1.2.2 细胞中的无机物

一、细胞中的水

1、结构和特性

• 水分子是极性分子，水是良好的溶剂
• 水分子之间容易形成氢键，水具流动性、比热容高

2、存在形式和功能

• （1）自由水

  • 概念：呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。
  • 功能：细胞内良好的溶剂（水分子是极性分子）；参与细胞内的生物化学反应；为细胞提供液体环境（水分子之间容易形成氢键）；运输营养物质和代谢废物。

• （2）结合水

  • 概念：与细胞内的蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。
  • 功能：细胞结构的重要组成部分。

3、含量与代谢、抗逆性的关系

• 自由水/结合水升高时代谢加强，如癌细胞、萌发种子、分生组织细胞。
• 自由水/结合水降低时代谢减弱，抗逆性加强，如干种子、越冬植物、细菌芽孢等。

二、细胞中的无机盐

1、存在形式

• 无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在。

2、含量

• 很少，仅占细胞鲜重的1%~1.5%。

3、功能

• （1）组成细胞中某些复杂的化合物

  • P是细胞膜和细胞核的重要成分；Fe²⁺是血红蛋白的成分；Mg²⁺是叶绿素的成分。

• （2）维持细胞和生物体的生命活动

  • Na⁺缺乏→神经细胞、肌肉细胞的兴奋性降低→肌肉酸楚、无力；
  • 血液中Ca²⁺含量太低→抽搐；
  • N、P、K缺乏导致植物生长不良；

• （3）某些无机盐参与维持细胞的酸碱平衡

  • 细胞中的H₂CO₃/ HCO₃^-、H₂PO₄^-/ HPO₄^2-（缓冲物质）可维持细胞内的酸碱平衡。

• （4）某些无机盐参与维持细胞的渗透压

  • Na⁺、Cl^-主要维持细胞外液的渗透压，K⁺主要维持细胞内液的渗透压。如医生给病人输液时，常采用质量分数为0.9%的NaCl溶液作溶剂。