Биологическая роль воды в клетке

Химический состав клетки. Неорганические вещества клетки. Физические свойства воды. Биологические функции воды

Цитология — наука, изучающая строение и функции клеток. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живых организмов. Клеткам одноклеточных организмов присущи все свойства и функции живых систем. Клетки многоклеточных организмов дифференцированы по строению и функциям.

Атомный состав: в состав клетки входит около 70 элементов Периодической системы элементов Менделеева, причем 24 из них присутствуют во всех типах клеток.

Макроэлементы — Н, О, N, С, микроэлементы — Mg, Na, Са, Fe, К, Р, CI, S, ультрамикроэлементы — Zn, Сu, I, F, Мn, Со, Si и др.

Молекулярный состав: в состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений.

Неорганические вещества клетки

Вода. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды.

Рис. 1. Молекула воды Рис. 2. Водородные связи между молекулами воды

Физические свойства воды:

• вода может находиться в трех состояниях — жидком, твердом и газообразном;
• вода — растворитель. Полярные молекулы воды растворяют полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называют гидрофильными. Вещества, не растворимые в воде, — гидрофобными;
• высокая удельная теплоемкость. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме;
• высокая теплота парообразования. Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева;
• молекулы воды находятся в постоянном движении, они сталкиваются друг с другом в жидкой фазе, что немаловажно для процессов обмена веществ;
• сцепление и поверхностное натяжение. Водородные связи обусловливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ (когезия). Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, которую характеризует поверхностное натяжение;
• плотность. При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшую плотность вода имеет при 4°С. Замерзая, вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей), и ее плотность уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности воды, что защищает водоем от промерзания;
• способность к образованию коллоидных структур. Молекулы воды образуют вокруг нерастворимых молекул некоторых веществ оболочку, препятствующую образованию крупных частиц. Такое состояние этих молекул называется дисперсным (рассеянным). Мельчайшие частицы веществ, окруженные молекулами воды, образуют коллоидные растворы (цитоплазма, межклеточные жидкости).

Биологические функции воды:

• транспортная — вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма. В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам;
• метаболическая — вода является средой для всех биохимических реакций и донором электронов при фотосинтезе, она необходима для гидролиза макромолекул до их мономеров;
• участвует в образовании:
  1. смазывающих жидкостей, которые уменьшают трение (синовиальная — в суставах позвоночных животных, плевральная, в плевральной полости, перикардиальная — в околосердечной сумке);
  2. слизей, которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей;
  3. секретов (слюна, слезы, желчь, сперма и т.д.) и соков в организме.

Неорганические ионы. Неорганические ионы клетки представлены: катионами К+, Na+, Са2+, Mg2+, NH3 и анионами Сl—, NOi2—, H2PO4—, HCO3—, HPO42-.

Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения.

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9.

Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 4—7.

Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот. Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей, они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologia-repetitor/527-ximicheskij-sostav-kletki-neorganicheskie-veshhestva-kletki-fizicheskie-svojstva-vody-biologicheskie-funkcii-vody.html

Биологическое значение воды в клетке

Вода и ее роль в жизнедеятельности клетки

1. Какое строение имеет вода ?2. Какое количество воды (в %) содержится в различных клетках?

3. Какова роль воды в живых организмах?

Роль воды в клетке.

Вода — одно из самых распространенных веществ на нашей планете. В клетке в количественном отношении она также занимает первое место среди других химических соединений. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода находится в межклеточных пространствах, сосудах, вакуолях, полостях органов. Она служит для переноса веществ из окружающей среды в клетку и наоборот. Связанная вода входит в состав некоторых клеточных структур, находясь между молекулами белка, мембранами, волокнами, и соединена с некоторыми белками .

Вода выполняет различные функции: сохранение объема, упругости клетки . растворение различных веществ. Кроме того, в живых системах большая часть химических реакций протекает в водных растворах.

Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно важное значение для живых организмов.

Уникальные свойства воды определяются структурой ее молекулы. Молекула воды состоит из атома О, связанного с двумя атомами Н полярными ковалентными связями.

Характерное расположение электронов в молекуле воды придает ей электрическую асимметрию.

Более электроотрицательный атом кислорода притягивает электроны атомов водорода сильнее, в результате общие пары электронов смещены в молекуле воды в его сторону.

Поэтому, хотя молекула воды в целом не заряжена, каждый из двух атомов водорода обладает частично положительным зарядом (обозначаемым δ+), а атом кислорода несет частично отрицательный заряд (δ-). Молекула воды поляризована и является диполем (имеет два полюса) (рис. 6).

Частично отрицательный заряд атома кислорода одной молекулы воды притягивается частично положительными атомами водорода других молекул. Таким образом, каждая молекула воды стремится связаться водородной связью с четырьмя соседними молекулами воды (рис. 7).

Вода является хорошим растворителем.

Благодаря полярности молекул и способности образовывать водородные связи вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е.

в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными (от греч. hygros— влажный и philia — дружба, склонность).

Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы могут двигаться более свободно и, следовательно, реакционная способность вещества возрастает.

Это объясняет, почему вода является основной средой, в которой протекает большинство химических реакций, а все реакции гидролиза и многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут при непосредственном участии воды.

Вещества, плохо или вовсе нерастворимые в воде, называются гидрофобными (от греч.phobos — страх). К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты . некоторые белки.

Такие вещества могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции. Следовательно, тот факт, что вода не растворяет неполярные вещества, для живых организмов также очень важен.

К числу важных в физиологическом отношении свойств воды относится ее способность растворять газы (О2, С и др.).

Вода обладает высокой теплоемкостью, т. е. способностью поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных).

Вода обладает также высокой теплопроводностью, обеспечивая равномерное распределение тепла по всему организму. Следовательно, высокая удельная теплоемкость и высокая теплопроводность делают воду идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и организма.

Вода практически не сжимается, создавая тургорное давление, определяя объем и упругость клеток и тканей. Так, именно гидростатический скелет поддерживает форму у круглых червей, медуз и других организмов.

Вода характеризуется оптимальным для биологических систем значением силы поверхностного натяжения, которое возникает благодаря образованию водородных связей между молекулами воды и молекулами других веществ. Благодаря силе поверхностного натяжения происходит капиллярный кровоток, восходящий и нисходящий токи растворов в растениях.

Гидрофильные и гидрофобные вещества.

1. В чем особенность строения молекулы воды?2. Каково значение воды как растворителя?3. Что такое теплопроводность и теплоемкость воды?4. Почему считают, что вода является идеальной жидкостью для клетки?5. Какова роль воды в клетке?

6. Какие структурные и физико-химические свойства воды определяют ее биологическую роль в клетке?

Образование кристаллов льда в клетках может приводить к их повреждению и гибели. Известно, что растворы разных веществ замерзают при более низкой температуре, чем чистая вода.

Поэтому некоторые организмы накапливают в своих тканях вещества, предотвращающие замерзание и образование кристаллов льда. Так, лягушки способны оживать после вмерзания в лед.

Это обеспечивается повышенным содержанием в их клетках глюкозы и некоторых других веществ.

Каменский А. А. Криксунов Е. В. Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроковс Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

6. Биологическая роль воды

Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания.

Именно поэтому следует сказать несколько слов о ее химических и физических свойствах.

Свойства эти довольно необычны и обусловлены главным образом малыми размерами молекул воды. их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле. У воды один конец молекулы («полюс») несет небольшой положительный заряд, а другой — отрицательный.

Такую молекулу называют диполем. У атома кислорода способность притягивать электроны выражена сильнее, чем у водородных атомов, поэтому атом кислорода в молекуле воды стремится оттянуть к себе электроны двух водородных атомов.

Электроны заряжены отрицательно, в связи с чем атом кислорода приобретает небольшой отрицательный заряд, а водородные атомы — положительный.

В результате между молекулами воды возникает слабое электростатическое взаимодействие и, поскольку противоположные заряды притягиваются, молекулы как бы «склеиваются». Эти взаимодействия, более слабые, чем обычные ионные или ковалентные связи, называются водородными связями.

