专题一 非生命物质与生命活动

邱国强 (重庆市黔江中学)

●知识联系框架

生命有机体内水的存在形式与基本功能

水分的吸收、散失

水与矿质代谢

植物体内的水分代谢 水与光合作用

水与呼吸作用

动物体内的水分代谢

组成生命有机体的化学元素

化学元素的基本功能

植物的矿质代谢

动物的无机盐代谢

生命的起源

●重点知识的内在联系与剖析

一、水与生命活动

1.水的存在形式与基本功

水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。

结合水是指与细胞内的一些亲水性物质(如蛋白质、多糖等极性大分子物质)相结合，不能自由流动。

结合水形成与极性大分子物质对水的束缚力与水分子的自由能有关，以蛋白质分子为例：蛋白质是一种带有极性的大分子有机物，水分子是带有极性的小分子物质。蛋白质分子对水分子有很强的亲和能力，即束缚力。当蛋白质分子对水分子的束缚力大于或等于水分子的自由能时，水分子就被束缚在蛋白质分子的周围，不能自由流动，所以称为结合水。

结合水实际是细胞的一种结构成分，对维持生物大分子物质的空间结构有着非常重要的作用。蛋白质分子对水分子的束缚力与两者之间的距离成反比关系，蛋白质对水分子的束缚力小于水分子的自由能时，水分子就能自由流动而成为自由水。

结合水在细胞中的绝对含量与水分子获得的自由能的大小有关，如温度高，水分子获得的自由能高，结合水的绝对含量就会高一些，反之就会低一些。如果细胞中失去了结合水，生物大分子的空间结构就不能维持，原生质遭到破坏，代谢就不能正常进行而导致死亡。

自由水是指细胞内能够自由流动的水，即水分子的自由96大于亲水大分子有机物的束缚力的水。

自由水是细胞内进行各种生物化学反应的介质，是细胞内的溶剂和运输物质的媒介。

自由水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，生命活动越旺盛，自由水的含量就越高。

2.水分代谢

(1)植物体内的水分代谢

①植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失。

植物吸收水分的方式主要有两种：吸胀作用和渗透作用。

吸胀作用吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质，如蛋白质、淀粉、纤维素等，蛋白质的亲水能力最强，所以蛋白质含量高的细胞或组织，吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强，含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸水