За очень немногими исключениями (кость и эмаль зуба), вода является преобладающим компонентом клетки. Она служит естественным растворителем для минеральных ионов и других веществ, а также дисперсионной средой, играющей важнейшую роль в коллоидной системе протоплазмы. Опыты с микроинъекцией показали, что вода легко смешивается с протоплазмой. Кроме того, она необходима для метаболизма клетки, так как физиологические процессы происходят исключительно в водной среде. Молекулы воды участвуют во многих ферментативных реакциях клетки и могут образовываться в результате процессов обмена веществ (Образование воды этим путем недостаточно для нужд клетки, и поэтому ее запасы должны пополняться внеклеточными жидкостями.). Наконец, вода служит источником ионов водорода при фотосинтезе.
Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет 95% всей воды клетки и используется главным образом как растворитель и как дисперсионная среда коллоидной системы протоплазмы. Связанная вода, на долю которой приходится всего 4—5% всей воды клетки, непрочно соединена с белками водородными и другими связями. К ней относится так называемая иммобилизованная вода, входящая в состав фибриллярных структур макромолекул. Из-за асимметричного распределения зарядов молекула воды действует как диполь (Рис. 1) и поэтому может быть связана как с положительно, так и отрицательно заряженными группами белка. Так, каждая аминогруппа в белковой молекуле способна связать 2,6 молекулы воды.
Помимо всех этих функций, то есть выполнения роли растворителя, дисперсионной среды и участника метаболических реакций, вода используется также для выведения различных веществ из клетки. Кроме того, благодаря своей высокой теплоемкости она поглощает тепло и тем самым предотвращает резкие колебания температуры в клетке.
Содержание воды в организме зависит от его возраста и метаболической активности. Оно наиболее высоко в эмбрионе (90—95%) и с возрастом постепенно уменьшается. Содержание воды в различных тканях варьирует в зависимости от их метаболической активности. Например, в сером веществе мозга оно достигает 85%, а в белом веществе—78%. К тканям с низким содержанием воды относится кость (20%) и эмаль зуба (10%).
Время, необходимое для полного обновления количества воды, равного весу тела, колеблется в зависимости от окружающей среды, к которой адаптирован организм. Например, для амебы оно составляет семь дней, для человека — 4 недели, для верблюда — 3 месяца, для черепахи — 1 год, для кактуса, растения пустыни, — 29 лет. У верблюда большое количество воды образуется путем окисления жира, содержащегося в горбу.
Новински В., Робертис Э.де., Саэс Ф.
⇐ Перейти на главную страницу сайта ⇐
⇑ Вернуться в начало страницы ⇑
Библиотека Ordo Deus ⇒ ⇒
⇐ Цитоплазма
⇓ Каталог систематический ⇓
Коацервация и связанная вода ⇒
Внимание! Вы находитесь в библиотеке «Ordo Deus». Все книги в электронном варианте, содержащиеся в библиотеке «Ordo Deus», принадлежат их законным владельцам (авторам, переводчикам, издательствам). Все книги и статьи взяты из открытых источников и размещаются здесь только для чтения.
Библиотека «Ordo Deus» не преследует никакой коммерческой выгоды.
Все авторские права сохраняются за правообладателями. Если Вы являетесь автором данного документа и хотите дополнить его или изменить, уточнить реквизиты автора, опубликовать другие документы или возможно вы не желаете, чтобы какой-то из ваших материалов находился в библиотеке, пожалуйста, свяжитесь с нами по e-mail: info @ ordodeus. ru Формы для прямой связи с нами находятся в нижней части страниц: контакты и устав «Ordo Deus», для перехода на эти страницы воспользуйтесь кнопкой контакты вверху страницы или ссылкой в оглавлении сайта.
Вас категорически не устраивает перспектива безвозвратно исчезнуть из этого мира? Вы желаете прожить ещё одну жизнь? Начать всё заново? Исправить ошибки этой жизни? Осуществить несбывшиеся мечты? Перейдите по ссылке: «главная страница».
Источник
Свободная вода
СВОБОДНАЯ ВОДА (а. free water; н. freies Wasser; ф. eau libre; и. agua libre) — подземная вода, содержащаяся в горных породах и находящаяся под влиянием капиллярных и гравитационных сил. Капиллярная вода заполняет капиллярные поры, а при уменьшении влажности — только углы пор в горных породах.
Капиллярная свободная вода, связанная с уровнем грунтовых вод, называется капиллярно-поднятой, в отрыве от него — капиллярно-подвешенной водой. Оба вида капиллярной свободной воды передают гидростатическое давление и перемещаются под действием сил поверхностного натяжения.
Капиллярно-поднятая вода образует т.н. капиллярную кайму, которая постоянно восстанавливается за счёт подтягивания воды по капиллярам с уровня грунтовых вод. Капиллярное поднятие зависит от гранулометрического и минералогического состава пород зоны аэрации, температуры воды и от других факторов. Максимальная высота поднятия в глинистых породах 8-10 м, в крупнозернистых песках несколько см, в галечниках и гравии отсутствует.
