Importanța apei pentru celulă. rolul apei în celulă. Ce este conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a apei

Datorită structurii sale, apa joacă un rol vital în viața oricărei celule. Este responsabil de procesele metabolice, de termoreglare, asigură transportul substanțelor și menține structura celulară. Corpul nostru trăiește datorită vieții celulelor noastre. Și viața în ele este susținută datorită structurii și proprietăților unice ale moleculei de apă. În ceea ce privește compoziția cantitativă, apa se află pe primul loc în compoziția oricărei celule.

Prezența apei în țesuturi

Apa este distribuită neuniform în țesuturile noastre.

țesut muscular - 65%

țesut osos - 22%

Țesut adipos – 99%

Sânge – 83%

Corpul vitros al ochiului – 99%

țesut cerebral – 85%

Smalțul dinților -0,2%

Participarea apei la reacțiile chimice

Din punct de vedere chimic, apa din celule este catalizatorul necesar pentru curgerea diverse procese. Ca reactiv, apa este implicată în multe reacții chimice care au loc în interiorul celulelor corpului. Apa participă la procesul de hidroliză (distrugere prin adăugarea unei molecule de apă). Când alimentele sunt digerate, are loc hidroliza grăsimilor, proteinelor și carbohidraților, eliberând energie care asigură activitatea vitală a celulelor. În timpul hidrolizei sărurilor, apa este o sursă de electroni și protoni.

Pentru ca procesele intracelulare să aibă loc, sunt necesare două proprietăți ale apei - capacitatea de a forma legături de hidrogen și ionizarea reversibilă.

Transport de substante

În celulele corpului, apa este cea care îndeplinește funcția de transport. Moleculele de apă sunt implicate în procesele de îndepărtare a deșeurilor din celulă. Datorită proprietăților lor, moleculele de apă sunt capabile să pătrundă în spațiul intercelular, aducând nutrienți celulelor.

Apa este componenta principală a sângelui și a limfei. Dacă lipsește, vasul devine casant și sângele devine gros. Acest lucru duce la hemoragie locală și tromboză.

Menținerea structurii celulare

Apa lichidă este practic incompresibilă. Această proprietate permite moleculelor de apă să mențină structura celulei și, de asemenea, creează o presiune intracelulară optimă. Acest lucru asigură o structură constantă a organelor și țesuturilor.

Participarea apei la termoreglare

Molecula de apă are o capacitate ridicată de căldură, ceea ce îi va permite să mențină o temperatură constantă în interiorul celulelor corpului. În plus, atunci când grăsimile sunt descompuse, se eliberează un numar mare de energie, care merge și la menținerea temperaturii.

Apa din interiorul celulei

În celulele corpului, apa există în două stări:

1 Asociat cu molecule de proteine - 4-5%. Astfel de legături se numesc solvat; ele formează o înveliș în jurul moleculelor de proteine, împiedicând interacțiunea lor. După fizică şi compoziție chimică apa solvată diferă foarte mult de apa liberă. Nu dizolvă sărurile, iar punctul de îngheț este -40C.

2 Apă gratuită. Reprezintă 95% și participă la toate procesele enumerate.

De la școală știm că viața noastră este imposibilă fără apă. O persoană are sete dacă pierde 3% din apă; dacă pierde 20%, se va produce moartea celulei. Acest lucru va duce la moartea corpului. Monitorizați cantitatea de apă pe care o consumați și calitatea acesteia.

Proprietățile apei și rolul acesteia în celulă:

Pe primul loc printre substanțele celulei se află apa. Reprezintă aproximativ 80% din masa celulei. Apa este de două ori importantă pentru organismele vii, deoarece este necesară nu numai ca componentă a celulelor, ci pentru mulți și ca habitat.

1. Apa determină proprietăți fizice celule - volumul său, elasticitatea.

2. Multe procese chimice curge numai înăuntru soluție apoasă.

3. Apa este un solvent bun: multe substanțe intră în celulă din mediul extern într-o soluție apoasă, iar într-o soluție apoasă, produsele reziduale sunt îndepărtate din celulă.

