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生命是物质的，所有的细胞都是由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和各种微量的有机化合物所组成（表1-1）。蛋白质、糖类、核酸和脂类等化合物也被称为生物分子（biomolecules）。
表1-1 细菌细胞的化学组成
| 化学成份 |
占细胞的重量（%） |
每种分子的类型数 |
| 水 |
70 |
1 |
| 无机离子 |
1 |
20 |
| 糖及其前体 |
1 |
250 |
| 氨基酸和前体 |
0.4 |
100 |
| 核苷和前体 |
4 |
100 |
| 脂肪酸和前体 |
1 |
50 |
| 其他的小分子 |
0.2 |
～300 |
| 大分子（蛋白质、核酸和多糖） |
26 |
～3000 |
生命来自于水， 细胞中水的含量最高，通常占细胞总量70%～80%（图1-6）。细胞中的所有反应都是在水中进行的，所以水是细胞生命的活动介质。
图1-6 细胞中各主要成份的相对含量
相邻水分子间的关系是靠氢键维系的（图1-7）。
相邻水分子间的关系是靠氢键维系的（图1-7）， 这种氢键赋予水分子哪些独特的性质， 对于生活细胞有什么重要性？
● 水的功能
水在细胞中既是反应物也是溶剂。水分子参与了生命活动的一些重要反应，在大分子的合成过程中水是产物，而在分解反应中水是反应剂。
图1-7 水分子中的氢键
除了作为反应剂外，由于水是极性分子，所以是各种极性有机分子和离子的最好溶剂，主要是靠氢键的形成使这些分子和离子得以溶解（图1-8）。
图1-8 水的溶剂作用
● 水的存在方式
细胞中的水以两种形式存在： 游离水和结合水。游离水是细胞代谢反应的溶剂； 结合水则是以氢键和蛋白质结合的水分子， 占细胞内全部水的4.5%，是原生质结构的一部分。
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