Живая клетка состоит из ограниченного набора эле­ментов, причём на долю четырёх из них (С, Н, N, О) приходится около 99 % её общей массы. А соединение, которое живая клетка содержит в наибольшем количе­стве, — это вода. Она составляет около 70 % массы клет­ки, и большинство внутриклеточных реакций протека­ет в водной среде. Жизнь на нашей планете возникла в океане, и условия этой первобытной среды наложили не­изгладимый отпечаток на химию живых существ.

Вода — привычное нам вещество, но с точки зре­ния и химика, и физика, она обладает аномальными свойствами. Из-за своей сильной полярности молеку­лы воды вмешиваются во все протекающие в водной среде реакции, активно взаимодействуя с другими мо­лекулами. Полярностью молекул воды объясняются и её необычно высокие температуры плавления и кипе­ния, а также поверхностное натяжение. «Самое удиви­тельное вещество в мире», «вещество, которое созда­ло нашу планету» — так учёные отзываются об этом соединении.

Если не считать воды, то почти все молекулы клет­ки, за редким исключением, относятся к соединениям углерода. Среди химических элементов углерод зани­мает особое место по способности к образованию больших молекул, на размеры которых не накладыва­ется никаких видимых ограничений. Атомы других эле­ментов, входящих в состав (водород, азот и кислород), как и атомы углерода, невелики по размерам и могут образовывать прочные ковалентные связи.

Особая пригодность атомов углерода, водорода, кис­лорода и азота для построения биомолекул подтвержда­ется и тем, что живое вещество по составу резко отлича­ется от неживого вещества земной коры — литосферы. Из 100 химических элементов, обнаруженных в земной коре, в состав живого организма входят только 22, а в целом элементы распределены следующим образом:

Относительное содержание углерода, водорода, кислорода и азота в живом веществе гораздо выше, чем в земной коре. Эти элементы необходимы для осуще­ствления всех процессов, которые в совокупности обес­печивают функционирование живого организма.

Как же основные компоненты живого вещества рас­пределены между клетками? Разные клетки так сильно отличаются друг от друга по составу, что на вопрос о содержании отдельного компонента в типичной клет­ке невозможно ответить однозначно. Например, спе­циализированные клетки некоторых тканей накаплива­ют в большом количестве липиды и углеводы. Кроме того, состав клеток может меняться с возрастом. Од­нако в среднем состав некоторых типичных клеток в процентах выглядит так:

Если не учитывать содержание воды, то в расчёте на сухой вес состав клетки таков:

По сравнению с растительной, животная клетка со­держит существенно больше белков и меньше углеводов.