4. Apa are capacitate ridicată de căldură și conductivitate termică.

5. Apa are o proprietate unică: atunci când este răcită de la +4 la 0 grade, se extinde. Prin urmare, gheața se dovedește a fi mai ușoară decât apa lichidă și rămâne la suprafața ei. Acest lucru este foarte important pentru organismele care trăiesc în mediul acvatic.

6. Apa poate fi bună lubrifiant.

Rolul biologic al apei este determinat de dimensiunea redusă a moleculelor sale, de polaritatea acestora și de capacitatea de a se conecta între ele prin legături de hidrogen.

Funcțiile biologice ale apei:

transport. Apa asigura miscarea substantelor in celula si organism, absorbtia substantelor si indepartarea produselor metabolice. În natură, apa transportă produse reziduale în sol și în corpurile de apă.

metabolic. Apa este mediul pentru toate bio reacții chimice, donor de electroni în timpul fotosintezei; este necesar pentru hidroliza macromoleculelor la monomerii lor.

Apa este implicată în formarea fluidelor lubrifiante și a mucusului, a secrețiilor și a sucurilor în organism.

Cu foarte puține excepții (os și smalțul dinților), apa este componenta predominantă a celulei. Apa este necesară pentru metabolismul celular (schimb), deoarece procesele fiziologice au loc exclusiv în mediu apos. Moleculele de apă sunt implicate în multe reacții enzimatice ale celulei. De exemplu, descompunerea proteinelor, carbohidraților și a altor substanțe are loc ca urmare a interacțiunii lor cu apa catalizată de enzime. Astfel de reacții se numesc reacții de hidroliză.

Apa servește ca sursă de ioni de hidrogen în timpul fotosintezei. Apa într-o celulă este sub două forme: liberă și legată. Apa liberă reprezintă 95% din toată apa din celulă și este folosită în principal ca solvent și ca mediu de dispersie pentru sistemul coloidal al protoplasmei. Apa legată, care reprezintă doar 4% din apa totală din celulă, este legată slab de proteine prin legături de hidrogen.

Datorită distribuției asimetrice a sarcinilor, molecula de apă acționează ca un dipol și, prin urmare, poate fi legată de grupuri de proteine încărcate pozitiv și negativ. Proprietatea de dipol a unei molecule de apă explică capacitatea sa de a se orienta într-un câmp electric și de a se atașa de diferite molecule și secțiuni de molecule care poartă o sarcină. Ca rezultat, se formează hidrații

Datorită capacității sale mari de căldură, apa absoarbe căldură și astfel previne fluctuațiile bruște de temperatură în celulă. Conținutul de apă al organismului depinde de vârsta și activitatea sa metabolică. Este cel mai mare la embrion (90%) și scade treptat odată cu vârsta. Conținutul de apă al diferitelor țesuturi variază în funcție de activitatea lor metabolică. De exemplu, în substanța cenușie a creierului există până la 80% apă, iar în oase până la 20%. Apa este principalul mijloc de deplasare a substanțelor în organism (fluxul sanguin, limfa, curenții ascendenți și descendenți de soluții prin vasele plantelor) și în celulă. Apa servește ca „lubrifiant”, necesar oriunde există suprafețe de frecare (de exemplu, în articulații). Apa are densitatea maximă la 4°C. Prin urmare, gheața, care are o densitate mai mică, este mai ușoară decât apa și plutește pe suprafața ei, ceea ce protejează rezervorul de îngheț. Această proprietate a apei salvează viețile multor organisme acvatice.

Un conținut ridicat de apă într-o celulă este cea mai importantă condiție pentru activitatea acesteia. Odată cu pierderea cea mai mare parte a apei, multe organisme mor și o serie de organisme unicelulare și chiar multicelulare pierd temporar toate semnele de viață. Această stare se numește animație suspendată. După hidratare, celulele se trezesc și redevin active.