Водородные связи постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в толще воды. И хотя это слабые связи, но их совокупный эффект обусловливает многие необычные физические свойства воды.

Учитывая данную особенность воды, мы можем теперь перейти к рассмотрению тех ее свойств, которые важны с биологической точки зрения.

Водородные связи между молекулами воды. А. Две молекулы воды, соединенные водородной связью-6+ — очень маленький положительный заряд; 6

— очень маленький отрицательный заряд. Б. Сеть из молекул воды, удерживаемых вместе водородными связями. Такие структуры постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в воде, находящейся в жидком состоянии.

Биологическое значение воды

Вода как растворитель .Вода — превосходный растворитель для полярных веществ.

К ним относятся ионные соединения, такие как соли, содержащие заряженные частицы (ионы), и некоторые неионные соединения, например сахара, в молекуле которых присутствуют полярные (слабо заряженные) группы (у Сахаров это несущая небольшой отрицательный заряд гидроксильная группа, —ОН). Когда вещество растворяется в воде, молекулы воды окружают ионы и полярные группы, отделяя ионы или молекулы друг от друга.

В растворе молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно, так что реакционная способность вещества возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах.

Неполярные вещества, например липиды, отталкиваются водой и в ее присутствии обычно притягиваются друг к другу, иными словами, неполярные вещества гидрофобны (гидрофобный — водоотталкивающий).

Подобные гидрофобные взаимодействия играют важную роль в формировании мембран, а также в определении трехмерной структуры многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов.

Присущие воде свойства растворителя означают также, что вода служит средой для транспорта различныхвеществ. Эту роль она выполняет в крови, в лимфатической и экскреторной системах, в пищеварительном тракте и во флоэме и ксилеме растений.

Вода. Роль воды в мире. Биологическое значение воды

Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания.

Для человека ценность имеет лишь питьевая вода. Для получения питьевой воды используются фильтры для воды. которые позволяют очистить ее от вредных примесей, сделать пригодной для питья и приготовления пищи.

Именно поэтому следует сказать несколько слов о ее химических и физических свойствах.

Свойства эти довольно необычны и обусловлены главным образом малыми размерами молекул воды. их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле. У воды один конец молекулы («полюс») несет небольшой положительный заряд, а другой — отрицательный.

Такую молекулу называют диполем. У атома кислорода способность притягивать электроны выражена сильнее, чем у водородных атомов, поэтому атом кислорода в молекуле воды стремится оттянуть к себе электроны двух водородных атомов.

Электроны заряжены отрицательно, в связи с чем атом кислорода приобретает небольшой отрицательный заряд, а водородные атомы — положительный.

В результате между молекулами воды возникает слабое электростатическое взаимодействие и, поскольку противоположные заряды притягиваются, молекулы как бы «склеиваются». Эти взаимодействия, более слабые, чем обычные ионные или ковалентные связи, называются водородными связями.

Водородные связи постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в толще воды. И хотя это слабые связи, но их совокупный эффект обусловливает многие необычные физические свойства воды.

Учитывая данную особенность воды, мы можем теперь перейти к рассмотрению тех ее свойств, которые важны с биологической точки зрения.

Водородные связи между молекулами воды. А. Две молекулы воды, соединенные водородной связью-6+ — очень маленький положительный заряд; 6

— очень маленький отрицательный заряд. Б. Сеть из молекул воды, удерживаемых вместе водородными связями. Такие структуры постоянно образуются, распадаются и вновь возникают в воде, находящейся в жидком состоянии.

Сокращение клеточной воды

Известно, что вода – это наиважнейший элемент для всего живого на земле. Жизнеспособность всех клеток напрямую связана с водой в организме человека: организм без нее не сможет существовать. Клетки живут только в жидкой среде, благодаря которой получают необходимые вещества.

Важно! Для нормальной работы всех систем организма человеку необходимо выпивать не менее 1,5 литров сырой воды в сутки.

Все мы знаем, что вода очень важна для жизнедеятельности человека, но теперь стало понятно, что функционирование всего живого напрямую связано с водой внутри клетки. Если клетка постоянно будет находиться в этой субстанции, то будет способна регенерировать и обновляться.