Капиллярно-подвешенная вода образуется чаще всего в супесчаных отложениях в основном за счёт атмосферных осадков. Наибольшее количество этой воды, удерживаемое породой, соответствует наименьшей влагоёмкости или водоудерживающей способности породы. Капиллярная вода в зависимости от состава горных пород по-разному влияет на изменение физико-механических свойств горных пород. Как правило, она приводит к уменьшению прочности пород в горных выработках.
Гравитационная вода перемещается в горные породы под действием силы тяжести и градиента напора, возникающего как за счёт разности гипсометрических отметок (для верхних водоносных горизонтов), так и за счёт различного геостатического давления (для глубокозалегающих горизонтов). Её содержание зависит от пористости и трещиноватости горных пород (максимальная насыщенность горных пород водой называется полной влагоёмкостью). Содержание гравитационной воды в породе определяется как разность между полной и капиллярной влагоёмкостью.
Гравитационная вода, легко отдаваемая горными породами, добывается для водоснабжения, она откачивается при осушении котлованов, карьеров и шахт. Интенсивный водоотбор сопровождается оседанием земной поверхности. В некоторых районах действие свободной воды приводит к развитию карста, суффозии, солифлюкции, образованию плывунов и др. В областях ведения горных работ это приводит к нарушению устойчивости бортов карьеров и откосов котлованов, повышенной обводнённости выработок, внезапным прорывам вод и плывунов в горной выработке.
Источник
Роль воды в клетке. Свободная и связанная форма
Вода – это источник жизни на нашей планете. Ее роль настолько велика, что всего и не перечислишь. Представьте, какой бы была наша жизнь без той самой молекулы H2O? Все просто, она бы полностью отсутствовала, ведь человек на девяносто процентов состоит из воды. Даже при обследовании других планет ученые в первую очередь ищут воду, причем в любом ее агрегатном состоянии. Так как жизнь зародилась именно в ней.
Сегодняшнюю работу мы решили посвятить такой теме, как роль воды в клетке. Какие она выполняет функции? Мы постараемся предельно понятно все это объяснить в данной статье. Приступим к работе, первым вопросом мы обозначим роль и значение воды как для всех живых организмов, так и для отдельной клетки.
Вода – источник жизни
Само название данного раздела уже многое говорит о значении H2O. Но все-таки мы поговорим об этом немного подробнее. Начнем с того, что это одно из самых удивительных веществ нашей планеты. Земля практически полностью покрыта водой, территория суши меньше более чем в два раза. Чистой воды в природе не бывает, и быть не может, но ее получают искусственным путем. Она не имеет ни запаха, ни цвета, ни вкуса. В природе по массе можно выделить такую закономерность состава воды:
11,19 процента водорода;
88,81 процента кислорода.
Если мы возьмем природную воду, то она представляет сбор множества химических соединений, основу которых составляют соли. Помимо солей имеются и газы. В данный момент в морской воде выявили уже 2/3 периодической таблицы Менделеева. При росте технического прогресса, возможно, выявятся и остальные.
Какова же роль воды в клетке? Для начала мы отметим то, что ее процентное соотношение может составлять от 40 до 98 процентов. Ее роль, функции мы отметим немного позже.
Молекулы воды
Перед тем как отметим роль воды в клетке, немного поговорим о самой молекуле. H2O – это самое распространенное соединение нашей планеты. Вода содержится везде, только в разном процентном соотношении, то есть ее количество разное. Для примера возьмем зубную эмаль и развивающийся зародыш, так, вода занимает 10 и 90 процентов соответственно.
Важно знать и то, что в человеческом теле она составляет более 60 процентов, а содержание в молодом организме гораздо больше. ТакЭ в теле младенца находится более 70 процентов жидкости. Люди давно задаются вопросом о том, почему мы стареем, а не живем вечно. Так и появилась одна из гипотез: тело стареет, так как белки не могут связывать большое количество воды.
Везде в человеческом организме есть вода:
кости – 20 процентов;
мозг – 80 процентов;
печень – 80 процентов;
мышцы – 80 процентов.
Важно знать и то, что основа жизни – это обмен веществ, а без воды невозможен ни белковый, ни углеводный, ни жировой и так далее. Исходя из всего сказанного, мы уже можем выделить роль воды в клетке, даже не одну. Их мы перечислим прямо сейчас.
Функции
Итак, вода в клетке выполняет функции следующие:
поддерживает упругость клетки, например, если клетки теряют жидкость, то плоды деревьев и кустарников могут засыхать, а листья увядать;
вода участвует в процессе выведения вредных элементов и в перемещении веществ;
вода способствует быстрому протеканию химических реакций, так как многие вещества способны растворяться в ней;
растворение солей и сахара;
непосредственное участие в процессе терморегуляции, так как вода способна медленно нагреваться и остывать.
Исходя из этого, можно утверждать, что вода в клетке просто необходима. Она участвует во всех жизненно необходимых процессах, происходящих в организме человека и других живых существ нашей планеты.
