Visi žino, kad vanduo vaidina vieną iš svarbiausių vaidmenų žmogaus gyvenime ir kad be jo gyvenimas Žemėje neįsivaizduojamas. Tyrinėdami pasaulį ir studijuodami įvairius mokslus, žmonės sužino, koks yra vandens biologinis vaidmuo ląstelėje ir koks vanduo svarbus bet kokių organizmų funkcionavimui.
Vanduo (molekulinė formulė H2O) yra gausiausia medžiaga žemėje. Jis randamas beveik visur įvairiais kiekiais. Pavyzdžiui, dantų emalyje jis užima 10%, o besivystančiame embrione – daugiau nei 90%. Žmogaus kūne yra apie 65% vandens. Ypač juo yra prisotinti jaunų organizmų audiniai.
Taigi, kūdikio kūne yra 70% skysčių. Yra net hipotezė, pagal kurią senėjimo priežastis yra baltymų organizme nesugebėjimas surišti didelio vandens kiekio. Visuose žmogaus audiniuose ir organuose yra skysčių. Net kauluose jo yra apie 20%, o smegenyse, kepenyse ir raumenyse šis skaičius padidėja iki 80%.
Vienas pagrindinių gyvybės požymių – medžiagų apykaita. Į visų rūšių – baltymų, angliavandenių, riebalų ir kitų – medžiagų apykaitą taip pat įeina vanduo. Jo esmė yra skysčio absorbcijos žarnyne ir skrandyje procesas, po kurio jis pasiskirsto kūno audiniuose ir išsiskiria per inkstus, odą ir plaučius.
Gyvi audiniai susideda iš ląstelių ir tarpląstelinių medžiagų, kurios sudaro gana sudėtingą sistemą, o kai kuriose jų dalyse yra vandens. Juk tai puikus tirpiklis daugumai gyvų medžiagų, sudarančių gyvą organizmą.
Jo dėka vandens mainų metu vyksta termoreguliacijos procesas. Taip pat su vandeniu pasišalina ir nereikalingi bei kenksmingi medžiagų apykaitos produktai.
Iš to, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, koks yra vandens vaidmuo ląstelėje:
- Išlaikomas ląstelių elastingumas. Pavyzdžiui, kai ląstelė netenka skysčių, vaisiai gali išdžiūti arba lapai nuvyti.
- Medžiagos perkeliamos, įskaitant nereikalingų elementų pašalinimą.
- Cheminių reakcijų pagreitis užtikrinamas tirpinant medžiagas skystyje.
- Druskos ir cukrus ištirpsta.
- Dėl vandens gebėjimo lėtai įkaisti ir atvėsti jis dalyvauja termoreguliacijoje.
Laisvas ir surištas vanduo
Vandens vaidmenį ląstelės gyvenime turbūt sunku pervertinti. Be to, esant didesniam medžiagų apykaitos greičiui, padidėja skysčių kiekis. Vanduo ląstelėje gali būti surištas arba laisvas. Pastarasis yra vakuolėse, tarpuose tarp ląstelių, įvairių organų ertmėse ir kraujagyslėse. Tai būtina norint perkelti medžiagas į ląstelę ir iš jos į išorinę aplinką.
Dėl neįprasto elektronų išsidėstymo šioje molekulėje yra tam tikra elektrinė asimetrija. Kadangi deguonis yra labiau elektronegatyvus, jis stipriau pritraukia vandenilį.
Vanduo kaip tirpiklis
Dėl molekulių poliškumo, taip pat dėl jų gebėjimo sudaryti vandenilinius ryšius, vanduo yra labai geras joninių junginių, tokių kaip druskos ar rūgštys, tirpiklis. Nejoniniai (bet poliniai) junginiai taip pat gerai tirpsta skystyje. Tai medžiagos, kurių molekulėse yra įkrautų (polinių) grupių, pavyzdžiui, alkoholiai, cukrūs arba aminorūgštys.
Vanduo atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį ląstelių ir gyvų organizmų gyvenime apskritai. Be to, kad tai yra jų sudėties dalis, daugeliui organizmų tai taip pat yra buveinė. Vandens vaidmenį ląstelėje lemia jo savybės. Šios savybės yra gana unikalios ir daugiausia susijusios su nedideliu vandens molekulių dydžiu, jų molekulių poliškumu ir jų gebėjimu prisijungti viena su kita per vandenilinius ryšius.
Vandens molekulės turi netiesinę erdvinę struktūrą. Vandens molekulėje esančius atomus laiko kartu poliniai kovalentiniai ryšiai, kurios sujungia vieną deguonies atomą su dviem vandenilio atomais. Kovalentinių ryšių poliškumas (t. y. netolygus krūvių pasiskirstymas) šiuo atveju paaiškinamas stipriu deguonies atomų elektronegatyvumu vandenilio atomo atžvilgiu; Deguonies atomas traukia elektronus iš bendrų elektronų porų.
Dėl to deguonies atome atsiranda iš dalies neigiamas krūvis, o vandenilio atomuose – iš dalies teigiamas. Vandenilio ryšiai susidaro tarp gretimų molekulių deguonies ir vandenilio atomų.
Dėl vandenilio ryšių susidarymo vandens molekulės sudaro viena kitą, o tai lemia jo pradinę būseną normaliomis sąlygomis.
Vanduo puikus tirpiklis polinėms medžiagoms, tokioms kaip druskos, cukrūs, alkoholiai, rūgštys ir kt. Medžiagos, kurios gerai tirpsta vandenyje, vadinamos hidrofilinis.
Vanduo netirpsta ir nesimaišo su absoliučiai nepolinėmis medžiagomis, tokiomis kaip riebalai ar aliejai, nes negali su jomis sudaryti vandenilinių jungčių. Vandenyje netirpios medžiagos vadinamos hidrofobiškas.
Vanduo turi didelė specifinė šiluminė talpa. Norint nutraukti vandenilio ryšius, laikančius kartu vandens molekules, reikia sugerti daug energijos. Ši savybė užtikrina organizmo šiluminės pusiausvyros palaikymą esant dideliems temperatūros pokyčiams aplinkoje. Be to, vanduo turi didelis šilumos laidumas, kuri leidžia kūnui išlaikyti vienodą temperatūrą visame tūryje.
Vanduo taip pat turi aukšta garavimo šiluma, t.y. molekulių gebėjimas pernešti didelį kiekį šilumos, vėsinant kūną. Ši vandens savybė naudojama žinduoliams prakaituojant, krokodilams – terminiam alsavimui, o augalams – transpiracijai, neleidžiant jiems perkaisti.
Tai išskirtinai būdinga vandeniui didelis paviršiaus įtempis. Ši savybė labai svarbi adsorbcijos procesams, tirpalų judėjimui per audinius (kraujo apytaka, kylančios ir besileidžiančios srovės augalų kūne). Daugeliui mažų organizmų yra naudingas paviršiaus įtempimas: tai leidžia jiems plūduriuoti vandeniu arba slysti jo paviršiumi.
Biologinės vandens funkcijos
Transportas. Vanduo užtikrina medžiagų judėjimą ląstelėje ir organizme, medžiagų įsisavinimą bei medžiagų apykaitos produktų pasišalinimą.
Metabolinis. Vanduo yra terpė visoms biocheminėms reakcijoms ląstelėje. Jo molekulės dalyvauja daugelyje cheminių reakcijų, pavyzdžiui, polimerų susidarymo ar hidrolizės metu. Fotosintezės procese vanduo yra elektronų donoras ir vandenilio atomų šaltinis. Tai taip pat yra laisvo deguonies šaltinis.
Struktūrinis. Ląstelių citoplazmoje yra nuo 60 iki 95% vandens. Augaluose vanduo lemia ląstelių turgorą, o kai kuriuose gyvūnuose atlieka pagalbines funkcijas, būdamas hidrostatinis skeletas (apvalūs ir anelidai, dygiaodžiai).
Vanduo dalyvauja formuojant tepimo skysčius (stuburinių gyvūnų sąnariuose – sinoviją; pleuros ertmėje – pleuros ertmėje, perikardo – perikardo maišelyje) ir gleives (kurie palengvina medžiagų judėjimą žarnyne ir sukuria drėgną aplinką ant gleivinių kvėpavimo takų). Tai yra seilių, tulžies, ašarų, spermos ir kt.