Клеточная вода – материал для самостоятельного обновления организма человека. При ее помощи осуществляется обмен питательных веществ, а соответственно, осуществляется и хорошая работоспособность.

Известный биохимик Алекс Карл утверждал, что клетка бессмертна!

Алекс Карл (получивший Международную Премию Альфреда Нобеля за продление жизнеспособности в клетках сердца цыпленка на протяжении 34 лет) написал в своей диссертации следующее: “Клетка не умирает, она бессмертная. Вся причина проблемы состоит в жидком субстрате. В нем она находится и вырождается“.

▼Что такое клеточная вода ▼

У воды очень много ролей имеющих большое значение. Она ответственна за производство гидроэлектричества и энергетические процессы организма. Вода переносит необходимые питательные вещества в организме. Даже при ее переизбытке она выводится в виде мочи, а не застаивается как другие элементы, которые могут нанести вред.

! Основные функции воды – это растворитель, наполнитель, терморегулятор и транспорт.

Ниже приведены все функции воды в организме человека:

• С помощью воды перемещаются кровяные клетки;
• Действует как растворитель важных для жизнедеятельности человека веществ, в том числе кислорода и минералов, которые притормаживают увязание организма;
• Соединяет твердые части клеток и формирует вокруг каждой из них мембрану. При обезвоживании эта работа выполняется холестерином;
• Без препятствий проникает через мембрану клетки, чем приводит в активность ионные насосы. Это крайне важное преимущество у воды, так как именно от скорости нейропередачи и быстрого перемещения элементов зависит нормальное функционирование мозга;
• При любом типе отравления ее используют для промывания желудка. Также ее употребляют для выведения ядов из организма;
• Повышает иммунную систему;
• Защищает ДНК от повреждений. Во время регенерации снижает аномалии ДНК;
• Растворяет пищевые продукты, витамины и минералы;
• Содействует процессам обмена веществ и усвоении;
• Попадая в клетку, вода начинает наделять ее кислородом, а переработанные газы выводит из организма;
• Является усилителем дееспособности красных клеток в крови и накопителем кислорода в легких;
• Вода – главная смазочная субстанция в щелях суставов, благодаря ей предотвращается артрит и болевые синдромы в спине;
• Содействует устранению отходов.

Сокращение воды в организме человека

Природа человека такова, что с увеличением возраста организма, происходит сокращение количества клеточной воды. В итоге подавляются функции органов, которые отвечают за вывод воды из организма, что приводит к заболеваниям.

Важно! Обращайте внимание на цвет вашей мочи и запах пота, это обратная связь Вашей мочевыделительной системы.

У младенца, только что появившегося на свет, воды в организме 86,8% от веса тела. Немного подросший ребенок содержит 71% воды. У молодого мужчины ее – 61%, а у старого человека только 49,8%. Чем старше возраст человека, тем менее в нем содержится клеточной воды.

Считается, что старость определяется не по численности больных клеток в организме, а по содержанию воды в них. При сокращении воды в организме клетки начинают морщиться, прекращают функционировать, а затем и вовсе гибнут.

Старость можно сравнить со своего рода засыханием (нарушением водного баланса), в принципе, это и есть ее суть.

Сокращение клеточной воды не удивляет, так как ежедневно из организма выводится не менее двух литров воды, в виде мочи человек теряет примерно 300 – 400 мл, через кожу в виде потоотделений выводится до 550 мл, через пищеварительный тракт всего до 150 мл. Но, к сожалению, в современном мире человек потребляет малое количество жидкости, что приводит к раннему старению кожи и другим проблемам.

Когда клеточная вода начинает уменьшаться в организме, начинается подавление работоспособности органов, выводящих воду из тела: почки, дерма, легкие, пищеварительная система.

Дефицит воды в организме приводит к болям, затрудненному выведению каловых масс, поносу, секретной недостаточности и другим недугам. Человек постепенно “усыхает“ из – за того, что клеточная оболочка разрушается свободными радикалами, а так же по причине того, что человеческий организм вырабатывает “водород” из клеточной воды, который оказывает сопротивление “свободным радикалам“.

