Význam vody pre bunku. úloha vody v bunke. Aká je tepelná vodivosť a tepelná kapacita vody

Voda hrá vďaka svojej štruktúre zásadnú úlohu v živote každej bunky. Zodpovedá za metabolické procesy, termoreguláciu, zabezpečuje transport látok a udržiava bunkovú štruktúru. Naše telo žije vďaka životu našich buniek. A život v nich je podporovaný vďaka jedinečnej štruktúre a vlastnostiam molekuly vody. Podľa kvantitatívneho zloženia zaujíma voda prvé miesto v zložení akejkoľvek bunky.

Prítomnosť vody v tkanivách

Voda je v našich tkanivách rozložená nerovnomerne.

Svalové tkanivo - 65%

Kostné tkanivo – 22 %

Tukové tkanivo - 99%

Krv - 83%

Sklovec oka - 99%

Mozgové tkanivo – 85 %

zubná sklovina -0,2%

Účasť vody na chemických reakciách

Z chemického hľadiska je voda v bunkách katalyzátorom nevyhnutným na tok rôzne procesy. Ako činidlo sa voda podieľa na mnohých chemických reakciách prebiehajúcich vo vnútri buniek tela. Voda sa podieľa na procese hydrolýzy (deštrukcia pridaním molekuly vody). Pri trávení potravy sa hydrolyzujú tuky, bielkoviny a sacharidy a uvoľňuje sa energia, ktorá zabezpečuje životne dôležitú činnosť buniek. Pri hydrolýze solí je voda zdrojom elektrónov a protónov.

Aby došlo k vnútrobunkovým procesom, sú potrebné dve vlastnosti vody – schopnosť vytvárať vodíkové väzby a reverzibilná ionizácia.

Transport látok

V bunkách tela je to voda, ktorá plní transportnú funkciu. Molekuly vody sa podieľajú na procesoch vylučovania odpadových produktov bunky. Molekuly vody sú vďaka svojim vlastnostiam schopné prenikať do medzibunkového priestoru, čím privádzajú živiny do buniek.

Voda je hlavnou zložkou krvi a lymfy. S jeho nedostatkom sa cieva stáva krehkou a krv sa stáva hustejšou. To vedie k lokálnemu krvácaniu a trombóze.

Udržiavanie bunkovej štruktúry

Tekutá voda je prakticky nestlačiteľná. Táto vlastnosť umožňuje molekulám vody udržiavať štruktúru bunky, navyše vytvára optimálny vnútrobunkový tlak. To poskytuje trvalú štruktúru orgánov a tkanív.

Úloha vody v termoregulácii

Molekula vody má vysokú tepelnú kapacitu, čo jej umožní udržiavať konštantnú teplotu vo vnútri buniek tela. Navyše pri rozklade tukov sa uvoľňuje veľké množstvo energie, ktorá ide aj na udržanie teploty.

Voda vo vnútri bunky

V bunkách tela existuje voda v dvoch stavoch:

1 Súvisí s molekulami bielkovín - 4-5%. Takéto väzby sa nazývajú solváty, tvoria obal okolo proteínových molekúl, čím bránia ich interakcii. Z hľadiska ich fyzického a chemické zloženie solvátová voda sa výrazne líši od voľnej vody. Nerozpúšťa soli a bod tuhnutia je -40C.

2 Voľná voda. Je to 95% a podieľa sa na všetkých vyššie uvedených procesoch.

Zo školy vieme, že náš život je nemožný bez vody. Človek pociťuje smäd pri strate 3% vody, ak stratíte 20%, tak nastane bunková smrť. To povedie k smrti tela. Sledujte množstvo vody, ktorú používate, a jej kvalitu.

Vlastnosti vody a jej úloha v bunke:

Na prvom mieste medzi látkami bunky je voda. Tvorí asi 80% hmoty bunky. Voda je pre živé organizmy dôležitá dvojnásobne, pretože je nevyhnutná nielen ako zložka buniek, ale pre mnohých a ako biotop.