Mineralinės druskos. Druskos molekulės vandeniniame tirpale disocijuoja į katijonus ir anijonus. Svarbiausi katijonai: K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ ir anijonai: Cl -, H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, HCO 3 -, NO 3 -, SO 4 2-. Reikšmingas ne tik kiekis, bet ir jonų santykis ląstelėje.
Skirtumas tarp katijonų ir anijonų kiekių ląstelės paviršiuje ir viduje užtikrina veikimo potencialo atsiradimą, kuris yra nervų ir raumenų sužadinimo pagrindas. Jonų koncentracijų skirtumas skirtingose membranos pusėse yra susijęs su aktyviu medžiagų pernešimu per membraną, taip pat su energijos konversija.
Fosforo rūgšties anijonai sukuria fosfato buferio sistemą, kuri palaiko organizmo tarpląstelinės aplinkos pH 6,9.
Anglies rūgštis ir jos anijonai sukuria bikarbonato buferinę sistemą, kuri palaiko ekstraląstelinės aplinkos (kraujo plazmos) pH 7,4.
Kai kurie jonai dalyvauja aktyvuojant fermentus, sukuriant osmosinį slėgį ląstelėje, raumenų susitraukimo, kraujo krešėjimo procesuose ir kt.
Kai kurie katijonai ir anijonai gali būti įtraukti į kompleksus su įvairiomis medžiagomis (pavyzdžiui, fosforo rūgšties anijonai yra fosfolipidų, ATP, nukleotidų ir kt. dalis; Fe 2+ jonas yra hemoglobino dalis ir kt.).
Dėl savo struktūros vanduo atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį bet kurios ląstelės gyvenime. Ji atsakinga už medžiagų apykaitos procesus, termoreguliaciją, užtikrina medžiagų pernešimą ir palaiko ląstelių struktūrą. Mūsų kūnas gyvena mūsų ląstelių gyvenimo dėka. O gyvybė juose palaikoma dėl unikalios vandens molekulės struktūros ir savybių. Pagal kiekybinę sudėtį vanduo užima pirmąją vietą bet kurios ląstelės sudėtyje.
Vandens buvimas audiniuose
Vanduo mūsų audiniuose pasiskirsto netolygiai.
raumenų audinys – 65 proc.
kaulinis audinys – 22 proc.
Riebalinis audinys – 99 proc.
kraujas – 83 proc.
Stiklinis akies kūnas – 99 proc.
smegenų audinys – 85 proc.
Dantų emalis -0,2%
Vandens dalyvavimas cheminėse reakcijose
Cheminiu požiūriu vanduo ląstelėse yra katalizatorius, būtinas įvairiems procesams vykti. Vanduo, kaip reagentas, dalyvauja daugelyje cheminių reakcijų, vykstančių organizmo ląstelėse. Vanduo dalyvauja hidrolizės procese (sunaikinimas pridedant vandens molekulę). Virškinant maistą, vyksta riebalų, baltymų ir angliavandenių hidrolizė, išsiskirianti energija, užtikrinanti gyvybinę ląstelių veiklą. Druskų hidrolizės metu vanduo yra elektronų ir protonų šaltinis.
Kad vyktų tarpląsteliniai procesai, būtinos dvi vandens savybės – gebėjimas sudaryti vandenilinius ryšius ir grįžtamoji jonizacija.
Medžiagų gabenimas
Kūno ląstelėse būtent vanduo atlieka transportavimo funkciją. Vandens molekulės dalyvauja atliekų pašalinimo iš ląstelės procesuose. Dėl savo savybių vandens molekulės sugeba prasiskverbti į tarpląstelinę erdvę, atnešdamos į ląsteles maistines medžiagas.
Vanduo yra pagrindinis kraujo ir limfos komponentas. Jei jo trūksta, indas tampa trapus, kraujas tirštėja. Tai sukelia vietinį kraujavimą ir trombozę.
Ląstelių struktūros palaikymas
Skystas vanduo praktiškai nesuspaudžiamas. Ši savybė leidžia vandens molekulėms išlaikyti ląstelės struktūrą, taip pat sukuria optimalų tarpląstelinį slėgį. Taip užtikrinama pastovi organų ir audinių struktūra.