Molecula de apă este neutră din punct de vedere electric. Dar sarcina electrică din interiorul moleculei este distribuită neuniform: în regiunea atomilor de hidrogen (mai precis, protonii), predomină sarcina pozitivă, în regiunea în care se află oxigenul, densitatea sarcinii negative este mai mare. Prin urmare, o particulă de apă este un dipol. Proprietatea de dipol a unei molecule de apă explică capacitatea sa de a se orienta într-un câmp electric și de a se atașa de diferite molecule și secțiuni de molecule care poartă o sarcină. Ca rezultat, se formează hidrații. Capacitatea apei de a forma hidrați se datorează proprietăților sale universale de solvent. Dacă energia de atracție a moleculelor de apă către moleculele unei substanțe este mai mare decât energia de atracție dintre moleculele de apă, atunci substanța se dizolvă. În funcție de aceasta, se face o distincție între substanțele hidrofile (greacă hydros - apă și phileo - dragoste) care sunt foarte solubile în apă (de exemplu, săruri, alcaline, acizi etc.) și hidrofobe (greacă hydros - apă și phobos). - frica) substante, greu sau deloc solubile in apa (grasimi, substante asemanatoare grasimilor, cauciuc etc.). Compoziția membranelor celulare include substanțe asemănătoare grăsimilor care limitează tranziția de la mediul extern la celule și înapoi, precum și de la o parte a celulei la alta.

Majoritatea reacțiilor care apar într-o celulă pot avea loc numai într-o soluție apoasă. Apa este un participant direct la multe reacții. De exemplu, descompunerea proteinelor, carbohidraților și a altor substanțe are loc ca urmare a interacțiunii lor cu apa catalizată de enzime. Astfel de reacții se numesc reacții de hidroliză (greacă hydros - apă și liză - scindare).

Apa are o capacitate termică mare și, în același timp, o conductivitate termică relativ mare pentru lichide. Aceste proprietăți fac din apa un lichid ideal pentru menținerea echilibrului termic al celulelor și organismelor.

Apa este principalul mediu pentru reacțiile biochimice ale celulei. Este o sursă de oxigen eliberată în timpul fotosintezei și de hidrogen, care este folosit pentru a restabili produsele de asimilare a dioxidului de carbon. Și în sfârșit, apa este principalul mijloc de transport al substanțelor în organism (fluxul sanguin și limfatic, curenții ascendenți și descendenți de soluții prin vasele plantelor) și în celulă.

Nu toți compușii conținuti într-o celulă sunt specifici naturii vii. Substanțe precum apa sau sărurile sunt larg distribuite în afara viețuitoarelor. Dar în organisme și în produsele activității lor vitale au fost descoperite de multă vreme un număr mare de substanțe care conțin carbon, caracteristice doar celulelor și organismelor vii și, prin urmare, numite „substanțe organice”.

Soluție detaliată la paragraful 7 din biologie pentru elevii de clasa a 10-a, autori Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. 2014

Gdz registrul de lucru la Biologie pentru clasa a 10-a găsiți

1. Ce structură are apa?

Răspuns. Molecula de apă are o structură unghiulară: nucleele incluse în compoziția sa formează un triunghi isoscel, la baza căruia se află doi hidrogeni, iar la vârf - un atom de oxigen. Internuclear distante O-H aproape de 0,1 nm, distanța dintre nucleele atomilor de hidrogen este de 0,15 nm. Dintre cei șase electroni care formează stratul exterior de electroni al atomului de oxigen din molecula de apă, două perechi de electroni formează covalente Conexiuni O-N, iar restul de patru electroni reprezintă două perechi singure de electroni.

O moleculă de apă este un mic dipol care conține sarcini pozitive și negative la poli. Există o lipsă a densității electronilor lângă nucleele de hidrogen și mai departe partea opusă molecule, în apropierea nucleului de oxigen, există un exces de densitate electronică. Această structură determină polaritatea moleculei de apă.

2. Ce cantitate de apă (în%) este conținută în diferite celule?

Cantitatea de apă variază în diferite țesuturi și organe. Astfel, la om, conținutul său în substanța cenușie a creierului este de 85%, iar în țesut osos- 22%. Cel mai mare conținut de apă din organism se observă în perioada embrionară (95%) și scade treptat odată cu vârsta.

