生物细胞分子
每个生物细胞均是由这些重要的生物分子及水所构成。这些分子包含去氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）、蛋白质、糖类及脂肪等。
DNA 是负责遗传的主要分子，由 A、C、T、G 四种不同的单元依任意的顺序排列，例如一个有 10 个单元的 DNA 分子，会有 4 的 10 次方种不同的排列顺序，各种生物的遗传虽然均由 DNA 分子负责，由于排列顺序的差异，以致造成相互间极大的不同；RNA 是负责传递遗传讯息的分子，它将 DNA 的遗传密码携带出来，并负责将 DNA 所下达的遗传指令，合成相关的蛋白质。
蛋白质分子在生物细胞中，负责所有生化反应及新陈代谢的催化工作，如果身体中一个蛋白质功能失调，或合成的数量失衡，将导致生理机制失常的连锁反应。由此可知这三种生物分子的重要性。
DNA 分子会进行自我复制，而 DNA 分子将遗传讯息传递给 RNA 分子的过程称为转录，RNA 分子根据 DNA 所提供的讯息制造出相关蛋白质的过程则称为转译。
（一）羟基-OH
很多有机分子上含有羟基-OH，如醇、糖、核酸、蛋白质等，“羟”的字和音都由“氢氧”二字拼合而成。羟基与水有某些相似的性质，羟基是典型的极性基团，与水可形成氢键，因此，分子上羟基越多，亲水性就越大。羟基与电负性大的原子如-NH中的氮能形成氢键，氢键在维持蛋白质、核酸等大分子的空间结构中发挥着重要的作用。氢键是一种比离子键弱得多的静电吸引力，容易被一些外力如加热所破坏，蛋白质、核酸遇热变性就是因为热力导致分子中氢键断裂，空间结构破坏，蛋白质与核酸的性质与功能发生改变，原有生物学功能丧失。
醇与醇的脱水缩合产物称为醚，含有-C-O-C-结构；单糖分子通过半缩醛与另一分子的-OH脱水缩合后也存在-C-O-C-结构，不称醚，而特称为苷（音gan，旧称甙dai），淀粉、糖原等分子中的-C-O-C-称为糖苷键。
苯环上连接羟基的化合物称为酚。
（二）羰基 >C=O（-CHO醛基、>CO 酮基、-COOH羧基）
>C=O称为羰基（羰的字和音均由碳氧二字拼合而成）。细胞里含有羰基的化合物常见的有四种：羰基（酮基）在碳链中间的化合物称为酮；如果羰基在碳链末段的有两种形式，含-CHO的分子称为醛，含-COOH的称为羧酸（羧字是“羟基酸”的拼合）；如果同时有2个羰基存在于苯环上称之为醌。醛、酮、羧酸、醌化合物在细胞里很常见，尤其是酮和羧酸，如丙酮、β-酮丁酸（乙酰乙酸）、α-酮戊二酸、泛醌（辅酶Q）、磷酸吡哆醛等。羧基可解离产生氢离子而形成负电离子-COO-，因此，羧基是酸性基团。
（三）氨基-NH2和亚氨基-NH
体内含氨基和亚氨基的化合物种类很多，所有的氨基酸都含有氨基或亚氨基，如丙氨酸（含氨基）、脯氨酸（含亚氨基）。如果羧基上的羟基与氨脱水缩合而成-CO-NH2，这样的化合物称为酰胺，在碳链中间的形式是-CO-NH-，称为酰胺键，蛋白质分子中氨基酸与氨基酸就是通过酰胺键连接的。肽链中间的酰胺键特称肽键。含有氨基和亚氨基的还有胍基和眯唑基。氨基中的氮原子电负性较强，可以结合氢离子而成-NH3+、=NH2+，因此，氨基和亚氨基是碱性基团。
（四）巯基-SH和二硫键-S-S-
巯的字和音均由氢硫二字拼合而成。带有巯基的化合物最常见的是半胱氨酸HOOC-CH（NH2）-CH2-SH、谷胱甘肽G-SH以及含半胱氨酸残基的各种蛋白质。两个半胱氨酸的两个巯基可以脱氢氧化为胱氨酸而在分子中形成-S-S-结构，-S-S-称为二硫键（二硫桥），二硫键是巯基的氧化形式，二硫键可加氢再还原为巯基。谷胱甘肽、巯基蛋白及巯基酶的活性基团是巯基，通过巯基参与反应。
（五）磷酸基-H2PO4
体内含磷酸基的化合物非常广泛，如葡萄糖-6-磷酸，磷酸烯醇式丙酮酸，核苷酸和核酸，磷酸蛋白质等等。2分子磷酸可以脱水缩合为焦磷酸酐（亦称焦磷酸酯），如ATP分子含有三个磷酸基，其中3个磷酸基之间含有2个磷酸酯（酐）键，此键断开时可释放大量能量，因此称为高能键。在细胞的很多代谢反应中，往往第一阶段的反应是使底物分子活化（使不活泼分子变得活泼以进行反应），活化的常见反应是由ATP提供一个高能磷酸基团给被活化的分子，如葡萄糖由ATP供能活化为葡萄糖-6-磷酸。
