Κυριολεκτικά από την παιδική ηλικία, όλοι γνωρίζουνότι το νερό παίζει πολύ σημαντικό ρόλο για εμάς. Υγιεινή, καθαρισμός, πόσιμο - καθένα από αυτά τα βασικά στοιχεία της ζωής σχετίζεται με το νερό. Μελετώντας σταδιακά τον κόσμο, το παιδί μαθαίνει για το ρόλο του νερού στο κελί. Ίσως, μόνο από αυτή τη στιγμή γίνεται σαφές πόσο μεγάλη είναι η σημασία της: η ίδια η ζωή είναι αδιανόητη χωρίς νερό. Χάρη στις ιδιότητές του, καθιστά δυνατή τη λειτουργία πολύπλοκων οργανισμών.
Ο ρόλος του νερού στην κυτταρική ζωή σχετίζεται άμεσα μεχαρακτηριστικά της δομής του. Όλοι γνωρίζουν τη φόρμουλα του κύριου υγρού του σώματός μας. Κάθε μόριο νερού αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου. Συνδυάζονται σε ένα ενιαίο σύνολο λόγω πολικών ομοιοπολικών δεσμών, με βάση το σχηματισμό ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων δύο ατόμων. Χαρακτηριστικό γνώρισμα των μορίων του νερού είναι η ηλεκτρική ασυμμετρία του. Το άτομο οξυγόνου είναι πιο ηλεκτροαρνητικό · προσελκύει τα ηλεκτρόνια των ατόμων υδρογόνου πιο έντονα. Η συνέπεια αυτού είναι η μετατόπιση των γενικών ζευγών ηλεκτρονίων προς το άτομο οξυγόνου.
Από ποιον ρόλο εξαρτάται το νερό στο κύτταροχαρακτηριστικά εγγενή σε αυτήν την ουσία. Ως αποτέλεσμα της μετατόπισης του κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων, αποκτά πόλωση. Το μόριο νερού χαρακτηρίζεται από την παρουσία δύο πόλων: κάθε άτομο υδρογόνου έχει μερικώς θετικό φορτίο και οξυγόνο - μερικώς αρνητικό. Μαζί δημιουργούν ένα ουδέτερο μόριο.
Έτσι, κάθε δομική μονάδα νερούαντιπροσωπεύει ένα δίπολο. Το δομικό χαρακτηριστικό του μορίου καθορίζει επίσης τη φύση του δεσμού μεταξύ γειτονικών δομών. Το μερικώς αρνητικό άτομο οξυγόνου προσελκύεται από τα άτομα υδρογόνου άλλων μορίων. Οι λεγόμενοι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται μεταξύ τους. Κάθε μόριο νερού επιδιώκει να δεσμευτεί με παρόμοιο τρόπο με τους τέσσερις γείτονές του. Όλες αυτές οι δομικές αποχρώσεις καθορίζουν τον βιολογικό ρόλο του νερού στο κύτταρο.
Οι δεσμοί υδρογόνου είναι χαρακτηριστικοί των μορίων του νερούπροσδιορίστε πολλές από τις ιδιότητές του. Οι δεσμοί μεταξύ ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου είναι ιδιαίτερα ισχυροί, δηλαδή, για να τα σπάσετε, πρέπει να ξοδέψετε μια εντυπωσιακή ποσότητα ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, το νερό έχει υψηλό σημείο βρασμού, καθώς και τήξη και εξάτμιση. Μεταξύ παρόμοιων ουσιών, το νερό είναι η μόνη ουσία που υπάρχει στη Γη ταυτόχρονα σε τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης. Ο ρόλος του νερού στο κελί βασίζεται σε αυτό το χαρακτηριστικό.
