В результате химического изучения вирусов растений было показано, что они состоят главным образом из белков и нуклеиновых кислот— веществ, природа которых рассмотрена в данной и последующей главах. Вирусные частицы или гигантские молекулы — с молекулярной массой порядка 10 000 000 — можно описать как агрегаты меньших молекул, связанных между собой определенным образом.
Многие микроорганизмы, такие, как плесени и бактерии, состоят всего из одной клетки. Они могут иметь такие размеры, что их можно различать, пользуясь обычным микроскопом; часто они имеют диаметр около 1 мкм (10-6 м), иногда же могут иметь и значительно большие размеры, достигая в диаметре 1 мм и более. Клетки имеют вполне определенную структуру, включающую клеточную мембрану толщиной в несколько десятков нанометров, внутри которой заключено довольно вязкое вещество, называемое цитоплазмой; часто клетки содержат и другие структуры, различимые под микроскопом. Растения и животные состоят, как правило, из совокупности клеток, которые могут быть самых различных типов даже в одном организме. Мышцы, стенки кровеносных и лимфатических сосудов, разнообразные соединительные ткани, нервы и кожа человека состоят из клеток, соединенных между собой и образующих вполне определенную структуру. Кроме того, имеется множество клеток, которые не принадлежат к этой структуре, а плавают в жидкости, входящей в состав организма. Наиболее многочисленными клетками подобного рода являются красные клетки крови, или эритроциты. Эритроциты человека имеют форму плоских дисков диаметром примерно 7,5 мкм и толщиной 2 мкм. Число эритроцитов в человеческом организме очень велико. В одном кубическом миллиметре крови содержится около пяти миллионов эритроцитов, а человек имеет около пяти литров крови, т. е. пять миллионов кубических миллиметров крови. Следовательно, в теле человека имеется около 25·1012 эритроцитов. Наряду с ними существует множество иных клеток, причем некоторые из них имеют очень небольшие размеры, подобно эритроцитам, тогда как другие значительно больше — нервная клетка может иметь диаметр около 1 мкм и длину примерно 1 м; такие клетки соединяют, например, концы пальцев ног со спинным мозгом. Общее число клеток в человеческом организме равно примерно 5·1014. Соответственно человеческий организм обладает очень высоким уровнем организации.
Тело человека состоит не только из клеток. Кроме клеток, имеются кости, которые образовались в результате деятельности костеобразующих клеток. Кости состоят из неорганических веществ — основного фосфата кальция Са5(РO4)3OН и карбоната кальция СаСO3, а также из органического вещества — коллагена, являющегося белком. В состав человеческого тела также входят жидкости — кровь и лимфа и другие жидкие вещества, такие, например, как слюна и желудочный сок, выделяемые специальными органами. Эти жидкости содержат множество разных химических веществ.
Строение клетки определяется теми веществами, из которых образованы стенки (мембраны) клетки, представляющие ее каркас, и веществами, содержащимися внутри клеток. Углевод целлюлоза — важнейшая составная часть клеточных стенок растений. В организмах животных основными структурообразующими материалами являются белки. Кроме того, внутриклеточные вещества состоят в значительной мере из белков. Так, красная клетка крови ограничена тонкой мембраной, внутриклеточная жидкость представляет собой воду (60%), содержащую различные вещества (5%) и гемоглобин (35%) —белок, в состав которого входит железо; молекулярная масса его около 68000; гемоглобин обладает свойством обратимо связывать кислород. Именно благодаря этому свойству кровь захватывает большое количество кислорода в легких и переносит его к тканям, обеспечивая таким образом возможность окисления питательных веществ и веществ, входящих в состав различных тканей организма. В начале данного раздела уже было отмечено, что простейшие формы материи, способные к самовоспроизведению,— вирусы состоят частично из белков; белки же входят в состав и наиболее сложных живых организмов.