Hücre için suyun önemi. suyun hücredeki rolü. Suyun ısıl iletkenliği ve ısı kapasitesi nedir

Yapısı nedeniyle su, herhangi bir hücrenin yaşamında önemli bir rol oynar. Metabolik işlemlerden, termoregülasyondan sorumludur, maddelerin taşınmasını sağlar ve hücresel yapıyı korur. Vücudumuz, hücrelerimizin yaşamı sayesinde yaşar. Ve su molekülünün eşsiz yapısı ve özellikleri sayesinde içlerindeki yaşam desteklenir. Kantitatif bileşim ile su, herhangi bir hücrenin bileşiminde ilk sırada yer alır.

Dokularda su bulunması

Su dokularımızda eşit olmayan bir şekilde dağılır.

Kas dokusu - %65

Kemik dokusu - %22

Yağ dokusu - %99

Kan - %83

Gözün vitreus gövdesi - %99

Beyin dokusu - %85

Diş minesi -0.2%

Suyun kimyasal reaksiyonlara katılımı

Kimyasal bir bakış açısından, hücrelerdeki su, hücrelerin akışı için gerekli katalizördür. çeşitli süreçler. Bir reaktif olarak su, vücut hücrelerinin içinde meydana gelen birçok kimyasal reaksiyonda yer alır. Su, hidroliz sürecine dahil olur (bir su molekülünün eklenmesiyle yıkım). Yiyecekler sindirildiğinde yağlar, proteinler ve karbonhidratlar hidrolize olur ve hücrelerin hayati aktivitesini sağlayan enerji açığa çıkar. Tuzların hidrolizinde su, elektron ve proton kaynağıdır.

Hücre içi süreçlerin gerçekleşmesi için suyun iki özelliği gereklidir - hidrojen bağları oluşturma yeteneği ve tersinir iyonlaşma.

Maddelerin taşınması

Vücut hücrelerinde taşıma işlevini yerine getiren sudur. Su molekülleri, hücrenin atık ürünlerinin atılım süreçlerinde yer alır. Özellikleri nedeniyle, su molekülleri hücreler arası boşluğa nüfuz ederek hücrelere besinleri getirebilir.

Su, kan ve lenfin ana bileşenidir. Eksikliği ile damar kırılgan hale gelir ve kan kalınlaşır. Bu lokal kanamalara ve tromboza yol açar.

Hücresel yapının bakımı

Sıvı su neredeyse sıkıştırılamaz. Bu özellik, su moleküllerinin hücrenin yapısını korumasını sağlar, ayrıca optimal hücre içi basıncı oluşturur. Bu organ ve dokuların kalıcı bir yapısını sağlar.

Termoregülasyonda suyun rolü

Su molekülü, vücut hücrelerinin içinde sabit bir sıcaklığı korumasını sağlayacak yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir. Ek olarak, yağlar parçalandığında, sıcaklığın korunmasına da giden büyük miktarda enerji açığa çıkar.

Hücrenin içindeki su

Vücut hücrelerinde su iki halde bulunur:

1 Protein molekülleri ile ilişkili %-4-5. Bu tür bağlara solvat denir, protein moleküllerinin etrafında bir kabuk oluşturarak etkileşimlerini engellerler. Fiziksel ve fiziksel olarak kimyasal bileşim solvat suyu, serbest sudan keskin bir şekilde farklıdır. Tuzları çözmez ve donma noktası -40C'dir.

2 Bedava su. %95'tir ve yukarıdaki süreçlerin hepsinde yer alır.

Okuldan hayatımızın su olmadan imkansız olduğunu biliyoruz. Kişi %3 su kaybı ile susamış hisseder, %20 kaybederse hücre ölümü gerçekleşir. Bu vücudun ölümüne yol açacaktır. Kullandığınız su miktarını ve kalitesini takip edin.

Suyun özellikleri ve hücredeki rolü:

Hücrenin maddeleri arasında ilk sırada su bulunur. Hücrenin kütlesinin yaklaşık %80'ini oluşturur. Su, canlı organizmalar için iki kat önemlidir, çünkü sadece hücrelerin bir bileşeni olarak değil, birçokları için ve bir yaşam alanı olarak gereklidir.

1. Su belirler fiziksel özellikler hücreler - hacmi, esnekliği.

2. Birçok kimyasal işlem yalnızca sulu çözelti.

3. Su iyi bir çözücüdür: Birçok madde hücreye sulu bir çözeltide dış ortamdan girer ve sulu bir çözeltide atık ürünler hücreden uzaklaştırılır.

4. Suyun ısı kapasitesi ve ısıl iletkenliği yüksektir.

5. Suyun kendine has bir özelliği vardır: +4 dereceden 0 dereceye soğutulduğunda genleşir. Bu nedenle buz, sıvı sudan daha hafiftir ve yüzeyinde kalır. Bu, su ortamında yaşayan organizmalar için çok önemlidir.

6. Su iyi bir kayganlaştırıcı olabilir.

Suyun biyolojik rolü, moleküllerinin küçük boyutu, polariteleri ve hidrojen bağları ile birbirleriyle birleşme yeteneği ile belirlenir.

Suyun biyolojik işlevleri:

Ulaşım. Su, hücre ve vücuttaki maddelerin hareketini, maddelerin emilimini ve metabolik ürünlerin atılımını sağlar. Doğada su, atık ürünleri toprağa ve su kütlelerine taşır.

metabolik. Su tüm bio için ortamdır kimyasal reaksiyonlar, fotosentezde bir elektron donörü; makromoleküllerin monomerlerine hidrolizi için gereklidir.

su, vücutta kayganlaştırıcı sıvıların ve mukusun, sırların ve meyve sularının oluşumunda rol oynar.

Çok az istisna dışında (kemik ve diş minesi), su hücrenin baskın bileşenidir. Fizyolojik süreçler yalnızca su ortamında meydana geldiğinden, hücrenin metabolizması (değişimi) için su gereklidir. Su molekülleri, hücrenin birçok enzimatik reaksiyonunda yer alır. Örneğin, proteinlerin, karbonhidratların ve diğer maddelerin parçalanması, enzimler tarafından katalize edilen su ile etkileşimlerinin bir sonucu olarak meydana gelir. Bu tür reaksiyonlara hidroliz reaksiyonları denir.

Su, fotosentez sırasında bir hidrojen iyonu kaynağı olarak hizmet eder. Hücrede su, serbest ve bağlı olmak üzere iki şekilde bulunur. Serbest su, hücredeki tüm suyun %95'ini oluşturur ve esas olarak bir çözücü olarak ve protoplazmanın kolloidal sistemi için bir dispersiyon ortamı olarak kullanılır. Tüm hücre suyunun sadece %4'ünü oluşturan bağlı su, proteinlere hidrojen bağlarıyla gevşek bir şekilde bağlanır.

Asimetrik yük dağılımı nedeniyle, su molekülü bir dipol görevi görür ve bu nedenle hem pozitif hem de negatif yüklü protein gruplarıyla bağlanabilir. Bir su molekülünün dipol özelliği, kendisini bir elektrik alanında yönlendirme, çeşitli moleküllere ve yük taşıyan molekül bölümlerine bağlanma yeteneğini açıklar. Bu, hidratların oluşumuyla sonuçlanır.

Su, yüksek ısı kapasitesi sayesinde ısıyı emer ve bu sayede hücrede ani sıcaklık dalgalanmalarının önüne geçer. Vücuttaki su içeriği, yaşına ve metabolik aktivitesine bağlıdır. Embriyoda en yüksektir (%90) ve yaşla birlikte giderek azalır. Farklı dokuların su içeriği, metabolik aktivitelerine bağlı olarak değişir. Örneğin, beynin gri maddesinde su %80'e kadar, kemiklerde ise %20'ye kadardır. Su, vücuttaki maddeleri (kan akışı, lenf, bitkilerin damarları yoluyla artan ve azalan çözelti akımları) ve hücrede hareket ettirmenin ana yoludur. Su, sürtünme yüzeylerinin olduğu her yerde (örneğin eklemlerde) gerekli olan bir "yağlayıcı" malzeme görevi görür. Suyun maksimum yoğunluğu 4°C'dedir. Bu nedenle yoğunluğu daha düşük olan buz, sudan daha hafiftir ve yüzeyinde yüzerek rezervuarı donmaktan korur. Suyun bu özelliği birçok su organizmasının hayatını kurtarır.

Hücredeki yüksek su içeriği, aktivitesi için en önemli koşuldur. Suyun büyük bir kısmının kaybıyla birlikte birçok organizma ölür ve çok sayıda tek hücreli ve hatta çok hücreli organizmalar geçici olarak tüm yaşam belirtilerini kaybeder. Bu duruma askıya alınmış animasyon denir. Hidrasyondan sonra hücreler uyanır ve tekrar aktif hale gelir.

Su molekülü elektriksel olarak nötrdür. Ancak molekül içindeki elektrik yükü eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır: hidrojen atomları bölgesinde (daha doğrusu protonlar), oksijenin bulunduğu bölgede pozitif yük hakimdir, negatif yük yoğunluğu daha yüksektir. Bu nedenle, bir su parçacığı bir dipoldür. Bir su molekülünün dipol özelliği, kendisini bir elektrik alanında yönlendirme, çeşitli moleküllere ve yük taşıyan molekül bölümlerine bağlanma yeteneğini açıklar. Sonuç olarak, hidratlar oluşur. Suyun hidrat oluşturma yeteneği, evrensel çözünme özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Su moleküllerinin bir maddenin moleküllerine olan çekim enerjisi, su molekülleri arasındaki çekim enerjisinden büyükse, madde çözünür. Buna bağlı olarak, suda yüksek oranda çözünür (örneğin, tuzlar, alkaliler, asitler vb.) ve hidrofobik (Yunanca hidros - su ve phobos - korku) maddeler olan hidrofilik (Yunanca hidros - su ve phileo - aşk) maddeler ayırt edilir. , suda çok az çözünür veya hiç çözünmez (yağlar, yağ benzeri maddeler, kauçuk vb.). Hücre zarlarının bileşimi, dış ortamdan hücrelere geçişi sınırlayan ve hücrenin bir bölümünden diğerine geçişi sınırlayan yağ benzeri maddeleri içerir.

Bir hücrede meydana gelen reaksiyonların çoğu sadece sulu bir çözeltide gerçekleşebilir. Su, birçok reaksiyonda doğrudan katılımcıdır. Örneğin, proteinlerin, karbonhidratların ve diğer maddelerin parçalanması, enzimler tarafından katalize edilen su ile etkileşimlerinin bir sonucu olarak meydana gelir. Bu tür reaksiyonlara hidroliz reaksiyonları (Yunanca hidros - su ve lizis - parçalanma) denir.

Su, yüksek bir ısı kapasitesine ve aynı zamanda sıvılar için nispeten yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Bu özellikler suyu hücre ve organizmanın termal dengesini korumak için ideal bir sıvı haline getirir.

Su, hücrenin biyokimyasal reaksiyonlarının akışı için ana ortamdır. Fotosentez sırasında salınan bir oksijen kaynağı ve karbondioksit asimilasyon ürünlerini geri yüklemek için kullanılan hidrojendir. Ve son olarak, su, vücuttaki (kan ve lenf akışı, bitkilerin damarları yoluyla artan ve azalan çözelti akımları) ve hücredeki maddeleri taşımanın ana yoludur.

Hücrede bulunan tüm bileşikler yaban hayatına özgü değildir. Su veya tuzlar gibi maddeler, canlıların dışında geniş çapta dağılmıştır. Ancak organizmalarda ve hayati aktivitelerinin ürünlerinde, yalnızca canlı hücrelere ve organizmalara özgü olan ve bu nedenle "organik maddeler" olarak adlandırılan çok sayıda karbon içeren madde uzun zamandır keşfedilmiştir.

10. sınıf öğrencileri için biyolojide ayrıntılı çözüm paragrafı § 7, yazarlar Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. 2014

gdz çalışma kitabı Biyolojide 10. sınıf için bulunabilir

1. Suyun yapısı nedir?

Yanıt vermek. Su molekülü açısal bir yapıya sahiptir: kurucu çekirdekleri, tabanında iki hidrojen olan ve üstte bir oksijen atomu olan bir ikizkenar üçgen oluşturur. nükleer O-N mesafeleri 0.1 nm'ye yakın, hidrojen atomlarının çekirdekleri arasındaki mesafe 0.15 nm'dir. Su molekülündeki oksijen atomunun dış elektron katmanını oluşturan altı elektrondan iki elektron çifti kovalent oluşturur. O-N bağlantıları, ve kalan dört elektron iki paylaşılmamış elektron çiftidir.

Su molekülü, kutuplarda pozitif ve negatif yükler içeren küçük bir dipoldür. Hidrojen çekirdeklerinin yakınında elektron yoğunluğu eksikliği vardır ve ters taraf moleküller, oksijen çekirdeğinin yakınında, fazla elektron yoğunluğu vardır. Su molekülünün polaritesini belirleyen bu yapıdır.

2. Farklı hücrelerde bulunan su miktarı (% olarak) nedir?

Su miktarı farklı doku ve organlarda değişir. Yani, beynin gri maddesindeki bir kişide içeriği% 85'tir ve kemik dokusu- %22. Vücuttaki en yüksek su içeriği embriyonik dönemde (%95) gözlenir ve yaşla birlikte giderek azalır.

Çeşitli bitki organlarındaki su içeriği oldukça geniş sınırlar içinde değişir. Çevre koşullarına, yaşına ve bitki türüne göre değişir. Böylece marul yapraklarındaki su içeriği %93-95, mısır - %75-77'dir. Bitkilerin farklı organlarında su miktarı aynı değildir: ayçiçeği yaprakları %80-83 su içerir, saplar - %87-89, kökler - %73-75. %6-11'e eşit su içeriği, esas olarak hayati süreçlerin engellendiği havada kuruyan tohumlar için tipiktir. Su, canlı hücrelerde, ksilemdeki ölü elementlerde ve hücreler arası boşluklarda bulunur. Hücreler arası boşluklarda su buhar halindedir. Yapraklar bir bitkinin ana buharlaşan organlarıdır. Bu bakımdan doğaldır ki en büyük sayı Su, yaprakların hücreler arası boşluklarını doldurur. Sıvı halde, su hücrenin çeşitli yerlerinde bulunur: hücre zarı, vakuol, sitoplazma. Vakuoller, içeriğinin %98'e ulaştığı hücrenin su bakımından en zengin kısmıdır. En yüksek su içeriğinde, sitoplazmadaki su içeriği %95'tir. En düşük su içeriği hücre zarlarının özelliğidir. kantitatif su içeriği hücre duvarları zor; Görünüşe göre, %30 ile %50 arasında değişiyor. Su şekilleri farklı parçalar bitki hücreleri de farklıdır.

3. Canlı organizmalarda suyun rolü nedir?

Yanıt vermek. Su, tüm canlı organizmaların baskın bileşenidir. Yapısal özellikleri nedeniyle benzersiz özelliklere sahiptir: su molekülleri bir dipol şeklindedir ve aralarında hidrojen bağları oluşur. Çoğu canlı organizmanın hücrelerindeki ortalama su içeriği yaklaşık %70'tir. Hücredeki su iki şekilde bulunur: serbest (tüm hücre suyunun %95'i) ve bağlı (proteinlerle ilişkili %4-5).

Su fonksiyonları:

1. Çözücü olarak su. Hücredeki birçok kimyasal reaksiyon iyoniktir, bu nedenle sadece su ortamında gerçekleşir. Suda çözünen maddelere hidrofilik (alkoller, şekerler, aldehitler, amino asitler), çözünmeyen - hidrofobik (yağ asitleri, selüloz) denir.

2. Reaktif olarak su. Su birçok kimyasal reaksiyonda yer alır: fotosentez sürecinde polimerizasyon reaksiyonları, hidroliz.

3. Taşıma işlevi. İçinde çözünmüş maddelerin su ile birlikte vücutta çeşitli yerlerine hareketi ve gereksiz ürünlerin vücuttan uzaklaştırılması.

4. Isı dengeleyici ve termostat olarak su. Bu işlev, suyun yüksek ısı kapasitesi gibi özelliklerinden kaynaklanmaktadır - ortamdaki önemli sıcaklık değişikliklerinin vücut üzerindeki etkisini yumuşatır; yüksek ısı iletkenliği - vücudun hacmi boyunca aynı sıcaklığı korumasını sağlar; yüksek buharlaşma ısısı - memelilerde terleme ve bitkilerde terleme sırasında vücudu soğutmak için kullanılır.

5. Yapısal işlev. Hücrelerin sitoplazması,% 60 ila 95 su içerir ve hücrelere normal şeklini veren odur. Bitkilerde su, turgoru (endoplazmik zarın esnekliğini) korur, bazı hayvanlarda hidrostatik iskelet (denizanası) görevi görür.

§ 7'den sonraki sorular

1. Su molekülünün yapısının özelliği nedir?

Yanıt vermek. Benzersiz özellikler su, molekülünün yapısı tarafından belirlenir. Su molekülü, polar kovalent bağlarla iki H atomuna bağlı bir O atomundan oluşur. Bir su molekülündeki elektronların karakteristik düzeni, ona elektriksel bir asimetri verir. Daha elektronegatif oksijen atomu, hidrojen atomlarının elektronlarını daha güçlü bir şekilde çeker ve bunun sonucunda su molekülündeki ortak elektron çiftleri ona doğru kaydırılır. Bu nedenle, su molekülü bir bütün olarak yüklü olmasa da, iki hidrojen atomunun her biri kısmen pozitif bir yüke (8+ ile gösterilir), oksijen atomu ise kısmen negatif bir yük (8-) taşır. Su molekülü polarizedir ve bir dipoldür (iki kutbu vardır).

Bir su molekülünün oksijen atomunun kısmen negatif yükü, diğer moleküllerin kısmen pozitif hidrojen atomları tarafından çekilir. Böylece, her su molekülü, dört komşu su molekülü ile hidrojen bağı yapma eğilimindedir.

2. Çözücü olarak suyun önemi nedir?

Yanıt vermek. Moleküllerin polaritesi ve hidrojen bağları oluşturma yeteneği nedeniyle su, iyonik bileşikleri (tuzları, asitleri, bazları) kolayca çözer. Suda ve bazı iyonik olmayan, ancak polar bileşiklerde, yani şekerler, basit alkoller, amino asitler gibi yüklü (polar) grupların bulunduğu molekülde iyi çözünür. Suda yüksek oranda çözünür olan maddelere hidrofilik denir (Yunanca hygros - ıslak ve philia - dostluk, eğim). Bir madde çözeltiye girdiğinde molekülleri veya iyonları daha serbest hareket edebilir ve bu nedenle maddenin reaktivitesi artar. Bu, suyun neden çoğu kimyasal reaksiyonun gerçekleştiği ana ortam olduğunu ve tüm hidroliz reaksiyonlarının ve çok sayıda redoks reaksiyonunun suyun doğrudan katılımıyla gerçekleştiğini açıklar.

Suda zayıf veya tamamen çözünmeyen maddelere hidrofobik (Yunanca phobos - korkudan) denir. Bunlara yağlar, nükleik asitler, bazı proteinler ve polisakkaritler dahildir. Bu tür maddeler, üzerinde birçok kimyasal reaksiyonun meydana geldiği su ile arayüzler oluşturabilir. Bu nedenle suyun polar olmayan maddeleri çözmemesi canlılar için de çok önemlidir. Suyun fizyolojik olarak önemli özelliklerinden biri de gazları (O2, CO2, vb.) çözme yeteneğidir.

3. Suyun ısıl iletkenliği ve ısı kapasitesi nedir?

Yanıt vermek. Su, yüksek bir ısı kapasitesine, yani kendi sıcaklığında minimum bir artışla termal enerjiyi emme yeteneğine sahiptir. Suyun yüksek ısı kapasitesi, vücut dokularını sıcaklıktaki hızlı ve güçlü bir artıştan korur. Birçok organizma suyu buharlaştırarak (bitkilerde terleme, hayvanlarda terleme) kendilerini soğutur.