Vandens dalyvavimas termoreguliacijoje
Vandens molekulė turi didelę šiluminę talpą, kuri leis palaikyti pastovią temperatūrą kūno ląstelių viduje. Be to, skaidant riebalus išsiskiria daug energijos, kuri taip pat atitenka temperatūrai palaikyti.
Vanduo ląstelės viduje
Kūno ląstelėse vanduo yra dviejų būsenų:
1 Susijęs su baltymų molekulėmis – 4-5 proc. Tokie ryšiai vadinami solvatais, jie sudaro apvalkalą aplink baltymų molekules, užkertant kelią jų sąveikai. Savo fizine ir chemine sudėtimi solvato vanduo smarkiai skiriasi nuo laisvo vandens. Jis netirpsta druskų, o užšalimo temperatūra -40C.
2 Nemokamas vanduo. Ji sudaro 95% ir dalyvauja visuose išvardintuose procesuose.
Nuo mokyklos laikų žinome, kad mūsų gyvenimas neįmanomas be vandens. Žmogus jaučia troškulį, jei netenka 3% vandens, jei netenka 20%, įvyks ląstelių mirtis. Tai sukels kūno mirtį. Stebėkite suvartojamo vandens kiekį ir jo kokybę.
Klasė: 10
Pamokos pristatymas
Atgal į priekį
Dėmesio! Skaidrių peržiūros yra skirtos tik informaciniams tikslams ir gali neatspindėti visų pristatymo funkcijų. Jei jus domina šis darbas, atsisiųskite pilną versiją.
Pamokos tikslas: formuoti holistinio pasaulio paveikslo idėją vandens substancijos pavyzdžiu, integruojant studentų žinias, įgytas fizikos, chemijos ir biologijos kursuose.
Pamokos tikslai:
- Švietimas: kad visi studentai įsisavintų minimalų standartinės faktinės informacijos apie vandens struktūrą ir funkcijas visuose gyvųjų organizmų organizavimo lygiuose.
- Švietimas: suprasaiminių įgūdžių lyginti ir analizuoti, nustatyti priežasties ir pasekmės ryšius tobulinimas; versti informaciją į grafinę formą (lentelę), kelti ir spręsti uždavinius; operuoti sąvokomis ir susieti su anksčiau įgytomis žiniomis botanikos, zoologijos, anatomijos kursuose; samprotauti pagal analogiją, lavinti atmintį, savanorišką dėmesį.
- Švietimas: ugdyti domėjimąsi aplinkiniais reiškiniais, gebėjimą dirbti poroje ir komandoje, vesti dialogą, klausytis bendražygių, vertinti save ir kitus, formuoti kalbėjimo kultūrą.
Planuojami rezultatai: gebėjimas apibūdinti medžiagos funkcijas pagal jos struktūrą ir savybes; įgytų žinių apie vandens funkcijas įvairiuose gyvybės organizavimo lygiuose apibendrinimas lentelės forma.
Pamokos tipas: naujos medžiagos mokymasis ir pirminis žinių įtvirtinimas.
Mokymo metodai: pokalbis, mokytojo pasakojimas, iliustracijų rodymas, pristatymai, individualus darbas su tekstu, žinių kontrolė.
Švietimo veiklos organizavimo formos: darbas poromis (suvestinės lentelės sudarymas), individualus, frontalinis, eksperimentas.
Įranga: nuotraukos, kompiuteris, multimedijos projektorius, dalomoji medžiaga pamokai ant mokinių stalų, demonstraciniai eksperimentai.
Per užsiėmimus
Organizacinis momentas (2 min.): pasisveikink ir prisistatyk vaikams.
Įvadas (5 min.):
Vanduo – labiausiai paplitusi ir nuostabiausia medžiaga Žemėje (pavyzdžiui, vėsdamas plečiasi, užšąla jau 0 0 C temperatūroje, verda 100 0 C temperatūroje, atlieka daugybę funkcijų ir netgi gali saugoti informaciją). Jis užpildo vandenynus, jūras, ežerus ir upes; Vandens garai taip pat yra oro dalis. Visų gyvų organizmų (gyvūnų, augalų, grybų, bakterijų) ląstelėse vandens yra dideli kiekiai: žinduolių organizme vandens masės dalis sudaro apie 70%, o agurkuose ir arbūzuose – apie 90%, žmogaus organizme. kaulų – 45 proc., o smegenyse iki 90 proc.
