生命的化學
水的性質
/ WAW-ter /
倒一杯水,你手裡就握著任何生物體中最重要的物質。細胞大部分是水——大約佔其重量的三分之二到四分之三。水不只是供其他有趣分子漂浮的空白背景;它自身的行為決定了細胞裡其他一切如何運作。
水是一種小分子,由一個氧原子與兩個氫原子結合而成(H2O)。由於氧對共用電子的吸引力強於氫,分子的一端帶輕微負電,另一端帶輕微正電。這種不對稱叫做極性,它使水分子之間、以及水與許多其他物質之間能透過一種叫氫鍵的弱吸引力互相黏附。僅憑這一點,便衍生出水著名的本領:它能溶解種類繁多的物質(堪稱生命的萬能溶劑)、能抵抗溫度的劇烈波動、能黏附自身與表面,而且液態比固態的冰更緻密。
這些性質並非瑣碎冷知識——它們是每個細胞必須遵守的規則。鹽與糖溶解後才能被運輸;含水的內部保持溫度穩定,反應才能可靠進行;水的黏性把液體一路拉升到植物高處。若沒有水這些獨特的行為,我們所知的生命化學根本不會發生。
冰浮在池塘表面,魚因此能在結冰的蓋子下度過冬天,而不會被從底部凍起的整塊冰困死——這正是冰這種固態比液態更輕所帶來的直接結果。
大多數物質凝固時下沉;水卻膨脹而上浮,使湖泊得以維持生機。
把水稱作萬能溶劑是個好用的口號,而非字面真理:油、脂肪和許多氣體在水中溶解得很差甚至完全不溶,而正是這一點讓細胞得以構築膜。
又稱
另見