Вода
Вода составляет 70-80% от массы живых организмов.
Строение молекулы: электронная плотность смещена к кислороду, на нем частичный отрицательный заряд, на водородах – частичный положительный, молекула – диполь. Между + и – могут образовываться водородные связи. За счет большого количества водородных связей молекулы воды «держатся» друг за друга, что обеспечивает, в частности, аномально высокие теплоемкость, теплоту испарения, поверхностное натяжение и капиллярные свойства воды.
Функции воды
1. Благодаря маленьким дипольным молекулам вода является лучшим растворителем для полярных (гидрофильных) веществ. В растворенном состоянии вещества транспортируются по организму и очень быстро реагируют между собой.
2. Транспортная функция: в растворенном состоянии вещества передвигаются по организму.
3. Вещества, на поверхности которых нет полных или частичных зарядов (гидрофобные), не могут взаимодействовать с молекулами воды, вода их выталкивает (жир, бензин). На этом основаны строение и работа биологических мембран.
4. Вода обладает аномально высокой теплоемкостью (может поглотить много тепла и при этом почти не нагреться). За счет этого вода защищает клетку от резких перепадов температуры. За счет этого же в водной среде обитания очень небольшие колебания температуры.
5. Вода обладает аномально высокой теплотой испарения (парообразования). При испарении вода забирает много тепла, за счет этого идет охлаждение организма (при потоотделении, транспирации с поверхности листьев).
6. Вода, как и все жидкости, несжимаема, обеспечивает опору для клеток (тургор) и целых организмов (гидроскелет).
7. Вода сама может участвовать в химических реакциях как реагент (реакции гидролиза, фотосинтеза и т.п.).
8. Плотность воды в жидком состоянии больше, чем в твердом. Поэтому вода при замерзании расширяется. Если замерзнет вода в клетке, то клетка погибнет из-за разрыва мембраны. Чтобы этого не происходило, организмы в холодный период года запасают в клетке вещества, снижающие температуру замерзания воды (криопротекторы, или антифризы - сахара, глицерин, аминокислоты и т.д.).
9. Вода имеет большое поверхностное натяжение. Это используется мелкими организмами (например, клопами-водомерками) для перемещения по водной пленке.
10. У воды хорошо выражены капиллярные свойства, то есть она может подниматься вверх по тонким трубкам (движение воды в сосудах растений, в почве).
© Д.В.Поздняков, 2009-2020