生命的化学

水的性质

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倒一杯水,你手里就握着任何生物体中最重要的物质。细胞大部分是水——大约占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;它自身的行为决定了细胞里其他一切如何运作。

水是一种小分子,由一个氧原子与两个氢原子结合而成(H2O)。由于氧对共用电子的吸引力强于氢,分子的一端带轻微负电,另一端带轻微正电。这种不对称叫做极性,它使水分子之间、以及水与许多其他物质之间能通过一种叫氢键的弱吸引力互相黏附。仅凭这一点,便衍生出水著名的本领:它能溶解种类繁多的物质(堪称生命的万能溶剂)、能抵抗温度的剧烈波动、能黏附自身与表面,而且液态比固态的冰更致密。

这些性质并非琐碎冷知识——它们是每个细胞必须遵守的规则。盐与糖溶解后才能被运输;含水的内部保持温度稳定,反应才能可靠进行;水的黏性把液体一路拉升到植物高处。若没有水这些独特的行为,我们所知的生命化学根本不会发生。

冰浮在池塘表面,鱼因此能在结冰的盖子下度过冬天,而不会被从底部冻起的整块冰困死——这正是冰这种固态比液态更轻所带来的直接结果。

大多数物质凝固时下沉;水却膨胀而上浮,使湖泊得以维持生机。

把水称作万能溶剂是个好用的口号,而非字面真理:油、脂肪和许多气体在水中溶解得很差甚至完全不溶,而正是这一点让细胞得以构筑膜。

又称
H2O