Pamokos tikslai: Kodėl gyvuose organizmuose yra daugiausia vandens? Kodėl vanduo dengia didžiąją dalį žemės? Kaip vanduo kaupia informaciją? Į šiuos klausimus turėsime atsakyti pamokos pabaigoje.
Kaip dirbsime: Kalbame, kalbu, rodome iliustracijas ir diagramas (Pristatymas), aiškinimo metu užpildome trūkstamus žodžius spaudiniuose (1 priedas). Pamokos pabaigoje patikrinsiu, kaip mane supratote. Mes užpildysime suvestinę lentelę ir įvertinsime jūsų pastangas.
Demonstracija eksperimentai:
Patirtis Nr. 1:
Patirties tikslas:įrodyti medžiagų tirpumą vandenyje.
Eksperimento eiga: supilkite druską arba cukrų į kolbą su vandeniu. Išmaišykite.
Rezultatas: druska (cukrus) visiškai ištirpo.
Išvada: vanduo yra geras tirpiklis.
Patirtis Nr.2
Patirties tikslas:įrodyti vandens gebėjimą judėti stiebo indais dėl šaknų slėgio ir garavimo siurbimo jėgos.
Eksperimento eiga:Įsišaknijusį balzamo ūglį parai įdėkite į rašalo tirpalą.
Rezultatas: stiebas ir kai kurie balzamo lapai pamėlyno.
Išvada: vanduo juda per stiebo indus dėl sukibimo jėgų tarp molekulių šaknų slėgio ir garavimo siurbimo jėgos pagalba.
Patirtis Nr. 3:
Patirties tikslas:įrodyti vandens gebėjimą judėti į mažesnės tirpiklio koncentracijos sritį.
Eksperimento eiga:Į dvi Petri lėkštes sudėkite vienodus bulvių gabalėlius. Į vieną puodelį supilkite vandenį, o į kitą – koncentruotą druskos tirpalą.
Rezultatas: bulvės išbrinko paprastame vandenyje, bet susitraukė koncentruotame druskos tirpale.
Išvada: vandens molekulės persikelia į mažesnės tirpiklio koncentracijos sritį.
Naujos medžiagos paaiškinimas (20 min.):
Vyksta pokalbio forma. Mes tiriame medžiagas pagal tam tikrą planą (rašau ant lentos): struktūra - savybės - funkcijos gyvų būtybių organizavimo sistemos lygiuose.
Molekulių sandara ir tarpmolekuliniai ryšiai | Savybės |
|---|---|
Vandens molekulė turi kampinę formą: vandenilio atomai deguonies atžvilgiu sudaro kampą, lygų maždaug 105 0. Todėl vandens molekulė yra - dipolis:
molekulės dalis, kurioje yra vandenilis, yra teigiamai įkrauta, o dalis, kurioje yra deguonies, – neigiamai. |
Vanduo yra geras tirpiklis. Tirpalai susidaro sąveikaujant tirpiajai medžiagai su tirpiklio dalelėmis. Kietųjų medžiagų tirpimo skysčiuose procesą galima pavaizduoti taip: veikiant tirpikliui, atskiri jonai ar molekulės palaipsniui atsiskiria nuo kietosios medžiagos paviršiaus ir tolygiai pasiskirsto visame tirpiklio tūryje. |
Vanduo yra reagentas reakcijose hidrolizė
(sudėtingų cheminių medžiagų sunaikinimas veikiant vandeniui iki paprastesnių, turinčių naujų savybių) ir daugybė kitų reakcijų |
|
Vandenilio ryšiai tarp vandens molekulių |
Daugelio medžiagų tirpalai susidaro dėl vandenilinių ryšių tarp medžiagos ir tirpiklio molekulių (cukrų, dujų). |
Vandenilinių jungčių yra daug, todėl joms nutraukti reikia daug energijos. |
Vanduo turi gerą šilumos laidumas ir didelis šiluminė talpa . Vanduo lėtai įšyla ir lėtai atvėsta. |
Vandeniliniai ryšiai yra silpni |
