Вода как растворитель. Эмпирическое правило утверждает «подобное растворяется в подобном». Вода полярный растворитель, поэтому хорошо растворяет полярные вещества с ионными и ковалентными полярными связями. Кроме того, будут хорошо растворяться вещества склонны к образованию водородных связей, например, простые спирты и углеводы, содержащие ОН-группы.

 

Вещества, которые привлекаются молекулами воды наз. гидрофильными, а которые отталкиваются - наз. гидрофобными.

 

В процессе растворения вещества происходит разрушение кристаллических структур, кроме того, разрушаются связи в молекулах электролитов - диссоциация с образованием ионов, происходят процессы гидратации. Указанные процессы вызывают ускорение химических реакций в растворах - это главная причина того, что большинство химических реакций в клетке протекает в растворах. Крупные органические молекулы неполярные, поэтому гидрофобные и могут разграничивать водные растворы на отдельные компартменты. Гидрофобное взаимодействие обеспечивает стабильность мембран, пространственную конфигурацию белков и нуклеиновых кислот, других субклеточных структур.

 

Вода как растворитель является средой для транспорта различных веществ. Именно такую функцию она выполняет в флоэме и ксилеме растений, лимфатической и экскреторной системах, в крови.

 

Большая теплоемкость воды. Удельная теплоемкость - это количество энергии в джоулях, которую необходимо затратить для того, что нагреть 1 кг воды на 1 0С. Вода характеризуется большой теплоемкостью. Это уменьшает влияние температурных колебаний в окружающей среде. Благодаря чему достигается высокая стабильность биохимических процессов, протекающих с постоянной скоростью.

 

Такая же стабильность условий достигается и в случаях, когда вода - среда обитания живых организмов.

 

Большая теплота испарения. Значительные затраты энергии необходимы для испарения воды обусловлены существованием водородных связей. Испарения эндотермический процесс и источником тепловой энергии является окружающая среда, поэтому конечный результат испарения сопровождается понижением температуры. Такое явление используется при потоотделении животных, транспирации листьев и т.д..

 

Большая теплота плавления. Процесс таяния требует затрат большого количества энергии, а в процессе замерзания вода должна отдать большое количество энергии. Любые процессе с большой энергетической амплитудой маловероятны в природе. Поэтому уменьшается вероятность замерзания физиологических жидкостей в клетке и в среде, что его окружает. Особенно губительно действует образования кристалликов льда в клетке.

 

Плотность и поведение воды у точки замерзания. Плотность воды будет наибольшей при + 4 0С и поэтому лед при 0 0С имеет меньшую плотность, плавает на поверхности воды и защищает водоемы от промерзания, что увеличивает шансы организмов в водоемы на выживание. Если бы с начала замерзали нижние слои воды, то жизнь в водоемах северных широт было бы невозможным. Предполагают, что именно такое поведение воды была особенно важным фактором в ледниковый период.

 

Большой поверхностное натяжение и когезия. Когезия - это сцепление молекул между собой под воздействием сил притяжения. Силы когезии действуют внутрь и вызывают действие сил поверхностного натяжения жидкости. Благодаря этому жидкость всегда старается иметь наименьшую площадь поверхности - идеальный вариант - это форма шара. Когезия молекул воды обеспечивает важную роль последней в клетках, движение по сосудам ксилемы растений. Указанное свойство воды используют микроорганизмы для того, чтобы удерживаться на поверхности воды.

 

Вода как реагент. Биологическое значение воды заключается в том, что она является одним из необходимых метаболитов, участвует в реакциях гидролиза, источником атомов водорода в процессе фотосинтеза.

 

Вода и процесс эволюции. Вода играла исключительную роль в процессе видообразования, особенно влияла нехватка воды. Многочисленные растительные организмы имеют подвижные гаметы и вне водной среды не могут размножаться, а это ограничивает их распространение в условиях недостатка воды (ксерофиты).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+