第21章 生物水(1 / 2)

水是生命的搖籃。自從生命在地球上誕生之日起,生命就始終在水的伴隨下存在。在今天的地球上,幾乎哪裏有水存在,哪裏就有生物。

生物水,顧名思義是指生物體內的水。生物水是地球上所有水體中水量最少的水體,但它卻是所有水體中最活躍的水體,更換周期最短。隻有幾個小時,生命有機體的水就更換一次。

盡管各種生命體內含水量的百分比不同,但水都是生命體的主要組成成分,是一切生物共同的物質基礎。

一般說來,水生生物和生命活動旺盛的細胞,含水率較高;陸地生物和生命活動不活躍的細胞,含水率較低。例如,水母體內,水的含量高達97%;在人的胎兒腦裏,水的含量也高達91%;而在硬骨組織裏,水的含量就隻有20%~25%;在長時間休眠的種子和孢子裏,水的含量甚至不到10%。

據測算,地球生物圈內,生命物質的總質量約為14000億噸,平均按80%的含水率推算,生物水的質量約為11200億噸。

地球上的生物,除了病毒之外,所有的生物體都是由細胞構成的。細胞不僅是生物體的結構單位,而且是生物體進行一切生命活動的基本單位。水是構成細胞的各種物質中含量最多的,大約占細胞鮮重的80%~90%。

水在細胞中有兩種存在形式:一部分水與細胞內的其他物質相結合,是構成細胞的重要組成,這部分水大約占細胞內全部水分的4.5%,被稱為結合水;另一部分,也是絕大部分水是以遊離的形式存在於細胞之中,由於這部分水可以自由流動,所以稱為自由水。自由水是細胞內的良好溶劑,許多物質都是溶於自由水中,這樣通過自由水在生物體內流動,就把營養物質運送到生物體內各個部分的細胞之中,同時也把生物體內各個部分的細胞在新陳代謝中產生的廢物,運送到排泄器官或直接排出體外。總之,生物體一切生命活動的重要生化反應都是在水環境中進行的,離開水,生物的生命活動必將停止,生物也就不能存在。

活的生物體都時時刻刻地與周圍環境進行著物質和能量的交換,這個在活細胞中全部有序的化學變化過程叫做新陳代謝。新陳代謝是生物與非生物最基本最顯著的本質區別。生物隻有在新陳代謝的基礎上,才表現出生長、發育、遺傳和變異等基本特征。新陳代謝一旦停止,生命也就結束了。在新陳代謝的合成和分解兩個過程中,水不僅是重要的參與物質,而且起著無可替代的運載作用,因為在通常情況下是液態,又有很好的溶解性,並且在溶解溶質後其自身的化學性質卻顯得十分穩定,因而能被生物體多次利用的物質非水莫屬,也就是說唯有水才可以當此“大任”。

綠色植物的葉綠體利用光能,把水和二氧化碳轉變為有機物(主要是澱粉),把光能轉變成為貯藏在有機體內的能量,並釋放出氧氣,這個過程稱為光合作用。光合作用是綠色植物新陳代謝的最顯著特征,是植物最重要的生理功能。

在光合作用的過程中,發生了物質和能量的兩種轉化:一是把水和二氧化碳等無機物轉變成澱粉等有機物的物質轉化,這是自然界中一切生物的食物來源;另一種是把人類不能直接利用的太陽能轉變成貯藏在有機物(如澱粉)中的能量轉化,這是自然界中一切生物的能量來源。