Меню

Почему вода выполняет множество функций

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

Роль воды в клетке для живого организма незаменима. Она составляет около 70 процентов от её 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.

Химический состав

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.

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 В12.

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.

Читайте также:  Sensitive camomile ив роше мицеллярная вода

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.

Источник

5 основных функций воды и норма употребления для организма.

Вода, мы состоим из нее в среднем на 70% и без сомнения употребление жидкости необходимо для организма человека. Вода выполняет множество различных функций, поэтому ее нужно употреблять в достатке .

Основные функции воды в теле человека:

  • Выведение из организма токсинов, шлаков, а также различных продуктов жизнедеятельности человека;
  • Транспортировка питательных веществ и кислорода;
  • Защита тканей и внутренних органов, а также поддержание структуры клеток;
  • Амортизирует суставы тем самым предотвращая их трение;
  • Улучшает обмен веществ.

Дополнение:

Очищение организма от вредных веществ происходит в каждом здоровом организме человека, чтобы достичь усиленного эффекта можно сауны и бани, но самый действенный способ это пробежка( статья про бег ).

Нужно следить за уровнем потребляемой воды, из-за недостатка воды будет не хватать жидкости в суставах и они будут тереться друг об друга при работе или нагрузке , что может вызвать неприятные заболевания, также достаток жидкости будет защищать от падений и травм суставы.

Употребление воды в норме улучшит ваш метаболизм и урегулирует температуру тела , путем испарения и потоотделения.

Также с уменьшение поступления воды в организм, он начинает накапливает воду внутри, запаса ее. Это подвергает человека к ряду заболеваний и поднятию лишнего веса.

Первым знаком недостатка воды является усталость , со временем появляется дискомфорт в позвоночники, ощущение ломоты в суставах, плохо выводятся вещества что снижает иммунитет.

Норма употребления воды

Средняя суточная норма употребления воды примерно не меньше 1,5 и до 3 литров воды в сутки , но сложно сказать сколько именно нужно пить отдельно взятому человеку. При проведении научных исследований было доказано что за сутки человек должен в среднем пить 30-40 мл воды на один килограмм массы своего тела , то есть к примеру вы весите 70 килограммов значит вам нужно выпивать не менее 2,1 литра воды, не стоит забывать что чрезмерное потребление будет плохо сказываться на организме человека.

Если понравилась статья ставь Like и подписывайся чтобы не пропускать новые статьи.

Напишите в комментариях, а сколько вы примерно выпиваете жидкости за день?

Источник

Почему именно вода выполняет такое множество функций в клетке и организме?

Почему именно вода, а не любое другое вещество выполняет такое множество функций в клетке и организме?

Почему только в организме?! Во всей нашей жизни, на всей планете, во всех видах жизни всего, что на этой планете есть. Как известно весь цикл жизни на нашей планете является водным, — с научной точки зрения, то есть основан на присутствии воды и выполнении ею самых главных функций жизнеобеспечения. Вода это основополагающая составляющая и если её не будет, — не будет и жизни на Земле.

Действительно, существует множество жидких веществ в природе и созданных химическим путем. Но только вода важна в жизнедеятельности человека. А все потому что на Земле изначально вода была средой появления жизни, живых существ. Вода является прекрасным растворителем многих веществ. Вот поэтому такова ее важнейшая роль в питании, в обмене веществ, в выделительной функции оганизма, и в частности в клетке.

Потому что в воде растворяются многие вещества как хорошие, те которые нужны организму для питания, так и вредные. Вредные вещества с помощью воды выводятся из организма.

А также потому что вода может испарятся и благодаря этому своему свойству она помогает поддерживать определенную температуру тела. То есть она не позволяет организму перегреваться и переохлаждаться.

А кроме того, вода текуча, это позволяет ей попадать всюду, даже в межклеточные пространства, при этом она переносит полезные вещества по организму.

Растительный белок не несёт вред организму, а животный белок надо употреблять не более 10% в сутки.

Если ваша пища богата белком и содержит малое количество углеводов, тогда начинается отложение подкожного жира, нарушается обмен веществ, однако чересчур богатая пища с содержанием углеводов не расщепляет отложенный жир и не даёт снижаться весу, но способствует продолжительности жизни.

Животных белков и углеводов в питании должно быть в норме.

Нуклеиновые кислоты — дезоксирибонулеиновая (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) являются сложными соединениями — полимерами.

Цепи нуклеиновых кислот составлены из чередующихся звеньев (мономеров) — нуклеотидов.

Каждый мономер состоит из трех частей — азотистого основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил), сахара (в ДНК – дезоксирибоза, в РНК – рибоза) и остатка фосфорной кислоты.

Читайте также:  Чем разводить антибиотики лидокаином или водой

Последовательность нуклеотидов в цепях нуклеиновых кислот уникальна для каждого организма.

Специфическое чередование нуклеотидов определяет запись наследственной информации в клетках.