Основным показателем недостатка воды в организме являются темный цвет мочи и значительный запах пота. В идеале моча должна быть бесцветной, а пот не пахнуть. Поэтому обращайте внимание на обратную связь Вашей мочевыделительной системы. Если вы испытываете жажду, это уже показатель обезвоживания организма.

Какие последствия от дефицита воды?

Место погибшей (усохшей) клетки замещается соединительной тканью, которая создает препятствие току крови ч ерез органы, что приводит к повышению кровяного давления и нарушению работоспособности важных органов. Какие органы страдают от потери воды?

! При сокращении клеточной воды организм начинает подавлять функции органов, отвечающих за вывод воды из организма.

Соединительная ткань, образовавшаяся от засыхания клетки, сама отдает воду на производство протона водорода, что ведет к ее разрастанию и расширению, а значит, к активации склеротического процесса. Этот процесс называется «склерозом». Но еще до того, как склеротическая соединительная ткань займет место клетки, последняя может принести организму различные заболевания.

Снижение функции органов с помощью центральной нервной системы носит название «частичной нервно-рефлекторной блокады органов».

Склеротическое разрастание соединительной ткани закрепляет эту блокаду уже органически. В силу роста дефицита воды растет и степень нервно-рефлекторной и склеротической блокады органов.

Органы начинают выполнять свои функции все хуже и хуже. Это приводит к появлению различных заболеваний.

Поджелудочная железа, ее эндокринная часть, которая вырабатывает глюкагон иинсулин. При сморщивании мембраны этих клеток, затрудняется ввод и вывод через нее различных веществ. И в том числе инсулина. А если эти клетки начнут замещаться соединительной тканью, так и тем более возникнет дефицит этого гормона, а с ним и сахарная болезнь, и т. д.

Блокада печени, перестает нормально выводить в составе желчи билирубин, холестерин, жирные кислоты и др. Это приводит к следующим результатам: возникает бессонница, климакс, психозы вплоть до шизофрении, усиливается атеросклероз сосудов, снижается иммунитет, растет жировая дистрофия органов.

Холестерин служит исходным материалом для строительства некоторых гормонов и клеточного синтеза. Вещество полезное. Но при блокаде печени, которая выводит холестерин из организма в составе желчи, он начинает откладываться во всех органах и тканях.

И, в частности, такое отложение идет на стенках сосудов, играя немаловажную роль в процессе атеросклероза, и на самой клеточной мембране, усиливая блокаду последней.

Блокада почки не позволяет организму полноценно очищаться от мочевой кислоты, аммиака, мочевины, что приводит к самоотравлению организма, выражающемуся в плохом настроении, возникновении различных психических заболеваний. При блокаде почек мочевая кислота соединяется с кальцием костей и мышц, выпадает в них нерастворимой солью, мочекислым кальцием, вызывая страшное заболевание – подагру.

Блокада толстой кишки приводит организм к самоотравлению отходами и шлаками жизнедеятельности, из которых кишечник сформировывает каловые массы.

Склеротическая и нервно-рефлекторные блокады органов направлены на удержание воды в организме, что приводит к неблагоприятным результатам. Нервно-рефлекторная блокада с органа на орган развивается за счет центральной нервной системы. Однако самостоятельно она продержаться долго не сможет из-за опасности срыва (вследствие перевозбуждения нервной системы).

Блокады, нарастающие с течением времени, приводят к появлению внешних и внутренних признаков старения организма. Так, наша кожа сморщивается, чтобы меньше выводить пота, и мы покрываемся складками старости, склерозируются почки, легкие, пищеварительный канал.

▼к чему приводит потеря воды в организме ▼

По причине потери воды в организме, жизнь для человека сокращается. Необходимо сократить потерю воды. Поэтому для нормального функционирования всех систем организма человека рекомендуется ежедневно потреблять как минимум полтора – два литра воды в сутки.

! Потребление правильной воды позволяет значительно восстановить клеточную воду и получить огромную пользу.

Правильная вода имеет физические, химические, биологические и структурные показатели, положительно воздействующие на организм или близко соответствующие внутренней среде человека. Один из видов правильной воды является водородная вода.

Водородная вода считается той, которая содержит в себе большую концентрацию молекулярного водорода (Н2), причем молекулы водорода не присоединяются к молекулам воды и через некоторое время этот газ полностью улетучивается. Таким образом, вода в таком случае является только средством доставки газообразного водорода.

Молекулярный водород признан медицинским газом, имеющим терапевтический эффект. Обнаружено, что Н2 может применяться в качестве «нового антиоксиданта», не имея побочных эффектов. Физическая способность Н2, благодаря своим размерам, позволяет быстро проникать через мембраны клеток и тканей, что делает его самым эффективным антиоксидантом.

Если потреблять Водородную воду (с концентрацией более 0,5 мг/л), то организм не только быстро ее усвоит, но и получит отличный антиоксидант, что снизит окисление организма и улучшит работу всех систем.

Потребление водородной воды помогает: снять окислительный стресс, вызванный свободными радикалами; оптимизировать клеточную воду, утраченную в следствие уже немолодого возраста; стабилизировать пищеварение; нормализовать процесс обмена веществ; вывести токсины из организма и многое другое.

▼как восстановить водный баланс организма ▼

Источник: https://ViloVit.ru/ozdorovlenie/sokrashchenie-kletochnoy-vody/

Какую роль выполняет вода в жизнедеятельности клетки: какую роль играет фотолиз воды, свойства воды

> Наука > Биология > Какова биологическая роль воды в клетке

Некоторым ученикам приходится писать в школе эссе на тему: «Какую роль в клетке играет вода?». И каждый прилежный ученик из курса общей биологии знает, что без нее жизнь человечества невозможна. Если человек теряет до 3% жидкости, то начинает испытывать жажду. При потере около 20% жидкости клетки в живом организме начинают отмирать, что приводит в конечном итоге к гибели.

…

• Значение воды для жизнедеятельности клетки
• Свойства
• Функции
• Роль воды в клетке
• Фотолиз

Значение воды для жизнедеятельности клетки

На нашей планете это вещество является самым распространенным. Каждая клетка живого организма содержит его тем больше, чем интенсивнее она участвует в обменных процессах.

В организме это вещество содержится в связной и свободной форме. Свободная жидкость участвует в транспортировке из внешней среды в клетку и наоборот. Свободная жидкость выступает в роли растворителя и содержится в количестве 95% от общей массы. Содержится она в полостях органов, вакуолях, межклеточном пространстве и сосудах.

Связанная жидкость может находиться между волокнами, молекулами белка, мембранами, в клеточных структурах и образовывает соединения с некоторыми белками. Связанной жидкости в каждой клетке содержится не более 4% от общего количества.

Свойства

Это вещество для человека, как и любого другого живого организма, имеет большее значение, чем пища. Она является главным элементом жизни организма и обеспечивает:

• Терморегуляцию. Достигается это благодаря медленному нагреванию и медленному остыванию.
• Обменные процессы в организме.
• Транспорт веществ.
• Поддержание клеточной структуры. В результате потери большого количества жидкости наблюдается их увядание.
• Участие в химических реакциях.

В составе любой клетки, как видно в таблице ниже, первое место занимает вода по количественному составу.

Функции

Как известно из курса школьной химии, вода служит катализатором для протекания разнообразных процессов в организме. Внутри клеток любого живого организма происходят различные химические реакции, где участие воды протекает в качестве реагента.

В процессе пищеварения происходит гидролиз белков, углеводов и жиров с участием молекул воды и высвобождается энергия, способная обеспечить процессы жизнедеятельности.

Участие в гидролизе солей позволяет ей служить источником для протонов и электронов. Главный показатель для внутриклеточных процессов — это способность вещества жидкости участвовать в обратимой ионизации и образовывать связи с водородом.

Транспортную функцию внутри органов живого организма выполняет тоже это вещество. Все продукты жизнедеятельности клетки выводятся молекулами жидкости. Питательные вещества клеткам доставляют молекулы жидкого вещества, проникая в межклеточное пространство.

Главным компонентом для лимфы и крови является жидкость. Недостаток ее в организме приводит к загустению крови и ломкости сосудов. Местно это выражается в виде тромбозов и кровоизлияний.