1. Voda určuje fyzikálne vlastnosti bunky - jej objem, elasticita.

2. Mnohé chemické procesy prebiehajú len v vodný roztok.

3. Voda je dobré rozpúšťadlo: z vonkajšieho prostredia vstupuje do bunky veľa látok vo vodnom roztoku a vo vodnom roztoku sa z bunky odstraňujú odpadové látky.

4. Voda má vysokú tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť.

5. Voda má jedinečnú vlastnosť: keď sa ochladí z +4 na 0 stupňov, roztiahne sa. Preto je ľad ľahší ako tekutá voda a zostáva na jej povrchu. To je veľmi dôležité pre organizmy žijúce vo vodnom prostredí.

6. Voda môže byť dobrým lubrikantom.

Biologická úloha vody je určená malou veľkosťou jej molekúl, ich polaritou a schopnosťou vzájomne sa spájať vodíkovými väzbami.

Biologické funkcie vody:

dopravy. Voda zabezpečuje pohyb látok v bunke a tele, vstrebávanie látok a vylučovanie produktov látkovej premeny. V prírode voda prenáša odpadové produkty do pôdy a vodných plôch.

metabolické. Voda je médium pre všetko bio chemické reakcie, donor elektrónov pri fotosyntéze; je nevyhnutný pre hydrolýzu makromolekúl na ich monoméry.

voda sa podieľa na tvorbe mazacích tekutín a hlienov, sekrétov a štiav v tele.

Až na niekoľko výnimiek (kostná a zubná sklovina) je prevládajúcou zložkou bunky voda. Voda je nevyhnutná pre metabolizmus (výmenu) bunky, keďže fyziologické procesy prebiehajú výlučne vo vodnom prostredí. Molekuly vody sa podieľajú na mnohých enzymatických reakciách bunky. Napríklad rozklad bielkovín, uhľohydrátov a iných látok nastáva v dôsledku ich interakcie s vodou katalyzovanej enzýmami. Takéto reakcie sa nazývajú hydrolytické reakcie.

Voda slúži ako zdroj vodíkových iónov počas fotosyntézy. Voda v bunke je v dvoch formách: voľná a viazaná. Voľná voda tvorí 95 % všetkej vody v bunke a používa sa najmä ako rozpúšťadlo a ako disperzné médium pre koloidný systém protoplazmy. Viazaná voda, ktorá tvorí len 4 % všetkej vody v bunkách, je voľne spojená s bielkovinami vodíkovými väzbami.

Vzhľadom na asymetrickú distribúciu náboja pôsobí molekula vody ako dipól, a preto môže byť viazaná pozitívne aj negatívne nabitými proteínovými skupinami. Dipólová vlastnosť molekuly vody vysvetľuje jej schopnosť orientovať sa v elektrickom poli, pripájať sa k rôznym molekulám a úsekom molekúl, ktoré nesú náboj. To má za následok tvorbu hydrátov.

Voda vďaka svojej vysokej tepelnej kapacite pohlcuje teplo a zabraňuje tak náhlym teplotným výkyvom v článku. Obsah vody v tele závisí od jeho veku a metabolickej aktivity. Najvyššia je v embryu (90 %) a s vekom postupne klesá. Obsah vody v rôznych tkanivách sa líši v závislosti od ich metabolickej aktivity. Napríklad v sivej hmote mozgu je vody až 80 %, v kostiach až 20 %. Voda je hlavným prostriedkom na pohyb látok v tele (prúdenie krvi, lymfy, vzostupné a zostupné prúdy roztokov cez cievy rastlín) a v bunke. Voda slúži ako „mazací“ materiál, potrebný všade tam, kde sú trecie plochy (napríklad v škárach). Voda má maximálnu hustotu pri 4°C. Preto je ľad, ktorý má menšiu hustotu, ľahší ako voda a pláva na jej hladine, čo chráni nádrž pred zamrznutím. Táto vlastnosť vody zachraňuje životy mnohých vodných organizmov.

