（二）细胞质具有强大的信息储存和能量供应功能
细胞质基质又称 是细胞质中均质而半透明的胶体部分，充填于其它有形结构之间。细胞质基质的化学组成可按其分子量大小可分为 、中等分子和大分子等三类。小分子包括水、 ；属于中等分子的有 、糖类、 、核苷酸及其衍生物等；大分子则包括多糖、 、脂蛋白和RNA等。生物学上认为，细胞质基质的主要功能是：为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的 环境，为各类细胞器完成其功能活动供给所需的一切底物，同时也是进行某些 活动的场所。站在统一信息论角度上分析，细胞质则相当于信息存储器和能量及原料供应场所。
1.蛋白质具有巨大的信息储存性能
细胞质中最重要的生物大分子就是蛋白质。蛋白质生物体中广泛存在的一类生物大分子，由核酸编码的α氨基酸之间通过α氨基和α羧基形成的肽键连接而成的肽链，经翻译后加工而生成的具有特定立体结构的、有活性的大分子。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分，而且更重要的是，生物专有的催化剂－－酶是蛋白质，因此细胞的代谢活动离不开蛋白质。一个细胞中约含有104种蛋白质，分子的数量达1011个。蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的 紧密联系在一起的物质。 中的每一个 和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质的种类很多，但基本都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的。蛋白质是构成机体组织、器官的重要成分，人体各组织、器官无一不含蛋白质。蛋白质是以 酸为基本单位构成的生物大分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。
蛋白质是生命表征的主要承载体，之所以如此，主要是因为蛋白质中承载着主要的生命体信息。蛋白质是一个巨大的储存器，如果把DNA看做是计算机主存的话，那么，蛋白质就是容量更为巨大的外储存器。
蛋白质中的许多氨基酸分子按一定顺序排列成一级结构，再经修饰加工盘旋折叠，形成蛋白质大分子。某些氨基酸分子基因的缺失或添加，会造成蛋白质功能上的对立，如丝氨酸或酪氨酸的磷酸化和去磷酸化是蛋白质活性的开关，磷酸基因的有无关系到分子活性是否存在，是否会引发随后的一连串反应，生命机体中许多重要的生命活动都与之相关。因而，蛋白质分子中氨基酸磷酸化、去磷酸化状态用于新一代计算机研制即被考虑代表二进制中的０或１。蛋白质的空间结构也可作为设计二进制数字新的表达形式的出发点，美国科学家曾发现一种嗜盐细菌体内存在感光蛋白，称为ＢＲ，光照时，结构发生改变并释放出少量电荷，故尔可领先光作为触发开关，记录数字化信息。20世纪８０年代，已研制出一种激光驱动ＢＲ的二维计算机存储器，据估计，可存储１８０亿个信息单元。假如ＢＲ蛋白再经遗传工程改造，同样容量可存储５０００亿个信息单元。另外，以蛋白质为研究方向的生物计算机除利用蛋白质化学组成、空间结构上的特点外，功能也是考虑内容之一。
蛋白质的巨量储存功能主要是基于蛋白质的复杂结构而产生的，更为主要的还在于蛋白质能够与核酸一起共同生成主体程序，从而使生命体呈现出生命活力。
2. 、糖类等有机物储存足够的能量维持DNA、蛋白质等生物大分子的生成
在程序的生成上，生命主体程序与计算机被动程序都是基于能量子流序列产生的，它们只是复杂程度不同而已，并没有没有本质性区别。问题在于：正因为计算机被动程序来自于人工设计，所以计算机可以由人类来提供能源而进行程序活动；但细胞是基于自然演化而形成的，他的程序运作以及合成DNA、蛋白质等生物分子所需要的能量是来自于哪里哪？很显然，细胞需要自己的程序能设定能量的来源，而这些来源主要是基于太阳、大气、地热等周围环境，不过这些能量源往往要受到环境的影响而变得不够稳定。因此，细胞就采取了一种变通的方式——将能量储存于其机体内的脂类、糖类等易于分解为能量的有机分子中。
细胞中的糖类既有 ，也有多糖。细胞中的单糖是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在。重要的单糖为五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中最主要的五碳糖为 ，最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖，而且是构成多糖的主要单体。
脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、 、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、 等。中性脂肪主要为甘油酯：它是脂肪酸的羧基同甘油的羟基结合形成的甘油三酯。甘油酯是 体内脂肪的主要贮存形式。当体内 、蛋白质或脂类过剩时，即可转变成甘油酯贮存起来。甘油酯为能源物质，氧化时可比糖或蛋白质释放出高两倍的能量。营养缺乏时，就要动用甘油酯提供能量。
磷脂对细胞的结构和代谢至关重要，它是构成生物膜的基本成分，也是许多 的参与者。糖脂也是构成细胞膜的成分，与细胞的识别和表面抗原性有关。 类固醇类是异戊二烯的 ，都不含脂肪酸。生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和 、E、K等。还有一种多萜醇磷酸酯，它是细胞质中糖基转移酶的载体。
脂类和糖类是能量储存的主要单元体，当它们分解时就会释放出易于被细胞重新合成极限粒子的能量子，这些合成的极限粒子有助于DNA分子复制生成新的DNA分子，同时也有助于细胞进行生命其它有机物的生成、代谢活动等生命活动。除了脂类和糖类外， 、核苷酸、脂蛋白、蛋白质有时也可以作为储存能量的单元体。
这样，通过如上剖析细胞的构成运作机制，就会发现：细胞具有极其复杂精巧的机构，其功能远较计算机更为完善，是一台名副其实的超级生物计算机。细胞为什么能够自主性地维持自己生命的存在与发展？遗传机制又是如何形成的？很显然，我们必须设定细胞具备一套维护自我存在与发展的自动指令系统才能合理地说明这些问题，而这套指令系统也肯定是以某种程序为导向的，只不过，我们迄今为止还尚不能更系统地揭示这套指令系统的秘密而已。相信随着时间的推移，技术的发展一定会使我们能够揭示其奥妙，届时，人类也定会通过计算机技术来实现合成细胞的梦想，用实践证明：细胞就是自然形成的超级生物计算机。
不过，细胞的自组织的程序仅仅能满足自己的生理需要，所以，他的寿命是有限的，因此他必然会通过程序复制自身来取得生命的延续。这样，细胞便在结构上发生了明显的进化。细胞先由原核生物进化到真核细胞，再由真核细胞进化到多细胞生物，而这一切都是由于生物基因的信息表达和遗传变异的作用。