Η εγγενής ικανότητα σχηματισμού σωματιδίων νερούΗ σύνδεση υδρογόνου επιτρέπει στο κύριο σωματικό υγρό να διαλύσει πολλές ενώσεις. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται υδρόφιλες, δηλαδή «φιλικές» στο νερό. Αυτές περιλαμβάνουν ιοντικές ενώσεις: άλατα, βάσεις και οξέα. Ο αριθμός των υδρόφιλων ουσιών περιλαμβάνει μη ιονικές ενώσεις με πολικότητα. Τα μόρια τους περιέχουν φορτισμένες ομάδες. Αυτά είναι αμινοξέα, σάκχαρα, απλές αλκοόλες και μερικές άλλες ενώσεις.
Ο ρόλος του νερού στη ζωή ενός κυττάρου μειώνεται σεδημιουργία του περιβάλλοντος που είναι απαραίτητο για την επιτάχυνση όλων των αντιδράσεων. Μια λύση είναι μια κατάσταση ύλης στην οποία όλα τα μόριά της μπορούν να κινούνται πολύ πιο ελεύθερα, δηλαδή, η ικανότητα αντίδρασης γίνεται πολύ υψηλότερη από ό, τι στη συνήθη μορφή.
Χάρη σε αυτές τις ιδιότητες, το νερό έχει γίνειτο κύριο μέσο για τη συντριπτική πλειοψηφία των χημικών αντιδράσεων. Επιπλέον, για παράδειγμα, η υδρόλυση και το σύνολο των διαδικασιών οξειδοαναγωγής πραγματοποιούνται μόνο με την άμεση συμμετοχή του κύριου υγρού του κυττάρου.
Ο τεράστιος ρόλος του νερού στη ζωή του κυττάρουαδιάψευστος. Συμμετέχει σε όλες τις σημαντικές διαδικασίες. Για παράδειγμα, το νερό είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. Ένα από τα στάδια του, η φωτολύση του νερού, συνίσταται στον διαχωρισμό των ατόμων υδρογόνου και την ενσωμάτωσή τους στις προκύπτουσες οργανικές ενώσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, απελευθερωμένο οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
Ο ρόλος του νερού στο κύτταρο ανθρώπων και ζώων σχετίζεται μεήδη ονομάζεται υδρόλυση, καταστροφή ουσιών με την προσθήκη νερού. Μία από τις πιο σημαντικές αντιδράσεις αυτού του είδους στο κύτταρο είναι η διάσπαση του μορίου ΑΤΡ, η οποία συμβαίνει με την απελευθέρωση ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται για άλλες ζωτικές διαδικασίες.
Μερικές πρωτεΐνες, καθώς και λίπη και νουκλεϊκά οξέαΤα οξέα δεν διαλύονται καθόλου στο νερό, ή αυτή η διαδικασία είναι πολύ δύσκολη. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται υδρόφοβες, δηλαδή «φοβούνται» το νερό. Ο ρόλος του νερού στο κύτταρο και στο σώμα σχετίζεται επίσης με την αλληλεπίδρασή του με τέτοιες ενώσεις.
Τα μόρια νερού είναι ικανά να διαχωρίζουν υδρόφοβαουσίες από το ίδιο το υγρό. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται οι λεγόμενες διεπαφές. Πολλές χημικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται σε αυτές. Λοιπόν, χάρη στην αλληλεπίδραση των φωσφολιπιδίων που αποτελούν την κυτταρική μεμβράνη σχηματίζεται μια διπλή στιβάδα λιπιδίων με νερό.
Ο βιολογικός ρόλος του νερού στο κύτταρο είναι επίσηςτη συμμετοχή του στη θερμορυθμιστική ρύθμιση. Η θερμική ικανότητα του νερού είναι αρκετά υψηλή. Αυτό σημαίνει ότι όταν απορροφά μια εντυπωσιακή θερμική ενέργεια, η θερμοκρασία του νερού δεν αλλάζει σημαντικά. Αυτό το χαρακτηριστικό συμβάλλει στη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας μέσα στο κελί, η οποία είναι απαραίτητη για την κανονική πορεία πολλών διαδικασιών και τη διατήρηση της σταθερότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα του νερού είναιθερμική αγωγιμότητα. Βοηθά επίσης στη διατήρηση ενός συνεπούς εσωτερικού περιβάλλοντος. Το νερό είναι σε θέση να μεταφέρει μια εντυπωσιακή ποσότητα θερμότητας από την περιοχή του σώματος όπου είναι υπερβολική, σε εκείνα τα κύτταρα και τους ιστούς που το λείπουν.