Vysoký obsah vody v bunke je najdôležitejšou podmienkou jej činnosti. So stratou väčšiny vody mnoho organizmov zahynie a množstvo jednobunkových a dokonca aj mnohobunkových organizmov dočasne stratí všetky známky života. Táto podmienka sa nazýva pozastavená animácia. Po hydratácii sa bunky prebudia a stanú sa opäť aktívnymi.

Molekula vody je elektricky neutrálna. Elektrický náboj vo vnútri molekuly je však rozložený nerovnomerne: v oblasti atómov vodíka (presnejšie protónov) prevláda kladný náboj, v oblasti, kde sa nachádza kyslík, je hustota záporného náboja vyššia. Preto je častica vody dipól. Dipólová vlastnosť molekuly vody vysvetľuje jej schopnosť orientovať sa v elektrickom poli, pripájať sa k rôznym molekulám a úsekom molekúl, ktoré nesú náboj. V dôsledku toho sa tvoria hydráty. Schopnosť vody vytvárať hydráty je spôsobená jej univerzálnymi rozpúšťacími vlastnosťami. Ak je energia príťažlivosti molekúl vody k molekulám látky väčšia ako energia príťažlivosti medzi molekulami vody, látka sa rozpustí. V závislosti od toho sa rozlišujú hydrofilné (grécky hydros - voda a phileo - láska) látky vysoko rozpustné vo vode (napríklad soli, zásady, kyseliny atď.) a hydrofóbne (grécky hydros - voda a phobos - strach) látky. ťažko alebo vôbec nerozpustné vo vode (tuky, tukom podobné látky, kaučuk atď.). Zloženie bunkových membrán zahŕňa látky podobné tuku, ktoré obmedzujú prechod z vonkajšieho prostredia do buniek a naopak, ako aj z jednej časti bunky do druhej.

Väčšina reakcií, ktoré prebiehajú v bunke, môže prebiehať len vo vodnom roztoku. Voda je priamym účastníkom mnohých reakcií. Napríklad rozklad bielkovín, uhľohydrátov a iných látok nastáva v dôsledku ich interakcie s vodou katalyzovanej enzýmami. Takéto reakcie sa nazývajú hydrolytické reakcie (grécky hydros - voda a lýza - štiepenie).

Voda má vysokú tepelnú kapacitu a zároveň relatívne vysokú tepelnú vodivosť pre kvapaliny. Tieto vlastnosti robia z vody ideálnu kvapalinu na udržanie tepelnej rovnováhy bunky a organizmu.

Voda je hlavným prostredím pre priebeh biochemických reakcií bunky. Je zdrojom kyslíka uvoľňovaného pri fotosyntéze a vodíka, ktorý sa používa na obnovu produktov asimilácie oxidu uhličitého. A napokon voda je hlavným prostriedkom transportu látok v tele (prúdenie krvi a lymfy, vzostupné a zostupné prúdy roztokov cez cievy rastlín) a v bunke.

Nie všetky zlúčeniny obsiahnuté v bunke sú špecifické pre voľne žijúce živočíchy. Látky ako voda alebo soli sú široko rozšírené mimo živých organizmov. Ale v organizmoch a produktoch ich životnej činnosti sa už dlho objavilo veľké množstvo látok obsahujúcich uhlík, ktoré sú charakteristické iba pre živé bunky a organizmy, a preto sa nazývali "organické látky".

Podrobné riešenie odsek § 7 v biológii pre študentov 10. ročníka, autori Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. 2014

Gdz pracovný zošit z biológie pre ročník 10 nájdete

1. Aká je štruktúra vody?

Odpoveď. Molekula vody má hranatú štruktúru: jej základné jadrá tvoria rovnoramenný trojuholník, na ktorého základni sú dva vodíky a na vrchu je atóm kyslíka. Medzijadrový O-N vzdialenosti blízko 0,1 nm je vzdialenosť medzi jadrami atómov vodíka 0,15 nm. Zo šiestich elektrónov, ktoré tvoria vonkajšiu elektrónovú vrstvu atómu kyslíka v molekule vody, tvoria dva elektrónové páry kovalentné O-N pripojenia a zvyšné štyri elektróny sú dva nezdieľané elektrónové páry.