Conținutul de apă din diferite organe ale plantelor variază în limite destul de largi. Acesta variază în funcție de condițiile de mediu, vârsta și tipul plantelor. Astfel, conținutul de apă din frunzele de salată este de 93-95%, porumb - 75-77%. Cantitatea de apă variază în diferite organe ale plantei: frunzele de floarea soarelui conțin 80-83% apă, tulpini - 87-89%, rădăcini - 73-75%. Conținutul de apă de 6-11% este tipic în principal pentru semințele uscate la aer, în care procesele vitale sunt inhibate. Apa este conținută în celulele vii, elementele de xilem moarte și spațiile intercelulare. În spațiile intercelulare, apa este în stare de vapori. Principalele organe de evaporare ale plantei sunt frunzele. În acest sens, este firesc ca cea mai mare cantitate de apă să umple spațiile intercelulare ale frunzelor. În stare lichidă, apa se găsește în diferite părți ale celulei: membrana celulară, vacuola, citoplasmă. Vacuolele sunt partea cea mai bogată în apă a celulei, unde conținutul său ajunge la 98%. La cel mai mare conținut de apă, conținutul de apă din citoplasmă este de 95%. Cel mai scăzut conținut de apă este caracteristic membranelor celulare. cuantificarea continutul de apa in membranele celulare dificil; se pare că variază de la 30 la 50%. Forme de apă în părți diferite celulele vegetale sunt de asemenea diferite.

3. Care este rolul apei în organismele vii?

Răspuns. Apa este componenta predominantă a tuturor organismelor vii. Are proprietăți unice datorită caracteristicilor sale structurale: moleculele de apă au forma unui dipol și între ele se formează legături de hidrogen. Conținutul mediu de apă din celulele majorității organismelor vii este de aproximativ 70%. Apa în celulă este prezentă în două forme: liberă (95% din toată apa celulară) și legată (4-5% legată de proteine).

Functiile apei:

1.Apa ca solvent. Multe reacții chimice din celulă sunt ionice și, prin urmare, apar numai într-un mediu apos. Substantele care se dizolva in apa se numesc hidrofile (alcooli, zaharuri, aldehide, aminoacizi), cele care nu se dizolva se numesc hidrofobe (acizi grasi, celuloza).

2.Apa ca reactiv. Apa este implicată în multe reacții chimice: reacții de polimerizare, hidroliză și în procesul de fotosinteză.

3.Funcția de transport. Mișcarea în tot corpul, împreună cu apa de substanțe dizolvate în el în diferitele sale părți și eliminarea produselor inutile din organism.

4.Apa ca termostabilizator și termostat. Această funcție se datorează unor proprietăți ale apei, cum ar fi capacitatea ridicată de căldură - înmoaie efectul asupra corpului al schimbărilor semnificative de temperatură în mediu inconjurator; conductivitate termică ridicată - permite corpului să mențină aceeași temperatură pe întregul său volum; căldură mare de evaporare – folosită pentru răcirea corpului în timpul transpirației la mamifere și transpirației la plante.

5.Funcția structurală. Citoplasma celulelor conține între 60 și 95% apă, iar aceasta este cea care conferă celulelor forma lor normală. La plante, apa menține turgul (elasticitatea membranei endoplasmatice), la unele animale servește ca schelet hidrostatic (meduze)

Întrebări după § 7

1. Care este particularitatea structurii moleculei de apă?

Răspuns. Proprietăți unice apa este determinată de structura moleculei sale. O moleculă de apă constă dintr-un atom de O legat de doi atomi de H prin legături covalente polare. Dispunerea caracteristică a electronilor într-o moleculă de apă îi conferă asimetrie electrică. Cu cât atomul de oxigen mai electronegativ atrage electronii atomilor de hidrogen mai puternic, drept urmare perechile comune de electroni din molecula de apă sunt deplasate către el. Prin urmare, deși molecula de apă în ansamblu este neîncărcată, fiecare dintre cei doi atomi de hidrogen poartă o sarcină parțial pozitivă (notat 8+), iar atomul de oxigen poartă o sarcină parțial negativă (8-). Molecula de apă este polarizată și este un dipol (are doi poli).

Sarcina parțial negativă a atomului de oxigen al unei molecule de apă este atrasă de atomii de hidrogen parțial pozitivi ai altor molecule. Astfel, fiecare moleculă de apă tinde să facă legătura de hidrogen cu patru molecule de apă învecinate.