Vandens molekulės yra judrios viena kitos atžvilgiu |
Tarpmolekulinės sanglaudos jėgos sukuria tarpus tarp molekulių |
Vanduo praktiškai nesuspaudžiamas |
Vandenilinių jungčių susidarymas tarp vandens ir kitų medžiagų molekulių |
Vanduo pasižymi optimalia jėgos verte biologinėms sistemoms paviršiaus įtempimas , vandens sklandumas 2 eksperimentas |
Vanduo užšąla 0 0C temperatūroje, užšalimo metu susidaro daug vandenilinių jungčių, tarp molekulių atsiranda tarpai |
Didžiausias vandens tankis esant 4 C° yra 1 g/cm3, ledo tankis mažesnis ir plūduriuoja į paviršių. |
Eksperimentai Nr.1 ir Nr.3
| Funkcijos gyvų būtybių organizavimo sistemos lygiuose |
|---|
Vanduo suteikia difuzija
- pasyvus medžiagų pernešimas į ląstelę ir iš jos į mažesnės koncentracijos sritį ( osmosas)
Ir pinocitozė
, taip pat medžiagų išnešimas iš ląstelės. |
|
Hidrofilinis medžiagos patenka į ląstelę .
|
Vanduo yra termostatas. |
„Tepalas“ sąnariuose, pleuros ertmėje ir perikardo maišelyje. |
|
Kapiliarinė kraujotaka, medžiagų judėjimas dirvos kapiliaruose, tirpalų srautas aukštyn ir žemyn augaluose. |
Ledas saugo vandens telkinius nuo užšalimo. |
Vanduo gali kaupti informaciją (2 priedas).
Konsolidavimas (13 min.):
Biologinės užduotys:
- Parodykite mėlyną arba žalią chrizantemą. Kaip kuriami tokie augalai? Ar jie yra selektyvaus veisimo rezultatas?
- Kodėl po ilgo maudymosi mano pirštų oda susiraukšlėja?
- Kodėl obuolys šiltoje vietoje susitraukia?
Padalinkite klasę į tris grupes (eilėse). Pirmoji grupė į sąsiuvinį surašo vandens funkcijas gyvos ląstelės lygyje. Antroji grupė yra gyvo organizmo lygyje. Trečioji grupė yra ekosistemų ir biosferos lygyje. Darbo pabaigoje įvertinkite save pagal rastų funkcijų skaičių. Darbai atliekami poromis.
Vandens funkcijos
| Gyvoje ląstelėje | Gyvame organizme | Ekosistemose ir biosferoje |
|---|---|---|
1. Medžiagų pernešimas ląstelėje. |
1. Organizmų atšalimas. |
1. Vandens organizmų kvėpavimas ir fotosintezė. |
2. Pagrindinė visų biocheminių procesų aplinka. |
2. „Tepalas“ sąnaryje, pleuros ertmėje, perikardo maišelyje, akies obuolyje. |
2. Temperatūros reguliavimas planetoje. |
3. Dalyvauja daugelyje cheminių reakcijų. |
3. Hidrostatinis karkasas. |
3. Palanki buveinė gyviems organizmams. |
4. Ląstelių struktūros išsaugojimas. |
4. Žinduolių vaisiaus apsauga. |
4. Rezervuarų apsauga nuo užšalimo. |
5. Turgoro slėgis. |
5. Kapiliarinė kraujotaka, besileidžianti ir kylanti srovė augaluose. |
5. Gyvūno buveinės dalis. |
6. Dirvožemio tirpalų kilimas per dirvožemio kapiliarus. |
Pamokos apibendrinimas, darbo įvertinimas (2 min.)
Kai kurie mokiniai mokykloje turi rašyti esė tema: „Kokį vaidmenį ląstelėje atlieka vanduo? Ir kiekvienas stropus bendrosios biologijos kurso studentas žino, kad be jo žmonijos gyvenimas neįmanomas. Jei žmogus netenka iki 3% skysčių, jis pradeda jausti troškulį. Netekus maždaug 20% skysčių, gyvo organizmo ląstelės pradeda mirti, o tai galiausiai sukelia mirtį.