Molekula vody je malý dipól obsahujúci kladné a záporné náboje na póloch. V blízkosti jadier vodíka je nedostatok elektrónovej hustoty atď opačná strana molekúl, v blízkosti jadra kyslíka je prebytok elektrónovej hustoty. Práve táto štruktúra určuje polaritu molekuly vody.

2. Aké množstvo vody (v %) obsahujú rôzne bunky?

Množstvo vody sa v rôznych tkanivách a orgánoch líši. Takže u človeka v sivej hmote mozgu je jeho obsah 85% a v kostného tkaniva- 22 %. Najvyšší obsah vody v tele sa pozoruje v embryonálnom období (95 %) a s vekom postupne klesá.

Obsah vody v rôznych rastlinných orgánoch kolíše v pomerne širokých medziach. Líši sa v závislosti od podmienok prostredia, veku a druhu rastlín. Obsah vody v listoch šalátu je teda 93-95%, kukurica - 75-77%. Množstvo vody nie je rovnaké v rôznych orgánoch rastlín: listy slnečnice obsahujú 80-83% vody, stonky - 87-89%, korene - 73-75%. Obsah vody 6-11% je typický hlavne pre semená sušené na vzduchu, v ktorých sú inhibované životne dôležité procesy. Voda je obsiahnutá v živých bunkách, v odumretých prvkoch xylému a v medzibunkových priestoroch. V medzibunkových priestoroch je voda v parnom stave. Listy sú hlavným odparovacím orgánom rastliny. V tomto smere je prirodzené, že najväčší počet voda vypĺňa medzibunkové priestory listov. V kvapalnom stave sa voda nachádza v rôznych častiach bunky: bunková membrána, vakuola, cytoplazma. Vakuoly sú na vodu najbohatšou časťou bunky, kde jej obsah dosahuje 98 %. Pri najvyššom obsahu vody je obsah vody v cytoplazme 95 %. Najnižší obsah vody je charakteristický pre bunkové membrány. kvantifikácia obsah vody v bunkové stenyťažké; zjavne sa pohybuje od 30 do 50 %. Voda tvaruje v rôzne časti rastlinné bunky sú tiež odlišné.

3. Aká je úloha vody v živých organizmoch?

Odpoveď. Voda je prevládajúcou zložkou všetkých živých organizmov. Má jedinečné vlastnosti vďaka štruktúrnym vlastnostiam: molekuly vody majú formu dipólu a medzi nimi vznikajú vodíkové väzby. Priemerný obsah vody v bunkách väčšiny živých organizmov je asi 70%. Voda v bunke je prítomná v dvoch formách: voľná (95% všetkej bunkovej vody) a viazaná (4-5% spojená s proteínmi).

Funkcie vody:

1. Voda ako rozpúšťadlo. Mnohé chemické reakcie v bunke sú iónové, prebiehajú teda len vo vodnom prostredí. Látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, sa nazývajú hydrofilné (alkoholy, cukry, aldehydy, aminokyseliny), nerozpustné – hydrofóbne (mastné kyseliny, celulóza).

2. Voda ako činidlo. Voda sa podieľa na mnohých chemických reakciách: polymerizačných reakciách, hydrolýze, v procese fotosyntézy.

3. Transportná funkcia. Pohyb po tele spolu s vodou v ňom rozpustených látok do jeho jednotlivých častí a odstraňovanie nepotrebných produktov z tela.