2. Care este importanța apei ca solvent?

Răspuns. Datorită polarității moleculelor și capacității de a forma legături de hidrogen, apa dizolvă ușor compușii ionici (săruri, acizi, baze). Unii compuși neionici, dar polari, sunt, de asemenea, solubili în apă, adică a căror moleculă conține grupări încărcate (polare), de exemplu zaharuri, alcooli simpli, aminoacizi. Substanțele care sunt foarte solubile în apă se numesc hidrofile (din grecescul hygros - umed și philia - prietenie, înclinație). Când o substanță intră în soluție, moleculele sau ionii ei se pot mișca mai liber și, prin urmare, reactivitatea substanței crește. Acest lucru explică de ce apa este principalul mediu în care au loc majoritatea reacțiilor chimice și toate reacțiile de hidroliză și numeroasele reacții redox au loc cu participarea directă a apei.

Substanțele care sunt slab sau complet insolubile în apă sunt numite hidrofobe (din grecescul phobos - frică). Acestea includ grăsimi, acizi nucleici, unele proteine și polizaharide. Astfel de substanțe pot forma interfețe cu apa la care au loc multe reacții chimice. Prin urmare, faptul că apa nu dizolvă substanțele nepolare este, de asemenea, foarte important pentru organismele vii. Printre proprietățile importante din punct de vedere fiziologic ale apei se numără capacitatea acesteia de a dizolva gazele (O2, CO2 etc.).

3. Care este conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a apei?

Răspuns. Apa are o capacitate ridicată de căldură, adică capacitatea de a absorbi energia termică cu o creștere minimă a propriei temperaturi. Capacitatea mare de căldură a apei protejează țesuturile corpului de creșterile rapide și puternice de temperatură. Multe organisme se răcesc prin evaporarea apei (transpirație la plante, transpirație la animale).

4. De ce se crede că apa este un lichid ideal pentru o celulă?

Răspuns. Un conținut ridicat de apă într-o celulă este cea mai importantă condiție pentru activitatea acesteia. Odată cu pierderea cea mai mare parte a apei, multe organisme mor și o serie de organisme unicelulare și chiar multicelulare pierd temporar toate semnele de viață. Această stare se numește animație suspendată. După hidratare, celulele se trezesc și redevin active.

5. Care este rolul apei în celulă

Asigurarea elasticitatii celulare. Consecințele pierderii celulelor de apă sunt ofilirea frunzelor, uscarea fructelor;

Accelerarea reacțiilor chimice prin dizolvarea substanțelor în apă;

Asigurarea mișcării substanțelor: intrarea majorității substanțelor în celulă și îndepărtarea lor din celulă sub formă de soluții;

Asigurând dizolvarea multora substanțe chimice(un număr de săruri, zaharuri);

Participarea la o serie de reacții chimice;

Participarea la procesul de termoreglare datorită capacității de a se încălzi și de a se răci lent.

6. Ce structural şi caracteristici fizico-chimice apa determina rolul ei biologic in celula?

Răspuns. Proprietățile fizico-chimice structurale ale apei determină funcțiile sale biologice.

Apa este un solvent bun. Datorită polarității moleculelor și capacității de a forma legături de hidrogen, apa dizolvă ușor compușii ionici (săruri, acizi, baze).

Apa are o capacitate ridicată de căldură, adică capacitatea de a absorbi energia termică cu o creștere minimă a propriei temperaturi. Capacitatea mare de căldură a apei protejează țesuturile corpului de creșterile rapide și puternice de temperatură. Multe organisme se răcesc prin evaporarea apei (transpirație la plante, transpirație la animale).

Apa are și conductivitate termică ridicată, asigurând o distribuție uniformă a căldurii în întregul corp. În consecință, capacitatea de căldură specifică mare și conductibilitatea termică ridicată fac din apa un lichid ideal pentru menținerea echilibrului termic al celulelor și organismelor.

Apa practic nu se comprimă, creând presiunea turgenței, determinând volumul și elasticitatea celulelor și țesuturilor. Astfel, scheletul hidrostatic este cel care menține forma viermilor rotunzi, meduze și alte organisme.

Apa se caracterizează printr-o forță de tensiune superficială optimă pentru sistemele biologice, care apare din cauza formării legăturilor de hidrogen între moleculele de apă și moleculele altor substanțe. Datorită forței tensiunii superficiale, în plante apar fluxul sanguin capilar, curenții ascendenți și descendenți ai soluțiilor.