Επιπλέον, πραγματοποιείται θερμορύθμιση γιαεξάτμιση νερού. Η ψύξη συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι κατά τη μετάβαση από τη μία κατάσταση συσσωμάτωσης στην άλλη, οι δεσμοί υδρογόνου πρέπει να καταστραφούν. Και για αυτό, όπως ήδη αναφέρθηκε, απαιτείται υψηλό ενεργειακό κόστος.
Ο ρόλος του νερού στην κυτταρική ζωή δεν τελειώνει εκεί.Το κύριο υγρό σώματος έχει μια άλλη ιδιότητα: πρακτικά δεν συμπιέζεται. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στο νερό να παίζει το ρόλο ενός υδροστατικού σκελετού στο κελί. Το νερό δημιουργεί πίεση turgor, προσδιορίζοντας έτσι ιδιότητες κυττάρων και ιστών όπως ο όγκος και η ελαστικότητα. Είναι εύκολο να καταλάβουμε ποιος είναι ο ρόλος του νερού σε ένα κελί με αυτήν την έννοια, αν κοιτάξετε τα δέντρα. Το συνηθισμένο σχήμα των φύλλων δημιουργείται από την αυξημένη πίεση στα κύτταρα. Υπάρχουν πολλά παρόμοια παραδείγματα στον οργανικό κόσμο. Για παράδειγμα, η γνωστή μορφή μέδουσα ή σκουλήκια υποστηρίζεται επίσης από έναν υδροστατικό σκελετό.
Μόρια νερού που χρησιμοποιούν δεσμούς υδρογόνουικανός να συνδεθεί όχι μόνο μεταξύ τους, αλλά και με άλλες ουσίες. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, εμφανίζεται επιφανειακή τάση, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στη μεταφορά ουσιών στο σώμα. Έτσι, η συνέπεια της συνοχής (πρόσφυση μορίων υπό τη δράση της δύναμης έλξης, και στην περίπτωση του νερού - με τη βοήθεια δεσμών υδρογόνου) είναι η μετακίνηση θρεπτικών ουσιών στα τριχοειδή φυτά. Χάρη στην ίδια ιδιότητα, το νερό εισέρχεται από το έδαφος μέσω των τριχών της ρίζας στο φυτό.
Επίσης, η δύναμη της επιφανειακής τάσης επιτρέπει τη ροή του τριχοειδούς αίματος σε ζώα και ανθρώπους. Το νερό εμπλέκεται στην κυκλοφορία των ουσιών και στην εξάλειψη των προϊόντων αποσύνθεσης από το σώμα.
Αποδεικνύεται ότι η απάντηση στην ερώτηση «ποιος είναι ο ρόλος του νερούσε κλουβί; " αρκετά ξεκάθαρο - είναι τεράστιο. Χάρη στις βασικές ιδιότητες της μοριακής δομής αυτού του υγρού, όλες οι βασικές διεργασίες είναι δυνατές χωρίς την οποία η ζωή είναι αδιανόητη. Το νερό βοηθά στην αύξηση της αντιδραστικότητας των ουσιών, διατηρεί το σχήμα των κυττάρων και των οργάνων, συμμετέχει στην παροχή όλων των απαραίτητων, αποτελεί μέρος πολλών χημικών αντιδράσεων. Το νερό είναι η πηγή της ζωής και σίγουρα δεν είναι μια μεταφορά. Όλες οι κύριες μεταβολικές διεργασίες σχετίζονται με αυτό, βασίζεται επίσης στην αλληλεπίδραση διαφόρων ενώσεων.
