Яка роль води в клітині людини

Буквально з самого дитинства кожна людина знає, що вода для нас відіграє дуже важливу роль. Гігієна, прибирання, пиття - кожен з цих невід`ємних елементів життя пов`язаний з водою. Поступово вивчаючи світ, дитина дізнається і про те, яка роль води в клітині. Мабуть, тільки з цього моменту стає зрозумілим, наскільки велике її значення: без води немислима саме життя. Завдяки своїм властивостям вона уможливлює функціонування складних організмів.

Будова молекули

Роль води в житті клітини безпосередньо пов`язана з особливостями її структури. Всім відома формула головною рідини нашого організму. Кожна молекула води складається з одного атома кисню і двох атомів водню. З`єднуються вони в єдине ціле завдяки полярним ковалентним зв`язкам, заснованим на освіту загальної електронної пари у двох атомів. Характерною особливістю молекул води є її електрична асиметрія. Атом кисню більш електронегативний, він сильніший притягує електрони атомів водню. Наслідок цього - зміщення загальних пар електронів у бік атома кисню.

Диполь

Те, яка роль води в клітці, залежить від особливостей, властивих цій речовині. В результаті зсуву загальної пари електронів вона набуває поляризованность. Для молекули води характерна наявність двох полюсів: кожен атом водню володіє частково позитивним зарядом, а кисню - частково негативним. Разом вони створюють нейтральну молекулу.

Таким чином, кожна структурна одиниця води являє собою диполь. Особливість будови молекули визначає і характер зв`язку між сусідніми структурами. Частково негативний атом кисню притягається атомами водню інших молекул. Між ними утворюються так звані водневі зв`язки. Кожна молекула води прагне зв`язатися подібним чином з чотирма своїми сусідками. Всіма названими нюансами будови визначається біологічна роль води в клітині.

Особливості

Водневі зв`язки, характерні для молекул води, визначають багато її властивості. З`єднання між атомами кисню і водню володіють особливою міцністю, тобто для того, щоб їх розірвати, необхідно затратити значну кількість енергії. В результаті вода володіє високою температурою кипіння, а також плавлення і пароутворення. Серед подібних собі речовин вода - єдине речовина, присутня на Землі одночасно в трьох агрегатних станах. Те, яка роль води в клітці, засновано і на цій її особливості.

Взаємодія з гідрофільними речовинами

Властива часткам води здатність до утворення водневих зв`язків дозволяє основний рідини організму розчиняти багато з`єднання. Такі речовини отримали назву гідрофільних, тобто "дружніх" воді. До них відносяться іонні з`єднання: солі, підстави і кислоти. У число гідрофільних речовин входять і неіонні сполуки, які мають полярністю. Їх молекули містять заряджені групи. Це амінокислоти, цукру, прості спирти і деякі інші сполуки.
Роль води в життєдіяльності клітини зводиться до створення середовища, необхідної для прискорення всіх реакцій. Розчин являє собою такий стан речовини, у якому всі його молекули можуть рухатися набагато вільніше, тобто значно вище стає здатність вступати в реакцію, ніж у звичайному вигляді.

Завдяки таким своїм властивостям вода стала основним середовищем для протікання переважної більшості хімічних реакцій. Більше того, наприклад, гідроліз і весь набір окислювально-відновних процесів здійснюються тільки за безпосередньої участі головної рідини клітини.

Реагент

Величезна роль води в життєдіяльності клітини незаперечна. Вона бере участь у всіх важливих процесах. Наприклад, вода необхідна для фотосинтезу. Один з його етапів, фотоліз води, полягає у відділенні атомів водню і включення їх в утворюються органічні сполуки. При цьому в атмосферу виділяється звільнився кисень.

Роль води в клітині людини і тварин пов`язана з уже названих гідролізом, руйнуванням речовин з приєднанням води. Однією з найважливіших реакцій подібного роду в клітці є розпад молекули АТФ, що відбувається з виділенням енергії, яка використовується для інших життєво важливих процесів.

