Tế bào là đơn vị cấu tạo nên thế giới sống, thành phần nguyên tố hóa học của chất sống và không sống là rất khác nhau. Trong số 92 nguyên tố hoá học có trong thiên nhiên, có khoảng 25 nguyên tố (O, C, H, N, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Fe…) cấu thành nên các cơ thể sống. Như vậy, ở cấp độ nguyên tử, giới vô cơ và giới hữu cơ là thống nhất.

Tùy theo tỉ lệ các nguyên tố có trong tế bào mà người ta chia thành 2 nhóm là đa lượng và vi lượng. Nguyên tố đa lượng là các nguyên tố mà lượng chứa trong khối lượng chất sống của cơ thể lớn hơn 0,01%, như: C, H, O, N, P, K, S, Ca, Na… Các nguyên tố mà lượng chứa ít hơn 0,01% được gọi là nguyên tố vi lượng như: Mn, Zn, Cu, Mo …

Bảng 1. Các nguyên tố chủ yếu trong tế bào cơ thể người

Nguyên tố

O (65%)

C (18.5%)

H (9.5%)

N (3.3%)

Ca (1.5%)

P (1.0%)

K (0.4%)

S (0.3%)

Na (0.2%)

Cl (0.2%)

Mg (0.1%)


Cacbon là nguyên tố hoá học đặc biệt quan trọng cấu trúc nên các đại phân tử. Lớp vỏ êlectron vòng ngoài cùng của cacbon có 4 êlectron nên nguyên tử cacbon cùng một lúc có thể có 4 liên kết cộng hoá trị với các nguyên tố khác, nhờ đó đã tạo ra một số lượng lớn các bộ khung cacbon của các phân tử và đại phân tử hữu cơ khác nhau.

Các nguyên tố C, H, O, N là những nguyên tố chủ yếu của các hợp chất hữu cơ xây dựng nên cấu trúc tế bào (Gluxit, lipid, protein, axit nucleic). Trong chất nguyên sinh các nguyên tố hoá học tồn tại dưới dạng các anion ( PO43-, SO42-, Cl-, NO3- ,) và cation (Ca2+, Na+, K+, …) hoặc có trong thành phần các chất hữu cơ (như Mg trong chất diệp lục. Mặc dù chiếm tỉ lệ nhỏ nhưng các nguyên tố vi lượng có vai trò rất quan trọng không thể thiểu đối với tế bào và cơ thể sống. Nhiều nguyên tố (Mn, Cu, Zn, Mo…) là thành phần cấu trúc bắt buộc của hàng trăm hệ enzim xúc tác các phản ứng sinh hoá trong tế bào. Cơ thể chúng ta chỉ cần một lượng rất nhỏ iôt nhưng nếu thiếu iôt chúng ta có thể bị bệnh bướu cổ.