我们的身体是细胞构成的,动物、植物、微生物的身体也是细胞构成的,细胞是构成一切生物体的基本单位．细胞的形状多种多样,不过它们的构造却是一样的,一般由细胞核、细胞质和细胞膜组成．这三部分各有各的作用,现在单说细胞膜。

细胞是有生命的东西,每个活细胞都需要从外界吸收它所需要的物质．谁来完成这个任务呢? 就是细胞膜．它好比是细胞的“采集员”和“运输员”．它对细胞外围的物质并非什么都要,而是严格挑选．不是细胞需要的东西,它就拒绝接受,不准通过；凡是细胞需要的东西,它就努力搜集,并且运送到细胞内部．例如,海带的细胞膜就有从海水中摄取碘的本领,一般干海带里含碘0.3% －0.5% ,有的可高达1%,比海水里含碘的浓度高出几万倍到十几万倍．有一种石毛藻的细胞膜有摄取铀的本领；海参的细胞膜是钒的收集者．如果我们把生物细胞膜的这种本领学到手,意义极大! 它可以用干海水淡化、污水处理、气体分离、海洋资源的开发利用、微量元素的摄取等方面．目前,模拟生物膜已经发展成为一门新技术,并且取得了不少成就．举例来说: 载人宇宙飞船飞上天以后,由于宇航员的呼吸作用,座舱里的二氧化碳越积越多．过去是没有什么办法处理的,现在发明了一种人工生物膜,它可以把氧从二氧化碳中分离出来,消除座舱中的二氧化碳．还有,潜水员不带氧气瓶下水,就不能在水下长时间工作．为了解决这个问题,科学家正在研制一种人工生物膜,现在已经制出了样品,并且用老鼠做了一次试验．老鼠装在用这种膜封闭起来的笼子里沉入水中,居然能照常生活．原来,通过这种膜,水中的氧气可以进入笼中,老鼠呼出的二氧化碳,又可以通过这种膜排进水里．氧气可进不可出,而二氧化碳则是可出不可进,你看多么奇妙! 也许用不了多少年,潜水员就可以用上这种人工生物膜。

转换能量的高手

提起能源,人们就会想到煤炭、石油等,其实,生物自身也可以产生能,还能够把一种能转换成另一种能,而且转换效率很高。

为了说明这个问题,我们用磨面这件事做例子: 磨面机是由电动机带动的,电是从发电厂送来的,发电机是蒸汽推动的,蒸汽是锅炉里产生的,而锅炉是用煤作燃料的．这个过程就是能量转换过程．下面就是这个过程的示意图:

在这个过程中、煤的化学能量经过了三次转换,每一次转换,都要损失一些能量,转换效率大约是40% 。

人力也能磨面,不过,人的能源物质不是煤而是食物．人吃了食物,经过酶的消化作用变成葡萄糖、氨基酸等,再经过氧化作用,变成一种可以产生能量和储存能量的物质——腺三磷(ATP),人想推动磨盘了,腺三磷就放出能量使肌肉收缩,牵引肌腱去推动磨盘．从这个过程中,你可以看到: 人体把食物的化学能转换成机械能,一次就完成了,转换效率比较高,大约是80% 。

生物转换能量的高效率,引起了科学家们的兴趣,他们模仿人体肌肉的功能,用聚丙烯酸聚合物拷贝成了“人工肌肉”．这种人工肌肉也能把化学能直接转换成机械能．只要配合一定的机械装置,就能提取重物．据实验,一厘米宽的人工肌肉带能提起100 公斤重的物体,这比举重运动员的肌肉还要结实有力!

现在我们常见的白炽灯是热光源,灯丝发光一般要烧到摄氏3000 度,90% 的电能变成热能而白白浪费了,用于发光的电能只占10% ．荧光灯要好一些,但转换效率也不超过25% ．要想提高发光效率,还得向生物学习．例如萤火虫的发光效率就比白炽灯高好几倍．在萤火虫的腹部有几千个发光细胞,其中含有两种物质: 荧光素和荧光酶．前者是发光物质,后者是催化剂．在荧光素酶的作用下,荧光素跟氧气化合,发出短暂的荧光,变成氧化荧光素．这种氧化荧光素在萤火虫体内的腺三磷的作用下,又能重新变成荧光素,重新发光。

萤火虫在发光过程中产生的热极少,绝大部分的化学能直接变成了光能,所以它的发光效率非常高．它是一种冷光源．这种冷光源也引起了科学家们的兴趣．他们正在想办法人工合成荧光素和荧光素酶．等到试验成功并且大批生产以后,人们可以把这种冷光源用在矿井里,用在水下工地上；甚至可以把这种发光物质涂在室内的墙壁上,白天接受阳光照射,储存能量,夜晚便可大放光明。