Постоянство структуры органов и тканей обеспечивается тем, что она в жидком виде не сжимается, образуя оптимальное внутриклеточное давление и поддерживая структуру клетки.

Постоянная температура внутри организма поддерживается благодаря тому, что молекула жидкости является теплоемкой структурой. Большое количество энергии образуется и при расщеплении жиров, что также служит для поддержки оптимальной температуры.

Роль воды в клетке

Это вещество имеет маленький размер молекул, полярность и способность молекул соединяться друг с другом при помощи водородных связей, что обуславливает ее биологическую роль.

Можно выделить две функции воды с точки зрения биологических процессов:

• Метаболическую. Все биохимические реакции осуществляются в водной среде. При фотосинтезе она служит донором для электронов. Вода необходима для гидролиза макромолекул.
• Транспортную. Передвижение веществ в организме осуществляется посредством жидкости. Также осуществляется и вывод продуктов метаболизма. В природных условиях вода служит для транспортировки к почве и водоемам продуктов жизнедеятельности.

Фотолиз

При фотосинтезе это вещество является источников ионов водорода. При фотосинтезе происходит фотолиз. В переводе с греческого это явление обозначает растворение, распад или разложение с участием света. Фотолиз осуществляется в период световой фазы фотосинтеза, где под действием света молекула этого вещества распадается на ионы.

В результате фотолиза молекула воды распадается на протоны и электроны и выделяет в качестве побочного продукта кислород. Именно этим кислородом и дышат все живые существа на планете.

Биологическая роль воды в клетке

Отзывы и комментарии

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/rol-vody-v-kletke.html

Роль воды в клетке: 6 важных функций и схема строения клеток

› Интересные факты о воде ›

31.03.2020

Роль воды в клетке для живого организма незаменима.

Она составляет около 70 процентов от ее массы. Остальные 30 процентов занимают органические и неорганические вещества. Недостаток жидкости приводит к истощению или гибели организма.

В данной статье мы узнаем, какие важные функции вода выполняет в клетках.

Какую роль выполняет в клетке вода

Все живые организмы состоят из клеток: человек, растения, животных, бактерии и т.д. Клетка – это наименьшая единица строения живого организма.

Они различаются, но имеют общие признаки.

Источник: Биология, Л.Н Сухорукова, В. С. Кучменко, И. Я. Колесникова

В состав всех клеток входят органические и неорганические вещества. Самое распространенное неорганическое вещество – вода.

Рассмотрим кратко её основные функции.

1. Растворитель. Вода выполняет в клетке функцию растворителя, большинство химических реакций протекают только в водной среде.
2. Транспортная функция. Помогает переносить питательные вещества из одной части в другую.
3. Функция регенерации. С помощью воды удаляются ненужные продукты жизнедеятельности.
4. Вода как реагент. Она участвует во многих химических реакциях: полимеризации, гидролиза, в процессе фотосинтеза.
5. Терморегуляторная. Поглощает большое количество тепловой энергии при минимальном повышении собственной температуры. Таким образом, защищает организм от перегрева и обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму.
6. Придает форму и упругость клетке. Вода практически не сжимается (в жидком состоянии) и служит гидростатическим скелетом. В составе клетке вода занимает 1 место среди всех химических соединений, определяет объем и упругость.

Химическая роль

Вода в качестве реагента участвует во многих химических реакциях:

1. фотосинтеза растений;
2. гидролизе – разрушении веществ с присоединением воды.

Химический состав клетки

Рассмотрим полный состав на рисунке № 2.

Органические вещества

1. Белки – сложные органические соединения. В одном организме может быть несколько тысяч разных видов. Самый известный белок — гемоглобин. Он осуществляет поступление кислорода ко всем клеткам. Благодаря белку Интерферону, организм человека борется с вирусными заболеваниями.
2. Углеводы необходимы, как источник энергии.

   К ним можно отнести: глюкозы, сахарозу и д. р.

3. Жиры являются запасным источником энергии и воды. Особенно они важны для животных, впадающих в спячку.
4. Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные соединения. Присутствуют во всех живых организмах. Передают наследственную информацию.