Свободная вода
Важно еще знать и то, что вода в клетке может находиться в двух формах:
Сейчас подробно рассмотрим каждый из этих видов. В данном разделе мы рассматриваем свободную, которая примерно занимает 95 процентов воды в клетке. Она используется в качестве растворителя, но об этом так же мы поговорим более подробно немного позже. Еще одно назначение – это среда для протоплазмы. Но есть и еще предназначения H2O в клетке – это выведение ненужных веществ. Как мы упоминали ранее, вода участвует в процессе терморегуляции, она поглощает тепло и не дает температуре клетки делать резких скачков.
Связанная вода
Теперь о другой форме, которая занимает всего 5 процентов воды в клетке. Связанная вода способна соединяться с белками при помощи водородной или других связей. Важно знать и то, что это соединение является не очень прочным.
Ее также называют иммобилизированной, она входит в состав фибриллярной структуры молекулы. Уточним и то, что связанная вода может соединяться с положительно и отрицательно заряженными белками, это связано с тем, что распределение зарядов асимметрично, а молекула выступает в роли диаполя.
Мы упоминали то, что вода находится в организме человека и ее распределение неравномерно, но ничего не сказали о времени ее полного обновления. Это зависит от окружающей среды и климата, к которому адаптирован организм. Для примера:
амеба – 7 дней;
человек – 28 дней;
верблюд – 90 дней;
черепаха – 1 год;
кактус – 30 лет.
Растворитель
Вода в жизнедеятельности клетки играет довольно большую роль. Мы говорили о том, что вода – это универсальный растворитель, за это надо благодарить полярность и способность к образованию водородной связи. Так, она может растворять как ионные соединения (соль, кислота), так и неионные (спирт, сахар, аминокислота). Они хоть неионные, но полярные, а вещества содержат заряженные группы.
Источник
Свободная вода особенности строения
Из-за блокировщика рекламы некоторые функции на сайте могут работать некорректно! Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы на этом сайте.
Свойства воды и ее роль в клетке:
На первом месте среди веществ клетки стоит вода. Она составляет около 80% массы клетки. Вода важна для живых организмов вдвойне, ибо она необходима не только как компонент клеток, но для многих и как среда обитания.
1. Вода определяет физические свойства клетки — ее объем, упругость.
2. Многие химические процессы протекают только в водном растворе.
3. Вода — хороший растворитель: многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе, и в водном же растворе отработанные продукты выводятся из клетки.
4. Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
5. Вода обладает уникальным свойством: при охлаждении ее от +4 до 0 градусов, она расширяется. Поэтому лед оказывается легче жидкой воды и остается на ее поверхности. Это очень важно для организмов, обитающих в водной среде.
6. Вода может быть хорошим смазочным материалом.
Биологическая роль воды определяется малыми размерами ее молекул, их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями.
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, донором электронов при фотосинтезе; она необходима для гидролиза макромолекул до их мономеров.
вода участвует в образовании смазывающих жидкостей и слизей, секретов и соков в организме.
За очень немногими исключениями (кость и эмаль зуба), вода является преобладающим компонентом клетки. Вода необходима для метаболизма (обмена) клетки, так как физиологические процессы происходят исключительно в водной среде. Молекулы воды участвуют во многих ферментативных реакциях клетки. Например, расщепление белков, углеводов и других веществ происходит в результате катализируемого ферментами взаимодействия их с водой. Такие реакции называются реакциями гидролиза.
Вода служит источником ионов водорода при фотосинтезе. Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет 95% всей воды в клетке и используется главным образом как растворитель и как дисперсионная среда коллоидной системы протоплазмы. Связанная вода, на долю которой приходится всего 4% всей воды клетки, непрочно соединена с белками водородными связями.
Из-за асимметричного распределения зарядов молекула воды действует как диполь и потому может быть связана как положительно, так и отрицательно заряженными группами белка. Дипольным свойством молекулы воды объясняется способность ее ориентироваться в электрическом поле, присоединяться к различным молекулам и участкам молекул, несущим заряд. В результате этого образуются гидраты
Благодаря своей высокой теплоемкости вода поглощает тепло и тем самым предотвращает резкие колебания температуры в клетке. Содержание воды в организме зависит от его возраста и метаболической активности. Оно наиболее высоко в эмбрионе (90% ) и с возрастом постепенно уменьшается. Содержание воды в различных тканях варьируется в зависимости от их метаболической активности. Например, в сером веществе мозга воды до 80%, а в костях до 20%. Вода — основное средство перемещения веществ в организме (ток крови, лимфы, восходящие и нисходящие токи растворов по сосудам у растений) и в клетке. Вода служит «смазочным» материалом, необходимым везде, где есть трущиеся поверхности (например, в суставах). Вода имеет максимальную плотность при 4°С. Поэтому лед, обладающий меньшей плотностью, легче воды и плавает на ее поверхности, что защищает водоем от промерзания. Это свойство воды спасает жизнь многим водным организмам.