（六）酯、酐、酰胺
含氧酸与醇的脱水缩合产物称为酯。细胞内常见的酯有羧酸与醇（-OH）形成的酯，如甘油（丙三醇）和三分子脂肪酸脱水缩合形成的三脂酰甘油（甘油三酯，即脂肪）；羧酸与-SH形成的硫酯（-SH与-OH性质类似），如辅酶A上的巯基与乙酸上的羧基脱水缩合为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A就是一种硫酯，这个硫酯键断开时也能释放大量能量，因此称为高能硫酯键。含有高能硫酯键的化合物还有琥珀酸单酰辅酶A、脂肪酰辅酶A等。
含氧酸与含氧酸的脱水缩合产物称为酐，如羧酸-羧酸酐，羧酸-磷酸酐，磷酸-磷酸酐等。羧基、磷酸基由于含有羟基，因此羧酸-羧酸酐，羧酸-磷酸酐，磷酸-磷酸酐相当于是酸与醇的脱水缩合产物，因此这些酐也可称为酯。正如上述，ATP中的两个高能磷酸酯键亦称为高能磷酸酐键。
前已述及，羧酸与氨的脱水缩合产物称为酰胺R-CO-NH2，氨基酸的α-羧基与另一氨基酸的α-氨基脱水缩合形成的特殊酰胺键-CO-NH-称为肽键。
水是生物体的第一大化合物，含量在50%以上，甚至可达99%。人体的含水量随年龄增长而减少，从新生儿80%到老年的55%。
地球表面的70%为水覆盖，水是地球表面最丰富的物质，水在地球表面以三种状态同时存在。液态水是良好的极性溶剂，很多物质都能溶于水中，众多的化学反应在水中能非常好的进行。生命现象主要是生物体内一系列生物化学反应的外部体现，因此，水是生命存在的介质环境，没有水就没有生命。
水分子的形状是一个等腰三角形，分子内O-H间的键长约为0.0965nm，H-O-H键角为104.5°。氢原子的电子由于氧原子核的强力吸引而偏向氧，结果使氢被氧化而呈正电，氧呈负电。由于氧原子只有两对电子是与质子（氢原子核）共享的，在8电子壳层中还有两对电子暴露在O-H的外部，这两对电子吸引相邻水分子上的正电，从而形成氢键。因此，水分子通过氢键而相互连接起来。水与其他分子的负电性原子形成键能大致相同的氢键，例如羧基中的-OH基团中的氧或蛋白质-NH基团中的氮都可与水分子的氢形成氢键。在分子中如果含有-OH、-NH等极性基团的分子与电负性强的原子也能形成氢键。在蛋白质分子中，存在着大量的氢键，从而使蛋白质的结构得到加固。氢键在加固核酸的特殊结构中也起着重要的作用。此外，水还能够和一些小分子有机化合物形成氢键。氢键的键能大约只有共价键的十分之一，幅度较小的温度变化就可以使氢键断开。这就使得带氢键的结构具有显著的柔顺性，使它们能随着内外环境的变化而变化。
生物体内物质的运输是依赖水良好的流动性完成的，另外水还有恒温、润滑等多种作用。
无机盐在细胞里含量很小，人体内的无机盐大约占5%左右，种类很多，含量最多的无机盐是钙和磷盐约占无机盐含量的一半左右，主要沉积在骨骼和牙齿中，无机盐的另一半大多以水合离子状态存在于体液中。由于无机盐的种类多样，因此功能不一。总体来说，无机盐有如下功能：
1．构成骨骼和牙齿的无机成分，对身体起支撑作用。骨骼中无机物约占1/3，有机物占2/3。存在于骨骼中的无机盐主要是钙和磷，有机物主要是蛋白质。有机物使骨骼具有韧性，无机盐使骨骼具有硬度。骨骼中的钙磷盐是体液中钙磷盐的贮存场所（钙磷库）。
2．维持生命活动的正常生理环境。Na+、Cl-、K+、HPO42-在维持细胞内外液的容量方面起着重要的作用。体内各种酶的作用需要相对恒定的pH，体液的缓冲系统由这些盐类构成
生物分子的常见基团
（一）羟基-OH
很多有机分子上含有羟基-OH，如醇、糖、核酸、蛋白质等，“羟”的字和音都由“氢氧”二字拼合而成。羟基与水有某些相似的性质，羟基是典型的极性基团，与水可形成氢键，因此，分子上羟基越多，亲水性就越大。羟基与电负性大的原子如-NH中的氮能形成氢键，氢键在维持蛋白质、核酸等大分子的空间结构中发挥着重要的作用。氢键是一种比离子键弱得多的静电吸引力，容易被一些外力如加热所破坏，蛋白质、核酸遇热变性就是因为热力导致分子中氢键断裂，空间结构破坏，蛋白质与核酸的性质与功能发生改变，原有生物学功能丧失。
醇与醇的脱水缩合产物称为醚，含有-C-O-C-结构；单糖分子通过半缩醛与另一分子的-OH脱水缩合后也存在-C-O-C-结构，不称醚，而特称为苷（音gan，旧称甙dai），淀粉、糖原等分子中的-C-O-C-称为糖苷键。
苯环上连接羟基的化合物称为酚。
（二）羰基 >C=O（-CHO醛基、>CO 酮基、-COOH羧基）
>C=O称为羰基（羰的字和音均由碳氧二字拼合而成）。细胞里含有羰基的化合物常见的有四种：羰基（酮基）在碳链中间的化合物称为酮；如果羰基在碳链末段的有两种形式，含-CHO的分子称为醛，含-COOH的称为羧酸（羧字是“羟基酸”的拼合）；如果同时有2个羰基存在于苯环上称之为醌。醛、酮、羧酸、醌化合物在细胞里很常见，尤其是酮和羧酸，如丙酮、β-酮丁酸（乙酰乙酸）、α-酮戊二酸、泛醌（辅酶Q）、磷酸吡哆醛等。羧基可解离产生氢离子而形成负电离子-COO-，因此，羧基是酸性基团。
（三）氨基-NH2和亚氨基-NH
体内含氨基和亚氨基的化合物种类很多，所有的氨基酸都含有氨基或亚氨基，如丙氨酸（含氨基）、脯氨酸（含亚氨基）。如果羧基上的羟基与氨脱水缩合而成-CO-NH2，这样的化合物称为酰胺，在碳链中间的形式是-CO-NH-，称为酰胺键，蛋白质分子中氨基酸与氨基酸就是通过酰胺键连接的。肽链中间的酰胺键特称肽键。含有氨基和亚氨基的还有胍基和眯唑基。氨基中的氮原子电负性较强，可以结合氢离子而成-NH3+、=NH2+，因此，氨基和亚氨基是碱性基团。
（四）巯基-SH和二硫键-S-S-
巯的字和音均由氢硫二字拼合而成。带有巯基的化合物最常见的是半胱氨酸HOOC-CH（NH2）-CH2-SH、谷胱甘肽G-SH以及含半胱氨酸残基的各种蛋白质。两个半胱氨酸的两个巯基可以脱氢氧化为胱氨酸而在分子中形成-S-S-结构，-S-S-称为二硫键（二硫桥），二硫键是巯基的氧化形式，二硫键可加氢再还原为巯基。谷胱甘肽、巯基蛋白及巯基酶的活性基团是巯基，通过巯基参与反应。
（五）磷酸基-H2PO4
体内含磷酸基的化合物非常广泛，如葡萄糖-6-磷酸，磷酸烯醇式丙酮酸，核苷酸和核酸，磷酸蛋白质等等。2分子磷酸可以脱水缩合为焦磷酸酐（亦称焦磷酸酯），如ATP分子含有三个磷酸基，其中3个磷酸基之间含有2个磷酸酯（酐）键，此键断开时可释放大量能量，因此称为高能键。在细胞的很多代谢反应中，往往第一阶段的反应是使底物分子活化（使不活泼分子变得活泼以进行反应），活化的常见反应是由ATP提供一个高能磷酸基团给被活化的分子，如葡萄糖由ATP供能活化为葡萄糖-6-磷酸。
（六）酯、酐、酰胺
含氧酸与醇的脱水缩合产物称为酯。细胞内常见的酯有羧酸与醇（-OH）形成的酯，如甘油（丙三醇）和三分子脂肪酸脱水缩合形成的三脂酰甘油（甘油三酯，即脂肪）；羧酸与-SH形成的硫酯（-SH与-OH性质类似），如辅酶A上的巯基与乙酸上的羧基脱水缩合为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A就是一种硫酯，这个硫酯键断开时也能释放大量能量，因此称为高能硫酯键。含有高能硫酯键的化合物还有琥珀酸单酰辅酶A、脂肪酰辅酶A等。
含氧酸与含氧酸的脱水缩合产物称为酐，如羧酸-羧酸酐，羧酸-磷酸酐，磷酸-磷酸酐等。羧基、磷酸基由于含有羟基，因此羧酸-羧酸酐，羧酸-磷酸酐，磷酸-磷酸酐相当于是酸与醇的脱水缩合产物，因此这些酐也可称为酯。正如上述，ATP中的两个高能磷酸酯键亦称为高能磷酸酐键。
前已述及，羧酸与氨的脱水缩合产物称为酰胺R-CO-NH2，氨基酸的α-羧基与另一氨基酸的α-氨基脱水缩合形成的特殊酰胺键-CO-NH-称为肽键。