   Они хорошо растворимы в воде, практически нерастворимы в органических растворителях.

Неорганические вещества

1. Вода занимает 70 процентов. Она является непосредственным участником роста, размножения, питания, выделения, передвижения веществ в клетке и организме.
2. Минеральные соли, растворены в воде. Составляют от 1-1,5 процентов. В растворенном виде они образуют необходимую среду для химических процессов.
3. Углекислый газ.
4. Кислоты и основания.

Как образуются органические и неорганические вещества

В природе большое разнообразие клеток. Они могут отличаться размерами, функциям, формой. Могут быть свободноживущими или входить в состав многоклеточного организма. При всем многообразии они состоят из одних и тех же типов химических веществ.

https://www.youtube.com/watch?v=ocJvl2HoBDQ\u0026list=PLxGo9dxQkqWCt0YjZPr6gBv9zpKMdtnVh

Живую клетку отличают 2 особенности:

1. высокое содержание воды;
2. большое количество сложных органических веществ.

По подсчетам ученых в ней можно встретить около 70 химических элементов, правда, только 24 встречаются постоянно. Рассмотрим рисунок № 3.

По количеству элементы, содержащиеся в клетках, делят на 3 группы.

1. Макроэлементы. Встречаются в большом количестве. К ним относят: Кислород, Углерод, Водород, Азот, Серу, Железо, Фосфор, Кальций и т.д.
2. Микроэлементы. Встречаются в небольшом количестве такие элементы, как: Марганец, Медь, Кобальт, Цинк и т.д. Несмотря на малое содержание, они выполняют большую роль в обмене веществ.
3. Ультрамикроэлементы. Составляют менее 0, 000001 % в организме живых существ. К ним относятся: Золото, Серебро, Платина, Цезий, Селен и т. д.

Процентное содержание элементов не характеризует их важность в организме.

Многие элементы входят в состав биологически важных веществ, ферментов, витаминов. Например, Кобальт входит в состав Витамина В 12.

Эти 70 элементов могут входить в состав клетки. Они образуют 1000 химических веществ, которые можно разделить на неорганические и органические вещества.

Вода в органах и тканях

Всем живым существам необходима вода. Тело человека состоит из воды на 60-80 процентов. Она необходима каждому органу: коже, головному мозгу, желудку, сердцу, зубной эмали, ногтям и т.д.

При недостатке жидкости происходит обезвоживание организма. В клетке человека в разных органах и тканях содержится разное количество воды.

Для наглядности представлен рисунок № 4.

Примечательной особенностью является то, что с возрастом в теле человека становится меньше жидкости.

Например, у новорожденного — 80 процентов жидкости, у пожилого человека — 60 процентов.

Функции свободной воды в бактериальных клетках

Вода в клетках живых организмах бывает двух видов.

1. Свободная, входит в состав цитоплазмы, заполняет межклеточные пространства, заполняет сосуды, пространства между органами. Она нужна для транспортировки веществ и для поддержания процессов жизнедеятельности
2. Связанная, входит в состав клеточных структур (например, белков, мембран).

Основных различием бактериальной клетки является отсутствие ядра. Вместо него в центральной части находится ядерное вещество, которое выполняет такие же функции. Рассмотрим рисунок № 5.

Бактериальная состоит из 80-90 процентов воды, 10 процентов приходится на долю сухого вещества.

Свободная вода в ее составе выполняет функции:

1. растворителя;
2. транспортировки;
3. обеспечивает процессы метаболизма;
4. способствует размножению.

Существуют организмы, не имеющие клеточного строения. К ним относят вирусы.

Заключение

В жизнедеятельности клетки вода выполняет ключевую роль. Её содержание не редко достигает 70-80 процентов. Вода необходима для каждого процесса в живом организме и содержится в каждом органе. Вода – источник жизни, ее биологическая роль бесценна для живого организма.

Роль воды в клетке: 6 важных функций и схема строения клеток Ссылка на основную публикацию

Источник: https://vodasila.ru/o-vode/rol-v-kletke-6-vazhnyh-funktsij