Apakah peranan air dalam sel manusia?

Secara harfiah sejak zaman kanak-kanak, setiap orang tahu bahawa air memainkan peranan yang amat penting bagi kita. Kebersihan, pembersihan, minum - setiap elemen kehidupan yang tidak dapat dihubungkan ini berkaitan dengan air. Secara beransur-ansur mempelajari dunia, kanak-kanak belajar tentang peranan air dalam sel. Mungkin, hanya dari saat ini ia menjadi jelas betapa pentingnya pentingnya: tanpa kehidupan air itu sendiri tidak dapat dibayangkan. Oleh kerana sifat-sifatnya ia memungkinkan fungsi organisme kompleks.

Struktur molekul

Peranan air dalam kehidupan sel secara langsung berkaitan dengan ciri-ciri strukturnya. Semua orang tahu formula cecair utama badan kita. Setiap molekul air terdiri daripada satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Mereka bersatu dalam satu keseluruhan disebabkan oleh ikatan kovalen polar , berdasarkan pembentukan pasangan elektron biasa untuk dua atom. Ciri ciri molekul air adalah asimetri elektriknya. Atom oksigen adalah lebih elektronegatif, ia menarik elektron atom hidrogen lebih kuat. Akibat dari ini adalah anjakan pasangan umum elektron ke arah atom oksigen.

Dipole

Peranan air dalam sel bergantung kepada ciri-ciri bahan tersebut. Hasil daripada anjakan sepasang elektron, ia memperoleh polarisasi. Untuk molekul air dicirikan oleh kehadiran dua tiang: setiap atom hidrogen mempunyai caj yang sebahagiannya positif, dan oksigen - sebahagiannya negatif. Bersama-sama mereka mencipta molekul neutral.

Oleh itu, setiap unit struktur air adalah dipole. Keanehan struktur molekul menentukan sifat hubungan antara struktur jiran. Atom oksigen yang sebahagiannya negatif tertarik oleh atom hidrogen molekul lain. Bentuk ikatan hidrogen yang disebut di antara mereka. Setiap molekul air cenderung untuk menghubungi cara ini dengan empat jirannya. Semua nuansa struktur yang disebutkan menentukan peranan biologi air dalam sel.

Ciri-ciri

Bon hidrogen, ciri-ciri molekul air, menentukan banyak sifatnya. Hubungan antara atom oksigen dan hidrogen adalah sangat kuat, iaitu, untuk memecahkan mereka, perlu mengeluarkan jumlah tenaga yang mengagumkan. Akibatnya, air mempunyai titik didih yang tinggi, serta lebur dan pengewapan. Antara bahan yang sama, air adalah satu-satunya bahan yang terdapat di Bumi secara serentak dalam tiga keadaan agregat. Peranan air dalam sel adalah berdasarkan ciri khusus ini.

Interaksi dengan bahan hidrofilik

Keupayaan zarah air yang wujud untuk membentuk ikatan hidrogen membolehkan bendalir utama untuk membubarkan banyak sebatian. Bahan-bahan tersebut dipanggil hydrophilic, iaitu, "mesra" kepada air. Ini termasuk sebatian ionik: garam, asas dan asid. Bilangan bahan hidrofilik termasuk sebatian bukan ionik dengan polariti. Molekul mereka mengandungi kumpulan yang dikenakan. Ini adalah asid amino, gula, alkohol sederhana dan beberapa sebatian lain.
Peranan air dalam aktiviti penting sel dikurangkan kepada penciptaan persekitaran yang diperlukan untuk mempercepatkan semua reaksi. Penyelesaiannya adalah keadaan bahan di mana semua molekulnya dapat bergerak jauh lebih bebas, iaitu, keupayaan untuk bertindak balas jauh lebih tinggi dari pada bentuk biasa.

Terima kasih kepada sifat-sifat tersebut, air menjadi medium utama bagi aliran majoriti tindak balas kimia. Sebagai contohnya, hidrolisis dan keseluruhan proses pengurangan pengoksidaan dilakukan hanya dengan penyertaan langsung sel cecair utama sel.

Reagen

Peranan air yang besar dalam kehidupan sel tidak dapat dinafikan. Ia mengambil bahagian dalam semua proses penting. Sebagai contoh, air diperlukan untuk fotosintesis. Salah satu tahapannya, fotolisis air, adalah untuk memisahkan atom-atom hidrogen dan memasukkannya ke dalam sebatian organik yang terhasil. Pada masa yang sama, oksigen yang dibebaskan dilepaskan ke atmosfera.

Peranan air dalam sel manusia dan haiwan dikaitkan dengan hidrolisis yang telah disebutkan, pemusnahan bahan dengan penambahan air. Salah satu tindak balas yang paling penting dalam jenis ini dalam sel adalah penguraian molekul ATP, yang berlaku dengan pembebasan tenaga, yang digunakan untuk proses penting yang lain.