În anumite procese biochimice, apa acționează ca substrat.

Literal din copilărie, fiecare persoană știe că apa joacă un rol foarte important pentru noi. Igienă, curățare, băutură - fiecare dintre aceste elemente integrante ale vieții este asociată cu apa. Explorând treptat lumea, copilul învață despre rolul apei în celulă. Poate că abia din acest moment devine clar cât de mare este semnificația ei: viața însăși este de neconceput fără apă. Datorită proprietăților sale, face posibilă funcționarea organismelor complexe.

Structura moleculei

Rolul apei în viața unei celule este direct legat de caracteristicile structurii acesteia. Toată lumea știe formula principalului fluid al corpului nostru. Fiecare constă dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Ele sunt combinate într-un singur întreg datorită polarității, bazată pe formarea unei perechi de electroni comune între doi atomi. O trăsătură caracteristică a moleculelor de apă este asimetria sa electrică. Atomul de oxigen este mai electronegativ și atrage electronii din atomii de hidrogen mai puternic. Consecința acestui lucru este o deplasare a perechilor comune de electroni către atomul de oxigen.

Dipol

Rolul apei într-o celulă depinde de caracteristicile inerente acestei substanțe. Ca urmare a deplasării unei perechi comune de electroni, acesta devine polarizat. O moleculă de apă se caracterizează prin prezența a doi poli: fiecare atom de hidrogen are o sarcină parțial pozitivă, iar fiecare atom de oxigen are o sarcină parțial negativă. Împreună creează o moleculă neutră.

Astfel, fiecare unitate structurală apa este un dipol. Caracteristicile structurale ale moleculei determină și natura conexiunii dintre structurile învecinate. Atomul de oxigen parțial negativ este atras de atomii de hidrogen ai altor molecule. Între ele se formează așa-numitele legături de hidrogen. Fiecare moleculă de apă se străduiește să comunice într-un mod similar cu cei patru vecini ai săi. Toate aceste nuanțe structurale determină rolul biologic al apei în celulă.

Particularități

Legăturile de hidrogen, caracteristice moleculelor de apă, determină multe dintre proprietățile acesteia. Legăturile dintre atomii de oxigen și hidrogen sunt deosebit de puternice, ceea ce înseamnă că ruperea lor necesită o cantitate impresionantă de energie. Drept urmare, apa are temperatura ridicata fierberea, precum și topirea și vaporizarea. Dintre substanțele similare, apa este singura substanță prezentă pe Pământ simultan în trei stări de agregare. Rolul apei într-o celulă se bazează și pe această caracteristică.

Interacțiunea cu substanțele hidrofile

Capacitatea inerentă a particulelor de apă de a forma legături de hidrogen permite fluidului corporal principal să dizolve mulți compuși. Astfel de substanțe sunt numite hidrofile, adică „prietenoase” cu apa. Acestea includ compuși ionici: săruri, baze și acizi. Substanțele hidrofile includ și compuși neionici care au polaritate. Moleculele lor conțin grupuri încărcate. Aceștia sunt aminoacizi, zaharuri, alcooli simpli și alți compuși.
Rolul apei în viața unei celule se reduce la crearea mediului necesar pentru a accelera toate reacțiile. O soluție este o stare a unei substanțe în care toate moleculele sale se pot mișca mult mai liber, adică capacitatea de reacție devine mult mai mare decât în forma lor obișnuită.

Datorită acestor proprietăți, apa a devenit principalul mediu pentru marea majoritate a reacțiilor chimice. Mai mult, de exemplu, hidroliza și întregul set de procese redox sunt efectuate numai cu participarea directă a fluidului celular principal.

Reactiv

Rolul imens al apei în viața unei celule este de netăgăduit. Ea participă la toate procesele importante. De exemplu, apa este necesară pentru fotosinteză. Una dintre etapele sale, fotoliza apei, presupune separarea atomilor de hidrogen și includerea lor în compușii organici rezultați. În acest caz, oxigenul eliberat este eliberat în atmosferă.

Oamenii și animalele sunt asociate cu hidroliza deja menționată, distrugerea substanțelor cu adaos de apă. Una dintre cele mai importante reacții de acest fel într-o celulă este descompunerea moleculei de ATP, care are loc odată cu eliberarea de energie, care este folosită pentru alte procese vitale.

