第2章

組成細胞的分子第2節

細胞中的無機物一細胞中的水細胞內含量最多的化合物是水；一個人在極限狀況下，可堅持20天以上不進食，但是，缺水不能超過1天；地球上最早的生命誕生于原始海洋，生命從一開始就與水緊密相連；人的胚胎也要浸潤在羊水中才能發育；干燥的種子必須吸足水才能萌發，即便是沙漠里的仙人掌，它那肥碩的變態莖中仍貯存著大量的水……水對生命很重要（一）水的含量不同生物的含水量不同生物水母藻類魚類蛙哺乳動物高等植物含水量%979080-85786560-80組織器官牙齒骨骼骨骼肌心肌血液含水量%1022767983同種生物體的不同器官、組織中的含水量不同水生生物的含水量＞陸生生物的含水量代謝旺盛的部位、幼嫩部位等含水量較高。發育時期嬰兒幼兒成人老人含水量%91726050同一生物不同生長發育期含水量不同（二）水的結構特點及其功能帶正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結合功能1：水是良好的溶劑，許多種物質都能夠在水中溶解。氧具有比氫更強的吸引共用電子對的能力氧的一端稍帶負電荷，氫的一端稍帶正電荷HHO極性分子一個水分子的氧端靠近另一個水分子的氫端時，它們之間的靜電吸引作用就形成了一種弱的引力——氫鍵功能2：氫鍵使水具有較高比熱容（加熱時一部分熱能用于斷開氫鍵，一部分使得水升溫），為細胞提供液體環境，有利于維持生命系統的穩定性。比熱容：使單位質量物體改變單位溫度時所吸收或釋放的能量。氫鍵比較弱，易被破壞，不斷斷裂不斷形成。功能3：使水常溫下為液態，易流動，可以把營養物質運送到各個細胞，同時也把各個細胞在新陳代謝中產生的廢物，運送到排泄器官或者直接排出體外。功能4：細胞內的許多生物化學反應需要水的參與。在葉綠體中的光反應過程消耗水，暗反應過程產生水；在線粒體中有氧呼吸的第二階段消耗水，第三階段產生水；核糖體上氨基酸的脫水縮合產生水，蛋白質的水解消耗水；植物高爾基體上合成纖維素產生水，纖維素水解消耗水。（三）水的存在形式種類結合水自由水定義與細胞內的其他物質（蛋白質、多糖等）相結合以游離的形式存在含量約占4.5%約占95.5%功能細胞結構的重要組成成分細胞內的良好溶劑；參與細胞內的生物化學反應；為細胞提供液體環境；運送營養物質和代謝廢物；自由水結合水自由水與結合水的關系自由水結合水降溫升溫自由水的相對含量越高，新陳代謝越旺盛。結合水的相對含量越高，抗逆性越強。應用：糧食收獲以后要曬干后儲存；播種前要浸種。曬干，降低自由水相對含量，降低新陳代謝，減少有機物消耗；浸泡，增加自由水相對含量，增強新陳代謝，增強生命活動。北方冬小麥在冬天來臨前，自由水比例下降，結合水比例上升。避免氣溫下降時自由水過多導致結冰，提高細胞的抗寒能力。二細胞中的無機鹽點燃一粒小麥種子，待它燒盡時可見到一些灰白色的灰燼。這些灰燼是什么？有機物被燃燒殆盡，水分也蒸發喪失。這些灰燼是無機鹽1.含量很少：占1~1.5%。2.存在形式：少數以化合物形式存在，多數以離子形式存在。含量較多的陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，陰離子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。（一）無機鹽的含量及存在形式（二）無機鹽的作用植物缺鎂為什么會影響光合作用？光合作用的正常進行不能缺少葉綠素，而葉綠素的分子結構中不能缺少的元素之一就是Mg。為什么缺Fe會患缺鐵性貧血癥?血紅素的分子含有中Fe，缺Fe會導致血紅蛋白的合成障礙，從而引起缺Fe性貧血。下圖是一種葉綠素分子和血紅素分子局部結構圖

血紅素分子（局部）一種葉綠素分子（局部）當P供應不足時，核酸和蛋白質的合成會受到影響，此外還會影響體內糖類的代謝。玉米在生長過程中缺乏P，植株就會特別矮小，根系發育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。

作用1：某些化合物的重要組成成分體內Na+缺乏會使神經、肌肉細胞的興奮性降低，最終引發肌肉酸痛、肌無力；哺乳動物血鈣Ca2+含量太低易抽搐，太高易肌無力作用2：維持細胞和生物體正常的生命活動進行激烈運動時，會感到腰酸、膝蓋酸等。這是因為運動時產生了乳酸，但體液的pH沒有因此而降低，還是維持在7.35~7.45之間，這是為什么呢？作用3：維持細胞的酸堿平衡人體內有緩沖對：H2CO3/HCO3-、H2PO4-/HPO42