Interaksi dengan bahan hidrofobik

Sesetengah protein, serta lemak dan asid nukleat tidak larut dalam air sama sekali, atau proses ini sangat sukar. Bahan-bahan sedemikian dipanggil hydrophobic, iaitu, air "takut". Peranan air dalam sel dan badan juga berkaitan dengan interaksi dengan sebatian yang sama.

Molekul air mampu memisahkan bahan hidrofobik daripada cecair itu sendiri. Akibatnya, permukaan antara muka yang dipanggil terbentuk. Banyak tindak balas kimia yang dijalankan ke atasnya. Jadi, ia adalah melalui interaksi fosfolipid, yang membentuk membran sel, yang membentuk lipid bilayer dengan air.

Kapasiti haba

Peranan biologi air dalam sel juga terletak pada penyertaannya dalam thermoregulation. Kapasiti haba air cukup tinggi. Ini bermakna apabila jumlah tenaga terma yang mengagumkan diserap, suhu air berubah secara tidak penting. Ciri ini membantu mengekalkan suhu malar di dalam sel, yang diperlukan untuk mengalir aliran banyak proses dan mengekalkan kesahan persekitaran dalaman.

Pengagihan haba seragam

Ciri ciri air yang lain ialah kekonduksian terma. Ia juga membantu mengekalkan kesinambungan persekitaran dalaman. Air boleh membawa sejumlah haba yang mengagumkan dari tapak badan, di mana ia berada dalam keterlaluan, ke sel-sel dan tisu yang kekurangannya.

Di samping itu, thermoregulation juga dilakukan dengan penyejatan air. Penyejukan adalah disebabkan oleh fakta bahawa semasa peralihan dari satu keadaan agregat ke yang lain, ikatan hidrogen mesti dimusnahkan. Dan untuk ini, seperti yang telah disebutkan, lebih banyak tenaga diperlukan.

Rangka hidrostatik

Peranan air dalam kehidupan sel tidak berakhir di sana. Cecair badan utama mempunyai satu lagi harta: ia secara praktikalnya tidak berkontrak. Ciri ini membolehkan air memainkan peranan rangka hidrostatik dalam sel. Air menghasilkan tekanan turgor, dengan itu menentukan sifat-sifat sel dan tisu, seperti pukal dan keanjalan. Ia mudah difahami peranan air dalam sel dalam pengertian ini, jika anda melihat pokok-pokok. Bentuk daun yang lazim dicipta disebabkan peningkatan tekanan dalam sel. Terdapat banyak contoh yang serupa di dunia organik. Sebagai contoh, bentuk ubur-ubur yang biasa atau bulu bulu juga disokong oleh rangka hidrostatik. Kehilangan air oleh sel, masing-masing, membawa kepada proses terbalik. Perubahan bentuk: daun pudar, kedutan buah-buahan, kulit kehilangan keanjalannya.

Penyertaan dalam pengangkutan bahan

Molekul air dengan ikatan hidrogen mampu menyambung bukan sahaja dengan satu sama lain, tetapi juga dengan bahan lain. Sebagai hasil daripada interaksi ini, ketegangan permukaan muncul , yang memainkan peranan penting dalam pengangkutan bahan dalam tubuh. Oleh itu, kesan perpaduan (lekatan molekul di bawah tindakan daya tarikan, dan dalam kes air - melalui ikatan hidrogen) adalah pergerakan nutrien dalam kapilari tumbuhan. Terima kasih kepada harta yang sama ini, air memasuki tumbuhan dari tanah melalui rambut akar.

Selain itu, kekuatan ketegangan permukaan menjadikan aliran darah kapilari mungkin di haiwan dan manusia. Air mengambil bahagian dalam pergerakan bahan dan penyingkiran produk-produk pembusukan dari badan.

Ternyata jawapan kepada soalan "apakah peranan air di dalam sel?" Adalah agak jelas - ia sangat besar. Oleh kerana sifat asas struktur molekul cecair ini, semua proses asas adalah mungkin, tanpa kehidupan yang tidak dapat difahami. Air menyumbang kepada peningkatan kereaktifan bahan-bahan, menyokong bentuk sel dan organ, mengambil bahagian dalam peruntukan mereka dengan semua yang diperlukan, adalah sebahagian daripada tindak balas kimia. Air adalah sumber kehidupan dan ia pastinya bukan metafora. Semua proses utama metabolisme berkaitan dengannya, ia juga mendasari interaksi pelbagai sebatian. Ia adalah kerana sifat-sifat ini bahawa air adalah bahan yang dicari terutamanya semasa penerokaan planet lain dalam usaha untuk memahami sama ada ia sesuai untuk kehidupan.