Interacțiunea cu substanțele hidrofobe

Unele proteine, precum și grăsimile și acizii nucleici, nu se dizolvă deloc în apă, sau acest proces este foarte dificil. Astfel de substanțe se numesc hidrofobe, adică „de teamă” de apă. Rolul apei în celulă și corp este, de asemenea, legat de interacțiunea acesteia cu compuși similari.

Moleculele de apă sunt capabile să se separe de lichidul însuși. Ca rezultat, se formează așa-numitele interfețe. Pe ele au loc multe reacții chimice. Astfel, datorită interacțiunii fosfolipidelor care alcătuiesc membrana celulară cu apa, se formează un dublu strat lipidic.

Capacitate termica

În celulă constă în participarea sa la termoreglare. destul de inalt. Aceasta înseamnă că atunci când este absorbită o cantitate impresionantă, temperatura apei se modifică doar puțin. Această caracteristică ajută la menținere temperatura constantaîn interiorul celulei, care este necesar pentru desfășurarea normală a multor procese și menținerea unui mediu intern constant.

Distribuție uniformă a căldurii

Încă unul trăsătură caracteristică apă - conductivitate termică. De asemenea, ajută la menținerea unui mediu intern constant. Apa este capabilă să transfere o cantitate impresionantă de căldură dintr-o zonă a corpului în care este în exces către acele celule și țesuturi cărora le lipsește.

În plus, termoreglarea se realizează și datorită faptului că în timpul tranziției de la o stare de agregare la alta, legăturile de hidrogen trebuie distruse. Și acest lucru, după cum am menționat deja, necesită cantități mari de energie.

Scheletul hidrostatic

Rolul apei în viața unei celule nu se oprește aici. Lichidul corporal principal are o altă proprietate: practic nu se comprimă. Această caracteristică permite apei să joace rolul unui schelet hidrostatic în celulă. Apa creează o presiune de turgescență, determinând astfel proprietăți ale celulelor și țesuturilor precum volumul și elasticitatea. Este ușor de înțeles rolul apei într-o celulă în acest sens dacă te uiți la copaci. Forma obișnuită a frunzei este creată de tensiune arterială crescutăîn celule. Există multe exemple similare în lumea organică. De exemplu, forma familiară a meduzei sau a viermilor rotunzi este susținută și de un schelet hidrostatic.

Pierderea de apă de către celule, în consecință, duce la procese inverse. Începe o schimbare de formă: frunzele se ofilesc, fructele se încrețesc, pielea își pierde elasticitatea.

Participarea la transportul substanțelor

Folosind legături de hidrogen, moleculele de apă sunt capabile să se conecteze nu numai între ele, ci și cu alte substanțe. În urma acestei interacțiuni, apare o substanță care joacă un rol semnificativ în transportul substanțelor în organism. Astfel, consecința coeziunii (adeziunea moleculelor sub influența și în cazul apei - cu ajutorul legăturilor de hidrogen) este mișcarea nutriențiîn capilarele plantelor. Datorită aceleiași proprietăți, apa se deplasează din sol prin firele de păr din rădăcină în plantă.

De asemenea, forța tensiunii superficiale face posibilă fluxul sanguin capilar la animale și la oameni. Apa este implicată în mișcarea substanțelor și în îndepărtarea produselor de degradare din organism.

Se pare că răspunsul la întrebarea „care este rolul apei în celulă?” destul de clar - este uriaș. Datorită proprietăților de bază ale structurii moleculare a acestui lichid, toate procesele de bază sunt posibile, fără de care viața este de neconceput. Apa ajută la creșterea reactivității substanțelor, menține forma celulelor și organelor, participă la furnizarea acestora cu tot ce au nevoie și face parte din multe reacții chimice. Apa este sursa vieții și cu siguranță aceasta nu este o metaforă. Toate procesele metabolice majore sunt asociate cu acesta și, de asemenea, stă la baza interacțiunii diferiților compuși.

Din cauza acestor proprietăți, apa este substanța care este căutată mai întâi atunci când se explorează alte planete, în încercarea de a înțelege dacă sunt potrivite pentru viață.