4. Voda ako tepelný stabilizátor a termostat. Táto funkcia je spôsobená takými vlastnosťami vody, ako je vysoká tepelná kapacita - zmierňuje vplyv výrazných teplotných zmien v prostredí na telo; vysoká tepelná vodivosť - umožňuje telu udržiavať rovnakú teplotu v celom svojom objeme; vysoké výparné teplo – používa sa na ochladzovanie tela pri potení u cicavcov a pri transpirácii u rastlín.

5. Štrukturálna funkcia. Cytoplazma buniek obsahuje od 60 do 95% vody a je to ona, ktorá dáva bunkám ich normálny tvar. U rastlín voda udržuje turgor (pružnosť endoplazmatickej membrány), u niektorých živočíchov slúži ako hydrostatická kostra (medúza)

Otázky po § 7

1. Aká je zvláštnosť štruktúry molekuly vody?

Odpoveď. Jedinečné vlastnosti voda je určená štruktúrou jej molekuly. Molekula vody pozostáva z atómu O viazaného na dva atómy H polárnymi kovalentnými väzbami. Charakteristické usporiadanie elektrónov v molekule vody jej dáva elektrickú asymetriu. Elektronegatívny atóm kyslíka silnejšie priťahuje elektróny atómov vodíka, v dôsledku čoho sú spoločné elektrónové páry v molekule vody posunuté smerom k nemu. Preto, hoci molekula vody nie je nabitá ako celok, každý z dvoch atómov vodíka má čiastočne kladný náboj (označuje sa 8+), zatiaľ čo atóm kyslíka nesie čiastočne záporný náboj (8-). Molekula vody je polarizovaná a je dipólová (má dva póly).

Čiastočne záporný náboj atómu kyslíka jednej molekuly vody priťahujú čiastočne kladné atómy vodíka iných molekúl. Každá molekula vody má teda tendenciu vytvárať vodíkové väzby so štyrmi susednými molekulami vody.

2. Aký význam má voda ako rozpúšťadlo?

Odpoveď. Vďaka polarite molekúl a schopnosti vytvárať vodíkové väzby voda ľahko rozpúšťa iónové zlúčeniny (soli, kyseliny, zásady). Dobre rozpustný vo vode a niektoré neiónové, ale polárne zlúčeniny, t.j. v molekule ktorých sú nabité (polárne) skupiny, ako sú cukry, jednoduché alkoholy, aminokyseliny. Látky, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode, sa nazývajú hydrofilné (z gréckeho hygros – mokro a philia – priateľstvo, náklonnosť). Keď látka prechádza do roztoku, jej molekuly alebo ióny sa môžu voľnejšie pohybovať, a preto sa zvyšuje reaktivita látky. To vysvetľuje, prečo je voda hlavným médiom, v ktorom prebieha väčšina chemických reakcií a všetky hydrolytické reakcie a početné redoxné reakcie prebiehajú za priamej účasti vody.

Látky, ktoré sú vo vode zle alebo úplne nerozpustné, sa nazývajú hydrofóbne (z gréckeho phobos – strach). Patria sem tuky, nukleové kyseliny, niektoré bielkoviny a polysacharidy. Takéto látky môžu vytvárať rozhrania s vodou, na ktorých prebiehajú mnohé chemické reakcie. Preto je pre živé organizmy veľmi dôležité aj to, že voda nerozpúšťa nepolárne látky. Medzi fyziologicky dôležité vlastnosti vody patrí jej schopnosť rozpúšťať plyny (O2, CO2 atď.).

3. Aká je tepelná vodivosť a tepelná kapacita vody?

Odpoveď. Voda má vysokú tepelnú kapacitu, t.j. schopnosť absorbovať tepelnú energiu s minimálnym zvýšením vlastnej teploty. Vysoká tepelná kapacita vody chráni tkanivá tela pred rýchlym a silným zvýšením teploty. Mnohé organizmy sa ochladzujú vyparovaním vody (transpirácia u rastlín, potenie u zvierat).

