1. Ce structură are apa?
Răspuns. Moleculele de apă au o structură unghiulară: nucleele constituente formează un triunghi izoscel, la baza căruia există doi hidrogen, iar în partea de sus există un atom de oxigen. