现今已知的化学元素有109种,除人工合成的以外,在自然界存在的元素有90种,其中有20多种是构成细胞原生质所必需的。在这20多种元素中,主要的是氧(O)、碳(C)、氢(H)、氮(N)、磷(P)、硫(S)、钙(Ca)、钾(K)、钠(Na)、镁(Mg)、铁(Fe)和氯(Cl),合称为十二生物元素。它们在原生质中的含量较多,单是碳、氢、氧和氮四种元素就占原生质组成的96%。此外,碘(I)、锰(Mn)、钴(Co)、铜(Cu)、钼(Mo)、锌(Zn)、钒(V)、硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、氟(F)、硒(Se)、锡(Sn)、镍(Ni)和铬(Cr)等,含量虽很微小,也是不可缺少的。但应说明,以上20多种元素并非每一种生物细胞都同时具备,它们中有的只是某些生物细胞所特有。

生物由必需的元素组成,这仅是就基本构成说的。生物是高度复杂的物质体系,元素必须组成各类化合物才有生物学意义。上述元素的作用是:

(1)氧和氢构成原生质的水分。

(2)碳、氢、氧、氮、磷和硫构成各种生物大分子,如糖类、脂类、蛋白质和核酸等,是细胞的基本构成元素。(www.daowen.com)

(3)其余各种元素有的参与生物体内物质的组成,有的以离子状态调节机体的生理功能,也有兼具二种或更多功能的。例如镁元素是叶绿素的构成成分,镁离子是体液平衡的调节因素之一,又是多种酶的激活因子。

(4)有些微量元素在生物体内有机物分子中处于关键地位,例如,铁在血红蛋白分子中、镁在叶绿素分子中、锌在胰岛素分子中、钼和铁在固氮酶分子中占的地位。这些元素对有关分子的生物学功能也是不可缺少的。

细胞内由各种元素组成的化合物包括无机物和有机物两大类。无机物包括水和无机盐;有机物包括糖类、脂类、蛋白质、核酸和维生素等。在不同类型的细胞中,各类分子占总量的比例会有所不同。