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:

• свободной;
• связанной.

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.