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技术介绍

TECHNOLOGY INTRODUCTION 

水是细胞中最主要的物质

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水是细胞中最主要的物质

  生命是物质的,所有的细胞都是由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和各种微量的有机化合物所组成(表1-1)。蛋白质、糖类、核酸和脂类等化合物也被称为生物分子(biomolecules)。 

    表1-1 细菌细胞的化学组成

化学成份

占细胞的重量(%)

每种分子的类型数

70

1

无机离子

1

20

糖及其前体

1

250

氨基酸和前体

0.4

100

核苷和前体

4

100

脂肪酸和前体

1

50

其他的小分子

0.2

~300

大分子(蛋白质、核酸和多糖) 

26

~3000

  生命来自于水, 细胞中水的含量最高,通常占细胞总量70%~80%(图1-6)。细胞中的所有反应都是在水中进行的,所以水是细胞生命的活动介质。    
    图1-6 细胞中各主要成份的相对含量

  相邻水分子间的关系是靠氢键维系的(图1-7)。

  相邻水分子间的关系是靠氢键维系的(图1-7), 这种氢键赋予水分子哪些独特的性质, 对于生活细胞有什么重要性?

  ● 水的功能

  水在细胞中既是反应物也是溶剂。水分子参与了生命活动的一些重要反应,在大分子的合成过程中水是产物,而在分解反应中水是反应剂。

    图1-7 水分子中的氢键

  除了作为反应剂外,由于水是极性分子,所以是各种极性有机分子和离子的最好溶剂,主要是靠氢键的形成使这些分子和离子得以溶解(图1-8)。

    图1-8 水的溶剂作用

  ● 水的存在方式

  细胞中的水以两种形式存在: 游离水和结合水。游离水是细胞代谢反应的溶剂; 结合水则是以氢键和蛋白质结合的水分子, 占细胞内全部水的4.5%,是原生质结构的一部分。