4. Su neden bir hücre için ideal bir sıvıdır?

Yanıt vermek. Hücredeki yüksek su içeriği, aktivitesi için en önemli koşuldur. Suyun büyük bir bölümünün kaybıyla birlikte birçok organizma ölür ve çok sayıda tek hücreli ve hatta çok hücreli organizmalar geçici olarak tüm yaşam belirtilerini kaybeder. Bu duruma askıya alınmış animasyon denir. Hidrasyondan sonra hücreler uyanır ve tekrar aktif hale gelir.

5. Suyun hücredeki rolü nedir

Hücre elastikiyetinin sağlanması. Hücre tarafından su kaybının sonuçları, yaprakların solması, meyvelerin kuruması;

Maddelerin suda çözünmesi nedeniyle kimyasal reaksiyonların hızlanması;

Maddelerin hareketini sağlama: Çoğu maddenin hücre içine girmesi ve çözelti halinde hücreden uzaklaştırılması;

Birçoğunun dağılmasını sağlamak kimyasal maddeler(bir takım tuzlar, şekerler);

Bir dizi kimyasal reaksiyona katılım;

Yavaş ısıtma ve yavaş soğutma yeteneği nedeniyle termoregülasyon sürecine katılım.

6. Ne yapısal ve fizikokimyasal özellikler su hücredeki biyolojik rolünü belirler?

Yanıt vermek. Suyun yapısal fiziksel ve kimyasal özellikleri biyolojik fonksiyonlarını belirler.

Su iyi bir çözücüdür. Moleküllerin polaritesi ve hidrojen bağları oluşturma yeteneği nedeniyle su, iyonik bileşikleri (tuzları, asitleri, bazları) kolayca çözer.

Su, yüksek bir ısı kapasitesine, yani kendi sıcaklığında minimum bir artışla termal enerjiyi emme yeteneğine sahiptir. Suyun yüksek ısı kapasitesi, vücut dokularını sıcaklıktaki hızlı ve güçlü bir artıştan korur. Birçok organizma suyu buharlaştırarak (bitkilerde terleme, hayvanlarda terleme) kendilerini soğutur.

Su ayrıca yüksek ısı iletkenliğine sahiptir ve ısının vücutta eşit dağılımını sağlar. Sonuç olarak, yüksek özgül ısı kapasitesi ve yüksek ısıl iletkenliği, suyu hücre ve organizmanın ısıl dengesini korumak için ideal bir sıvı haline getirir.

Su pratik olarak sıkışmaz, turgor basıncı oluşturur, hücrelerin ve dokuların hacmini ve elastikiyetini belirler. Yani yuvarlak solucanların, denizanalarının ve diğer organizmaların şeklini koruyan hidrostatik iskelettir.

Su, biyolojik sistemler için su molekülleri ve diğer maddelerin molekülleri arasında hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle ortaya çıkan yüzey gerilimi kuvvetinin optimal değeri ile karakterize edilir. Yüzey gerilimi kuvveti nedeniyle, bitkilerde artan ve azalan çözelti akımları, kılcal kan akışı meydana gelir.

Bazı biyokimyasal işlemlerde su bir substrat görevi görür.

Kelimenin tam anlamıyla çocukluktan beri her insan suyun bizim için çok önemli bir rol oynadığını bilir. Hijyen, temizlik, içme - yaşamın bu temel unsurlarının her biri suyla ilişkilidir. Yavaş yavaş dünyayı inceleyen çocuk, suyun hücredeki rolünü öğrenir. Belki de ancak bu andan itibaren öneminin ne kadar büyük olduğu anlaşılır: Yaşamın kendisi su olmadan düşünülemez. Özellikleri nedeniyle karmaşık organizmaların işleyişini mümkün kılar.