Предельное количество — 5-7 литров воды за раз. Выше этого количества возникает гипергидроз с тяжелыми поражениями внутренних органов (особенно почек и мозга) с последующей смертью. Смертельные случаи от выпивания воды в основном происходили из-за конкурсов на выпивание воды:

Мерцание ресничек и биение жгутиков у одноклеточных животных связано с моторной (двигательной) функцией динеинов- группой моторных белков, трансформирующих химическую энергию АТФ в энергию механического движения.

Гуморальная регуляция (от латинского слова humor — жидкость) происходит благодаря передаче сигналов посредством выделения биологически активных веществ в жидкие среды организма (это кровь, тканевая жидкость, лимфа). Биологически активные вещества представлены, прежде всего, гормонами, но есть и местная гуморальная регуляция, когда клетка вырабатывает биологически активные вещества, влияющие на нее саму (аутокринные) или ее ближайшее окружение (паракринные).

Гуморальная регуляция не столь быстродейственна, как нервная, но эти два вида регуляции связаны между собой, и обычно процессы в организме регулируются нервно-гуморальным способом.

Источник

Строение, свойства и функции воды

Класс: 10

Цель урока: сформировать представление о целостной картине мира на примере вещества воды, осуществив интеграцию знаний учащихся, полученных в курсах физики, химии и биологии.

Задачи урока:

  1. Образовательные: усвоение всеми учащимися стандартного минимума фактических сведений о строении и функциях воды на всех уровнях организации живого.
  2. Развивающие: совершенствование надпредметных умений сравнивать и анализировать, устанавливать причинно-следственные связи; переводить информацию в графический вид (таблицу), постановки и решения проблем; оперировать понятиями и связывать с ранее полученными знаниями в курсах ботаники, зоологии, анатомии; рассуждать по аналогии, развивать память, произвольное внимание.
  3. Воспитательные: развивать интерес к окружающим явлениям, умение работать в парах и в коллективе, вести диалог, слушать товарищей, оценивать себя и других, формировать культуру речи.

Планируемые результаты: умение характеризовать функции вещества на основе строения и свойств; обобщение полученных знаний о функциях воды на разных уровнях организации живого в форме таблицы.

Тип урока: изучение нового материала и первичное закрепление знаний.

0 С, кипит при 100 0 С, выполняет множество функций и даже может хранить информацию). Ею заполнены океаны, моря, озера и реки; пары воды входят и в состав воздуха. Вода содержится в клетках всех живых организмов (животных, растений, грибов, бактерий) в значительных количествах: организме млекопитающих массовая доля воды составляет примерно 70%, а в огурцах и арбузах ее около 90%, в костях человека – 45 %, а в мозге до 90 %.

Цели урока: почему воды больше всего в составе живых организмов? Почему вода покрывает большую часть суши? Как вода сохраняет информацию? На эти вопросы нам с вами предстоит ответить в конце урока.

Как будем работать: беседуем, я рассказываю, показываю иллюстрации и схемы (Презентация), в процессе объяснения заполняем пропущенные слова в распечатках (Приложение 1). В конце урока я проконтролирую, как вы меня поняли. Мы заполним обобщающую таблицу, а я оценю ваши старания.

Демонстрационные опыты:

Опыт № 1:

Цель опыта: доказать растворимость веществ в воде.

Ход опыта: насыпать в колбу с водой соль или сахар. Размешать.

Результат: соль (сахар) полностью растворились.

Вывод: вода – хороший растворитель.

Опыт № 2

Цель опыта: доказать способность воды передвигаться по сосудам стебля за счет корневого давления и присасывающей силы испарения.

Ход опыта: поставить на сутки укоренившийся побег бальзамина в раствор чернил.

Результат: стебель и некоторые листья бальзамина окрасились в синий цвет.

Вывод: вода передвигается по сосудам стебля за счет сил сцепления между молекулами при помощи корневого давления и присасывающей силы испарения..

Опыт № 3:

Цель опыта: доказать способность воды двигаться в область меньшей концентрации растворителя.

Ход опыта: в две чашки Петри поместить одинаковые кусочки картофеля. В одну чашку налить воду, в другую – концентрированный раствор соли.

Результат: картофель в простой воде набух, а в концентрированном растворе соли сморщился.

Вывод: молекулы воды двигаются в область меньшей концентрации растворителя.

Объяснение нового материала (20 мин.):

Проводится в форме беседы. Изучаем вещества по определенному плану (пишу на доске): строение – свойства – функции на системных уровнях организации живого.

Строение молекулы и межмолекулярные связи

Молекула воды имеет угловую форму: атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный примерно 105 0. Поэтому молекула воды – диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород – отрицательно.

Вода – хороший растворитель. Растворы образуются путем взаимодействия растворенного вещества с частицами растворителя. Процесс растворения твердых веществ в жидкостях можно представить так: под влиянием растворителя от поверхности твердого вещества постепенно отрываются отдельные ионы или молекулы и равномерно распределяются по всему объему растворителя.
Опыты № 1 и № 3

Читайте также:  Что будет если промыть нос теплой водой

Вода – реагент в реакциях гидролиза (разрушение сложных химических веществ под действием воды до более простых с новыми свойствами) и ряде других реакций
ферменты
крахмал + вода → глюкоза

Водородные связи между молекулами воды

Растворы ряда веществ образуются за счет водородных связей между веществом и молекулами растворителя (сахара, газы)

Водородных связей много, поэтому необходимо много энергии для их разрыва.