4. Prečo sa voda považuje za ideálnu kvapalinu pre bunku?

Odpoveď. Vysoký obsah vody v bunke je najdôležitejšou podmienkou jej činnosti. So stratou väčšiny vody mnoho organizmov zahynie a množstvo jednobunkových a dokonca aj mnohobunkových organizmov dočasne stratí všetky známky života. Tento stav sa nazýva pozastavená animácia. Po hydratácii sa bunky prebudia a stanú sa opäť aktívnymi.

5. Aká je úloha vody v bunke

Zabezpečenie elasticity buniek. Dôsledky straty vody bunkou sú vädnutie listov, vysychanie plodov;

Urýchlenie chemických reakcií v dôsledku rozpúšťania látok vo vode;

Zabezpečenie pohybu látok: vstup väčšiny látok do bunky a ich odvod z bunky vo forme roztokov;

Zabezpečenie rozpustenia mnohých chemických látok(množstvo solí, cukrov);

Účasť na množstve chemických reakcií;

Účasť na procese termoregulácie vďaka schopnosti spomaliť zahrievanie a pomalé ochladzovanie.

6. Aké sú štrukturálne a fyzikálno-chemické vlastnosti voda určuje jej biologickú úlohu v bunke?

Odpoveď. Štrukturálne fyzikálne a chemické vlastnosti vody určujú jej biologické funkcie.

Voda je dobré rozpúšťadlo. Vďaka polarite molekúl a schopnosti vytvárať vodíkové väzby voda ľahko rozpúšťa iónové zlúčeniny (soli, kyseliny, zásady).

Voda má vysokú tepelnú kapacitu, t.j. schopnosť absorbovať tepelnú energiu s minimálnym zvýšením vlastnej teploty. Vysoká tepelná kapacita vody chráni tkanivá tela pred rýchlym a silným zvýšením teploty. Mnohé organizmy sa ochladzujú vyparovaním vody (transpirácia u rastlín, potenie u zvierat).

Voda má tiež vysokú tepelnú vodivosť, zaisťuje rovnomerné rozloženie tepla po celom tele. V dôsledku toho vysoká merná tepelná kapacita a vysoká tepelná vodivosť robia z vody ideálnu kvapalinu na udržanie tepelnej rovnováhy bunky a organizmu.

Voda sa prakticky nestláča, vytvára turgorový tlak, ktorý určuje objem a elasticitu buniek a tkanív. Je to teda hydrostatická kostra, ktorá udržuje tvar okrúhlych červov, medúz a iných organizmov.

Voda sa vyznačuje optimálnou hodnotou sily povrchového napätia pre biologické systémy, ktorá vzniká v dôsledku tvorby vodíkových väzieb medzi molekulami vody a molekulami iných látok. Pôsobením sily povrchového napätia dochádza ku kapilárnemu prietoku krvi, vzostupným a zostupným prúdom roztokov v rastlinách.

V určitých biochemických procesoch voda pôsobí ako substrát.

Doslova od detstva každý človek vie, že voda pre nás zohráva veľmi dôležitú úlohu. Hygiena, čistenie, pitný režim – každý z týchto základných prvkov života je spojený s vodou. Postupným štúdiom sveta sa dieťa učí o úlohe vody v bunke. Možno až od tejto chvíle je jasné, aký veľký je jeho význam: samotný život je nemysliteľný bez vody. Vďaka svojim vlastnostiam umožňuje fungovanie zložitých organizmov.

Štruktúra molekuly

Úloha vody v živote bunky priamo súvisí s vlastnosťami jej štruktúry. Každý pozná vzorec hlavnej tekutiny nášho tela. Každý pozostáva z jedného atómu kyslíka a dvoch atómov vodíka. Sú spojené do jedného celku vďaka polárnym na základe vytvorenia spoločného elektrónového páru v dvoch atómoch. Charakteristickým znakom molekúl vody je jej elektrická asymetria. Atóm kyslíka je elektronegatívny, silnejšie priťahuje elektróny atómov vodíka. Dôsledkom toho je posunutie spoločných párov elektrónov smerom k atómu kyslíka.

Dipól

Aká je úloha vody v bunke, závisí od vlastností tejto látky. V dôsledku posunutia spoločného páru elektrónov získava polarizáciu. Molekula vody je charakterizovaná prítomnosťou dvoch pólov: každý atóm vodíka má čiastočne kladný náboj a kyslík má čiastočne záporný náboj. Spolu vytvárajú neutrálnu molekulu.

Teda každý konštrukčná jednotka voda je dipól. Zvláštnosť štruktúry molekuly určuje aj charakter väzby medzi susednými štruktúrami. Čiastočne negatívny atóm kyslíka je priťahovaný k atómom vodíka iných molekúl. Vznikajú medzi nimi takzvané vodíkové väzby. Každá molekula vody má tendenciu spájať sa týmto spôsobom so štyrmi svojimi susedmi. Všetky tieto nuansy štruktúry určujú biologickú úlohu vody v bunke.

Zvláštnosti

Vodíkové väzby charakteristické pre molekuly vody určujú mnohé z jej vlastností. Väzby medzi atómami kyslíka a vodíka sú obzvlášť silné, to znamená, že na ich prerušenie je potrebné vynaložiť pôsobivé množstvo energie. V dôsledku toho má voda vysoká teplota var, ako aj topenie a vyparovanie. Spomedzi podobných látok je voda jedinou látkou prítomnou na Zemi súčasne v troch stavoch agregácie. Aká je úloha vody v bunke, je založená na tejto vlastnosti.

Interakcia s hydrofilnými látkami

Vlastná schopnosť častíc vody vytvárať vodíkové väzby umožňuje základnej tekutine tela rozpúšťať mnohé zlúčeniny. Takéto látky sa nazývajú hydrofilné, to znamená „priateľské“ k vode. Patria sem iónové zlúčeniny: soli, zásady a kyseliny. Medzi hydrofilné látky patria aj neiónové zlúčeniny s polaritou. Ich molekuly obsahujú nabité skupiny. Ide o aminokyseliny, cukry, jednoduché alkoholy a niektoré ďalšie zlúčeniny.
Úloha vody v živote bunky sa redukuje na vytváranie prostredia potrebného na urýchlenie všetkých reakcií. Riešenie je stav hmoty, v ktorom sa všetky jeho molekuly môžu pohybovať oveľa voľnejšie, to znamená, že schopnosť reakcie sa stáva oveľa vyššou ako v obvyklej forme.

Vďaka týmto vlastnostiam sa voda stala hlavným médiom pre veľkú väčšinu chemických reakcií. Okrem toho sa napríklad hydrolýza a celý súbor redoxných procesov uskutočňuje iba s priamou účasťou hlavnej bunkovej tekutiny.

Činidlo

Obrovská úloha vody v živote bunky je nepopierateľná. Zúčastňuje sa všetkých dôležitých procesov. Voda je napríklad nevyhnutná pre fotosyntézu. Jedna z jej etáp, fotolýza vody, spočíva v oddelení atómov vodíka a ich začlenení do výsledných organických zlúčenín. V tomto prípade sa uvoľnený kyslík uvoľňuje do atmosféry.

S človekom a živočíchmi je spojená už spomínaná hydrolýza, ničenie látok s prídavkom vody. Jednou z najdôležitejších reakcií tohto druhu v bunke je rozpad molekuly ATP, ku ktorému dochádza pri uvoľňovaní energie, ktorá sa využíva na ďalšie životne dôležité procesy.

Interakcia s hydrofóbnymi látkami

Niektoré bielkoviny, ale aj tuky a nukleové kyseliny sa vo vode vôbec nerozpúšťajú, prípadne je tento proces veľmi náročný. Takéto látky sa nazývajú hydrofóbne, to znamená, že sa „obávajú“ vody. Úloha vody v bunke a tele je tiež spojená s jej interakciou s podobnými zlúčeninami.