Molekülün yapısı

Suyun bir hücrenin yaşamındaki rolü, yapısının özellikleri ile doğrudan ilgilidir. Vücudumuzun ana sıvısının formülünü herkes bilir. Her biri bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomundan oluşur. İki atomda ortak bir elektron çiftinin oluşumuna dayanan polar olanlar sayesinde tek bir bütün halinde bağlanırlar. Su moleküllerinin karakteristik bir özelliği, elektriksel asimetrisidir. Oksijen atomu daha elektronegatiftir, hidrojen atomlarının elektronlarını daha güçlü bir şekilde çeker. Bunun sonucu, ortak elektron çiftlerinin oksijen atomuna doğru yer değiştirmesidir.

dipol

Suyun hücredeki rolü, bu maddenin doğasında bulunan özelliklere bağlıdır. Ortak bir elektron çiftinin yer değiştirmesinin bir sonucu olarak, polarizasyon kazanır. Su molekülü iki kutbun varlığı ile karakterize edilir: her hidrojen atomu kısmen pozitif yüke ve oksijen kısmen negatif yüke sahiptir. Birlikte nötr bir molekül oluştururlar.

Böylece, her yapısal birim su bir dipoldür. Molekül yapısının özelliği, komşu yapılar arasındaki bağın doğasını da belirler. Kısmen negatif oksijen atomu, diğer moleküllerin hidrojen atomlarına çekilir. Aralarında sözde hidrojen bağları oluşur. Her su molekülü, komşularından dördü ile bu şekilde bağlanma eğilimindedir. Yapının tüm bu nüansları, suyun hücredeki biyolojik rolünü belirler.

özellikler

Su moleküllerinin karakteristik hidrojen bağları, özelliklerinin çoğunu belirler. Oksijen ve hidrojen atomları arasındaki bağlar özellikle güçlüdür, yani onları kırmak için etkileyici miktarda enerji harcamak gerekir. Sonuç olarak, su var Yüksek sıcaklık kaynama, ayrıca erime ve buharlaşma. Benzer maddeler arasında su, Dünya'da aynı anda üç kümelenme durumunda bulunan tek maddedir. Suyun hücredeki rolü nedir bu özelliğinden yola çıkılır.

Hidrofilik maddelerle etkileşim

Su parçacıklarının doğal hidrojen bağları oluşturma yeteneği, vücudun baz sıvısının birçok bileşiği çözmesine izin verir. Bu tür maddelere hidrofilik, yani suya "dost" denir. Bunlar iyonik bileşikleri içerir: tuzlar, bazlar ve asitler. Hidrofilik maddeler ayrıca polariteye sahip iyonik olmayan bileşikleri de içerir. Molekülleri yüklü gruplar içerir. Bunlar amino asitler, şekerler, basit alkoller ve diğer bazı bileşiklerdir.
Suyun hücrenin yaşamındaki rolü, tüm reaksiyonları hızlandırmak için gerekli ortamı yaratmaya indirgenir. Çözelti, tüm moleküllerinin çok daha özgürce hareket edebildiği, yani tepkime yeteneğinin normal biçiminden çok daha yüksek olduğu bir madde halidir.

Bu özelliklerinden dolayı su, kimyasal reaksiyonların büyük çoğunluğu için ana ortam haline gelmiştir. Ayrıca, örneğin, hidroliz ve tüm redoks işlemleri seti, yalnızca ana hücre sıvısının doğrudan katılımıyla gerçekleştirilir.

reaktif

Suyun hücre yaşamındaki büyük rolü yadsınamaz. Tüm önemli süreçlere katılır. Örneğin, su fotosentez için gereklidir. Aşamalarından biri olan su fotolizi, hidrojen atomlarını ayırmaktan ve onları elde edilen organik bileşiklere dahil etmekten oluşur. Bu durumda açığa çıkan oksijen atmosfere salınır.

İnsan ve hayvanlar, daha önce bahsedilen hidroliz, su ilavesiyle maddelerin yok edilmesi ile ilişkilidir. Hücrede bu türden en önemli tepkimelerden biri de diğer yaşamsal süreçler için kullanılan enerjinin açığa çıkmasıyla oluşan ATP molekülünün parçalanmasıdır.

Hidrofobik maddelerle etkileşim

Bazı proteinler, yağlar ve nükleik asitler suda hiç çözünmezler veya bu işlem çok zordur. Bu tür maddelere hidrofobik, yani "korkan" su denir. Suyun hücre ve vücuttaki rolü, benzer bileşiklerle etkileşimi ile de ilişkilidir.

