高中生物竞赛入门——第一讲《水和盐》.ppt

第四单元 生命的物质基础;*另有一些仅偶然存在于细胞中，作用不详，有些可能对生命活动有一定意义。 *C有特别重要的作用。C原子比较小，有4个外层电子，能和别的原子形成4个强共价键。尤为重要的是，C原子互相键接成链或环，从而生成各种大分子。所以地球上的生命就是在C元素的基础上建立起来的。;组成细胞的元素及其相对含量（%）;人体的元素组成;元素的不平衡可造成生物生长与发育障碍;第二节 分子组成;Ⅰ）水是极性分子 水分子中氧质子有很强的吸引电子的力量，它和氢形成了有极性的共价键，电子为氧所吸引，水分子中氧的一端带负电，氢的一端带正电。 （如右图） ; 生命活动中的水溶剂;生化反应与代谢中的水分子; 由于水分子是极性分子，所以每个水分子带负电的氧都和它周围的另一些水分子带正电的氢相吸引而形成氢键。这种氢键很脆弱，很快就破开，每一氢键只能保持10-10~10-11S，但形成也很快。总结果是水总是以不稳定的氢键连成一片。此特性使水具有较强的内聚力和表面能力。; 由于内聚力，水可在根、茎、叶的导管中形成连续的水柱，故：从部根上升至植物顶端。 由于较高的表面能力，所以水黾等昆虫能在水面行走。 由于水分子的极性，它可与多种极性分子和极性表面结合，此即水的附着力。在活细胞中，水可附着于纤维素、淀粉和蛋白质等多种分子上，对正常代谢具有重要意义。;水分子的内聚力和粘着力;植物的生长需要靠水的运输;Ⅱ）水的比热（为 1）较大 （1g水上升1℃需4.184J热，而空气只需1.046J） 这就使细胞的温度和代谢速率得以保持稳定。水生生物也因此而免遭水温剧烈变化的冲击。;Ⅲ）水的蒸发热较大（100 ℃时， 1g液态水变为气态需要2259.36J。这对生物的活动有利） 出汗，利于维持体温。蒸腾作用使植物保持低体温。 水的高比热和高蒸发热都是由于水分子间存在氢键之故。提高水温和水的汽化都必须打开氢键，使分子能自由活动，而打开氢键则是需能的。;Ⅳ）固态水比液态水的密度低 水温降低，分子运动变慢，分子间距缩小，密度增大。4 ℃时分子间距最小，运动最慢，各水分子几乎都能与另外4个水分子形成氢键（如右图）。; 水温再下降，各水分子彼此又稍稍离开以保持最大数量氢键存在。水温降至0 ℃，水分子互以氢键相连而结冰，体积略大于同体积液态水，密度低于液态水。 这一特性对水生生物至为重要。另外，结冰时散热，冰融时吸热，此过程有缓冲水温变化的作用，也对生物有利。;Ⅴ）水是最好的溶剂 这也与水分子的极性有关。生命系统中很多分子都是电解质或是极性分子，如糖类分子，它们都溶于水，所以水是生命系统中各化学反应的理想介质。没有极性的分子，如脂类分子不溶于水，它们是生物膜的主要成分，由于它们的疏水性，膜才能存在而不被溶解。;水的pH值与缓冲液;水的结冰与人体低温保存;附：水的电离 水的一部分分子可解离成 H+和OH- ： H2O ? H+ + OH- 此种写法是为了方便，实际上水并不能解离为游离的H+，而是水分子中的一个氢质子脱离其外周而跳到另一个水分子上去，结果2个水分子产生一个带正电的H3O+和一个带负电的OH- ： H2O + H2O ? H3O+ + OH- 纯水25℃时：〔H3O+〕=〔H+〕=〔OH-〕 =1.0Ⅹ10-7 mol/L （pH： 以mol/L为单位的氢离子浓度的负对数）;2、无机盐： 细胞中的???机盐一般以离子状态存在，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 、Cl - 、HPO42-、HCO3- 等。;功能： ①对细胞的渗透压和pH起重要的调节作用。 ②有些离子是酶的活化因子和调节因子，如Mg2+ 和Ca2+等。 ③有些离子是合成有机物的原料，如PO43-是合成磷脂、核苷酸等的原料、Fe2+是合成Hb的原料。 ; 生物生存环境的pH范围为3～8.5,但对一种生物来说,其生命活动的适宜pH范围要窄得多。细胞中的各种离子有一定的缓冲能力，可在一定程度上使细胞内的pH保持恒定，这对于维持正常的生命活动是很重要的。 ;人体各种体液的正常pH值 胃液0.9～1.5 阴道分泌物3.8 尿液6.0 乳汁6.8 唾液7.2 眼球水样液7.2 血液7.4 脑脊液7.4 肠液7.7 胆汁7.8 胰液8.0