n，因此糖被稱為碳水化合物。
               
            細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。單糖在細胞中是作為能源以及與糖有關的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中zui主要的五碳糖為核糖，zui重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關鍵單糖，而且是構成多糖的主要單體。多糖在細胞結構成分中占有主要地位。細胞中的多糖基本上分為營養儲備多糖和結構多糖兩大類。
                除上述四大類有機物質外，細胞中還含有其他一些生理作用很重要的必需物質，如激素、維生素等。