Su molekülleri sıvının kendisinden ayrılabilir. Sonuç olarak, sözde arayüzler oluşur. Birçok kimyasal reaksiyon gerçekleştirirler. Bu nedenle, hücre zarını oluşturan fosfolipidlerin etkileşimi nedeniyle, su ile bir lipid çift tabakası oluşur.

Isı kapasitesi

Hücre ayrıca termoregülasyona katılımında yatmaktadır. yeterince yüksek. Bu, önemli bir miktar emildiğinde, suyun sıcaklığının biraz değiştiği anlamına gelir. Bu özellik bakıma katkıda bulunur Sabit sıcaklık birçok işlemin normal seyri ve iç ortamın sabitliğini korumak için gerekli olan hücrenin içinde.

Düzgün ısı dağılımı

Bir tane daha göze çarpan özellik su - termal iletkenlik. Aynı zamanda iç ortamın sabitliğini korumaya da yardımcı olur. Su, vücudun fazla olduğu kısmından, eksik olan hücre ve dokulara etkileyici miktarda ısı aktarabilir.

Ek olarak, bir kümelenme durumundan diğerine geçiş sırasında hidrojen bağlarının kırılması gerektiğinden soğutma nedeniyle termoregülasyon da gerçekleştirilir. Ve bunun için, daha önce de belirtildiği gibi, büyük bir enerji harcaması gereklidir.

hidrostatik iskelet

Suyun hücrenin yaşamındaki rolü burada bitmiyor. Ana vücut sıvısının başka bir özelliği daha vardır: pratik olarak sıkıştırmaz. Bu özellik, suyun hücrede hidrostatik bir iskelet rolü oynamasına izin verir. Su, turgor basıncı yaratır, böylece hücre ve dokuların hacim ve elastikiyet gibi özelliklerini belirler. Ağaçlara bakarsanız, bu anlamda suyun hücredeki rolünün ne olduğunu anlamak kolaydır. Yaprakların alışılmış şekli, yüksek tansiyon hücrelerde. Organik dünyada buna benzer birçok örnek var. Örneğin, denizanasının veya yuvarlak solucanların tanıdık şekli de hidrostatik iskelet tarafından desteklenir.

Hücreler tarafından sırasıyla su kaybı, ters işlemlere yol açar. Şekilde bir değişiklik başlar: yapraklar kurur, meyveler büzülür, cilt elastikiyetini kaybeder.

Maddelerin taşınmasına katılım

Su molekülleri hidrojen bağları yoluyla sadece birbirleriyle değil, diğer maddelerle de birleşebilir. Bu etkileşim sonucunda vücuttaki maddelerin taşınmasında önemli rol oynadığı görülmektedir. Bu nedenle, kohezyonun bir sonucu (hareket altında ve su durumunda - hidrojen bağlarının yardımıyla moleküllerin yapışması) harekettir. besinler bitki kılcal damarlarında. Aynı özelliği sayesinde su, kök kılları vasıtasıyla topraktan bitkiye girer.

Ayrıca yüzey geriliminin kuvveti, hayvanlarda ve insanlarda kılcal kan akışını mümkün kılar. Su, maddelerin hareketinde ve çürüme ürünlerinin vücuttan atılmasında rol oynar.

"Hücrede suyun rolü nedir?" sorusunun yanıtı ortaya çıktı. oldukça açık - çok büyük. Bu sıvının moleküler yapısının temel özellikleri nedeniyle, yaşamın düşünülemeyeceği tüm ana işlemler mümkündür. Su, maddelerin reaktivitesini artırmaya yardımcı olur, hücre ve organların şeklini korur, gerekli her şeyle bunların sağlanmasına katılır ve birçok kimyasal reaksiyonun bir parçasıdır. Su yaşamın kaynağıdır ve bu kesinlikle bir metafor değildir. Tüm büyük metabolik süreçler onunla ilişkilidir, ayrıca çeşitli bileşiklerin etkileşiminin temelini oluşturur.

Bu özellikleri nedeniyle, diğer gezegenlerin yaşam için uygun olup olmadıklarını anlamaya çalışırken ilk olarak su aranır.