Susisiekus su
Vandens svarba ląstelių gyvybei
Mūsų planetoje ši medžiaga yra Dažniausiai. Kiekvienoje gyvo organizmo ląstelėje jo yra daugiau, tuo intensyviau ji dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose.
Ši medžiaga organizme randama tiek surištomis, tiek laisvomis formomis. Laisvas skystis dalyvauja transportuojant iš išorinės aplinkos į ląstelę ir atvirkščiai. Laisvas skystis veikia kaip tirpiklis ir yra 95% visos masės. Jis yra organų ertmėse, vakuolėse, tarpląstelinėje erdvėje ir kraujagyslėse.
Surištas skystis gali būti tarp skaidulų, baltymų molekulių, membranų, ląstelių struktūrose ir sudaro junginius su tam tikrais baltymais. Kiekvienoje ląstelėje surišto skysčio yra ne daugiau kaip 4% viso.
Savybės
Ši medžiaga žmogui, kaip ir bet kuris kitas gyvas organizmas, svarbesnė nei maistas. . Tai yra pagrindinis kūno gyvenimo elementas ir suteikia:
Kaip bet kurios ląstelės dalis, kaip matyti toliau pateiktoje lentelėje, vanduo užima pirmąją vietą pagal kiekybinę sudėtį.
Funkcijos
Kaip žinote iš mokyklos chemijos kursų, vanduo yra įvairių organizme vykstančių procesų katalizatorius. Įvairios cheminės reakcijos vyksta bet kurio gyvo organizmo ląstelėse, kur vanduo dalyvauja kaip reagentas.
Virškinimo proceso metu, dalyvaujant vandens molekulėms, susidaro baltymai, angliavandeniai ir riebalai ir išsiskiria energija, galinti palaikyti gyvybinius procesus.
Dalyvavimas druskų hidrolizėje leidžia jai būti protonų ir elektronų šaltiniu. Pagrindinis tarpląstelinių procesų rodiklis yra skystos medžiagos gebėjimas dalyvauti grįžtamojoje jonizacijoje ir sudaryti ryšius su vandeniliu.
Transporto funkcijaŠi medžiaga taip pat atlieka funkcijas gyvo organizmo organuose. Visas ląstelės atliekas išskiria skystos molekulės. Maistinės medžiagos į ląsteles tiekiamos skystos medžiagos molekulėmis, prasiskverbiančiomis į tarpląstelinę erdvę.
Pagrindinis limfos ir kraujo komponentas yra skystis. Jo trūkumas organizme sukelia kraujo sutirštėjimą ir kraujagyslių trapumą. Vietoje tai išreiškiama trombozės ir kraujavimo forma.
Organų ir audinių struktūros pastovumą užtikrina tai, kad jis nesusispaudžia skystu pavidalu, suformuodamas optimalų ląstelinį slėgį ir išlaikydamas ląstelės struktūrą.
Pastovi temperatūra kūno viduje palaikoma dėl to, kad skysčio molekulė yra intensyvi šiluma struktūra. Didelis energijos kiekis taip pat susidaro skaidant riebalus, o tai taip pat padeda palaikyti optimalią temperatūrą.
Ši medžiaga turi mažą molekulinį dydį, poliškumą ir molekulių gebėjimą jungtis viena su kita naudojant vandenilinius ryšius, o tai lemia jos biologinį vaidmenį.
Yra dvi vandens funkcijos: biologinių procesų požiūriu:
Fotolizė
Fotosintezės metuši medžiaga yra vandenilio jonų šaltinis. Fotolizė vyksta fotosintezės metu. Išvertus iš graikų kalbos, šis reiškinys reiškia ištirpimą, suirimą arba skilimą dalyvaujant šviesai. Fotolizė vyksta šviesiojoje fotosintezės fazėje, kai, veikiant šviesai, šios medžiagos molekulė skyla į jonus.
Fotolizė suskaido vandens molekulę į protonus ir elektronus ir išskiria deguonį kaip šalutinį produktą. Būtent šiuo deguonimi kvėpuoja visos planetos gyvos būtybės.