Molekuly vody sú schopné oddeliť sa od samotnej kvapaliny. V dôsledku toho sa vytvárajú takzvané rozhrania. Vykonávajú mnohé chemické reakcie. Takže vďaka interakcii fosfolipidov, ktoré tvoria bunkovú membránu, sa vytvorí lipidová dvojvrstva s vodou.

Tepelná kapacita

Bunka spočíva aj v jej účasti na termoregulácii. dosť vysoko. To znamená, že keď sa absorbuje značné množstvo, teplota vody sa mierne zmení. Táto vlastnosť prispieva k údržbe konštantná teplota vnútri bunky, čo je nevyhnutné pre normálny priebeh mnohých procesov a udržiavanie stálosti vnútorného prostredia.

Rovnomerné rozloženie tepla

Ešte jeden výrazná vlastnosť voda - tepelná vodivosť. Pomáha tiež udržiavať stálosť vnútorného prostredia. Voda dokáže preniesť impozantné množstvo tepla z tej časti tela, kde je jej nadbytok, do buniek a tkanív, ktoré ho nemajú.

Okrem toho sa termoregulácia uskutočňuje aj chladením, pretože pri prechode z jedného stavu agregácie do druhého sa musia vodíkové väzby prerušiť. A na to, ako už bolo spomenuté, je potrebný veľký výdaj energie.

hydrostatický skelet

Tým sa úloha vody v živote bunky nekončí. Hlavná telesná tekutina má ďalšiu vlastnosť: prakticky sa nestláča. Táto vlastnosť umožňuje vode hrať úlohu hydrostatického skeletu v bunke. Voda vytvára turgorový tlak, čím určuje také vlastnosti buniek a tkanív, ako je objem a elasticita. Ak sa pozriete na stromy, je ľahké pochopiť, aká je v tomto zmysle úloha vody v bunke. Zvyčajný tvar listov vytvára vysoký krvný tlak v bunkách. Podobných príkladov je v organickom svete veľa. Napríklad známy tvar medúzy alebo škrkavky podporuje aj hydrostatická kostra.

Strata vody bunkami vedie k opačným procesom. Začína sa zmena tvaru: listy vädnú, plody scvrkávajú, šupka stráca pružnosť.

Účasť na preprave látok

Molekuly vody sa prostredníctvom vodíkových väzieb dokážu spájať nielen navzájom, ale aj s inými látkami. V dôsledku tejto interakcie sa zdá, že hrá významnú úlohu pri transporte látok v tele. Takže dôsledkom súdržnosti (adhézie molekúl pri pôsobení av prípade vody - pomocou vodíkových väzieb) je pohyb živiny v kapilárach rastlín. Vďaka rovnakej vlastnosti sa voda dostáva do rastliny z pôdy cez koreňové vlásky.

Tiež sila povrchového napätia umožňuje kapilárny prietok krvi u zvierat a ľudí. Voda sa podieľa na pohybe látok a odstraňovaní produktov rozkladu z tela.

Ukazuje sa, že odpoveď na otázku "aká je úloha vody v bunke?" celkom jednoznačný - je obrovský. Vďaka základným vlastnostiam molekulárnej štruktúry tejto kvapaliny sú možné všetky hlavné procesy, bez ktorých je život nemysliteľný. Voda pomáha zvyšovať reaktivitu látok, udržuje tvar buniek a orgánov, podieľa sa na ich zabezpečení všetkým potrebným a je súčasťou mnohých chemických reakcií. Voda je zdrojom života a toto rozhodne nie je metafora. Sú s ním spojené všetky hlavné metabolické procesy, je tiež základom interakcie rôznych zlúčenín.

Práve kvôli týmto vlastnostiam je voda látkou, ktorá sa hľadá v prvom rade pri štúdiu iných planét v snahe pochopiť, či sú vhodné pre život.