Взаємодія з гідрофобними речовинами

Деякі білки, а також жири і нуклеїнові кислоти не розчиняються у воді зовсім, або ж цей процес протікає дуже важко. Такі речовини отримали назву гідрофобних, тобто «жахався» води. Роль води в клітині і організмі пов`язана і з взаємодією її з подібними сполуками.

Молекули води здатні відокремлювати гідрофобні речовини від самої рідини. В результаті утворюються так звані поверхні розділу. На них здійснюються багато хімічні реакції. Так, саме завдяки взаємодії фосфоліпідів, з яких складається клітинна мембрана, з водою утворюється ліпідний бішар.

Теплоємність

Біологічна роль води в клітині полягає і в її участі в терморегуляції. Теплоємність води досить висока. Це означає, що при поглинанні значної кількості теплової енергії температура води змінюється незначно. Така її характеристика сприяє підтримці постійної температури всередині клітини, що необхідно для нормального протікання багатьох процесів і підтримання сталості внутрішнього середовища.

Рівномірний розподіл тепла

Ще одна характерна особливість води - теплопровідність. Вона також сприяє підтримці сталості внутрішнього середовища. Вода здатна переносити значну кількість теплоти з дільниці організму, де вона в надлишку, до тих клітинам і тканинам, яким її не вистачає.

Крім того, терморегуляція здійснюється і за рахунок випаровування води. Охолодження відбувається через те, що при переході з одного агрегатного стану в інший повинні зруйнуватися водневі зв`язки. А для цього, як уже говорилося, потрібні великі витрати енергії.

Гідростатичний скелет

Роль води в житті клітини на цьому не закінчується. Основна рідина організму володіє ще однією властивістю: вона практично не стискається. Така характеристика дозволяє воді грати роль гідростатичного скелета в клітці. Вода створює тургорное тиск, тим самим визначаючи такі властивості клітин і тканин, як об`ємність і пружність. Легко зрозуміти, яка роль води в клітині в цьому сенсі, якщо подивитися на дерева. Звична форма листя створюється за рахунок підвищеного тиску в клітинах. Подібних прикладів в органічному світі маса. Наприклад, знайома всім форма медуз або круглих черв`яків підтримується також за рахунок гідростатичного скелета. Втрата води клітинами, відповідно, призводить до зворотних процесів. Починається зміна форми: листя в`януть, плоди зморщуються, шкіра втрачає пружність.

Участь у транспортуванні речовин

Молекули води за допомогою водневих зв`язків здатні з`єднуватися не тільки один з одним, але і з іншими речовинами. У результаті такої взаємодії з`являється поверхневий натяг, відіграватиме значну роль в транспорті речовин в організмі. Так, наслідком когезии (зчеплення молекул під дією сили тяжіння, а в разі води - за допомогою водневих зв`язків) є переміщення поживних речовин в капілярах рослин. Завдяки цьому ж властивості вода потрапляє з ґрунту через кореневі волоски в рослину.

Також сила поверхневого натягу робить можливим капілярний кровообіг у тварин і людини. Вода бере участь у переміщенні речовин і виведенні з організму продуктів розпаду.

Виходить, що відповідь на питання «яка роль води в клітині?» Досить однозначна - вона величезна. Завдяки основних властивостей молекулярної будови цієї рідини можливі всі основні процеси, без яких життя немислиме. Вода сприяє підвищенню реакційної здатності речовин, підтримує форму клітин і органів, бере участь у їх забезпеченні всім необхідним, є частиною багатьох хімічних реакцій. Вода - джерело життя і це, безумовно, не метафора. Всі головні процеси обміну речовин пов`язані з нею, вона ж лежить в основі взаємодії різних сполук. Саме через подібні властивостей вода є тим речовиною, яка шукають в першу чергу під час дослідження інших планет в спробі зрозуміти, чи придатні вони для життя.