Вода обладает хорошей теплопроводностью и большой теплоемкостью. Вода медленно нагревается и медленно остывает.

Водородные связи слабые

Молекулы воды подвижны относительно друг друга

Силы межмолекулярного сцепления образуют пространства между молекулами

Вода практически не сжимается

Образование водородных связей между молекулами воды и других веществ

Вода характеризуется оптимальным для биологических систем значением силы поверхностного натяжения, текучесть воды Опыт № 2

Вода замерзает при 0 0С, при замерзании образуется много водородных связей, возникают пространства между молекулами
Схема строения льда: пространства
между молекулами

Максимальная плотность воды при 4 С° равна 1 г/см3, лед имеет меньшую плотность, и всплывает на ее поверхность.

Вода обеспечивает диффузию — пассивный транспорт веществ в клетку и из нее в область меньшей концентрации (осмос) и пиноцитоз, а также транспорт веществ из клетки.
Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы могут двигаться более свободно, и, следовательно, реакционная способность вещества возрастает. Образовавшиеся в результате распада веществ ионы быстро вступают в химические реакции, поэтому вода – основная среда всех биохимических процессов в организме (реакциях обмена веществ).

Гидрофильные вещества проникают внутрь клетки.
Гидрофобные вещества (белки, липиды) могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции. Из гидрофобных веществ состоит клеточная мембрана, которая сохраняет целостность клетки, но избирательно пропускает вещества; жироподобными веществами из копчиковой железы птицы смазывают перья.
Растворяя газы, вода обеспечивает возможность дыхания и фотосинтеза организмов водных экосистем. А сероводород, образующийся при разложении остатков организмов, делает водоем безжизненным.

Вода – терморегулятор.
1) Вода обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму. При изменении температуры окружающей среды, внутри клетки температура оказывается неизменной или ее колебания оказываются значительно меньшими, чем в окружающей среде, поэтому вода обеспечивает сохранение структуры клетки (чем активнее клетка, тем больше в ней воды).
2) Охлаждение организма (потоиспарение, испарение воды растениями) происходит при участии воды.
3) Вода – благоприятная среда обитания для многих живых организмов (непосредственно водная и полости, заполненные водой, в почве).
4) Водные бассейны регулируют температуру на нашей планете. Большая теплоемкость определяет климатическую роль океанов. Поэтому морской климат мягче континентального, погода подвержена меньшим колебаниям температуры

«Смазочный материал» в суставах, плевральной полости и околосердечной сумке.

Капиллярный кровоток, движение веществ в капиллярах почвы, восходящий и нисходящий ток растворов в растениях.
Поверхностное натяжение воды образует пленку – часть среды обитания некоторых животных (клоп-водомерка, личинки комаров).

Лед защищает водоемы от промерзания.
Обитатели водных экосистем остаются активными в зимний период.

Вода может хранить информацию (Приложение 2).

Закрепление (13 мин.):

  1. Показать синюю или зеленую хризантему. Как создают такие растения? Являются ли они результатом селекционной работы?
  2. Почему кожа на пальцах при длительном купании сморщивается?
  3. Почему сморщивается яблоко, лежащее в тепле?

Разделить класс на три группы (по рядам). Первая группа выписывает в тетрадь функции воды на уровне живой клетки. Вторая группа – на уровне живого организма. Третья группа – на уровне экосистем и биосферы. В конце работы оценить себя по количеству найденных функций. Работа ведется по парам.

Функции на системных уровнях организации живого
  1. Обеспечивает подготовительный этап окисления полимеров: гидролиз крахмала до глюкозы, белков до аминокислот.
  2. Вода – источник кислорода, выделяемого при фотосинтезе, и водорода, который используется для восстановления продуктов ассимиляции углекислого газа.
  3. Эндогенная вода, образующаяся при окислении органических веществ.
  1. Создается тургорное давление, которое определяет объем и упругость клеток и тканей.
  2. Гидростатический скелет поддерживает форму у круглых червей, медуз и других организмов.
  3. Околоплодный пузырь с жидкостью поддерживает и защищает плод млекопитающих.

1. Транспорт веществ в клетке.

1. Охлаждение организмов.

1. Дыхание и фотосинтез водных организмов.

2. Основная среда всех биохимических процессов.

2. «Смазочный материал» в суставе, плевральной полости, околосердечной сумке, глазном яблоке.

2. Регуляция температуры на планете.

3. Участвует в ряде химических реакций.

3. Гидростатический скелет.

3. Благоприятная среда обитания для живых организмов.

4. Сохранение структуры клетки.

4. Защита плода млекопитающих.

4. Защита водоемов от промерзания.

5. Тургорное давление.

5. Капиллярный кровоток, нисходящий и восходящий ток в растениях.

5. Часть среды обитания животных.

6. Подъем почвенных растворов по капиллярам почвы.

Подведение итогов урока, оценка работы (2 мин.)

Источник

Вода © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector
В живой клетке В живом организме В экосистемах и биосфере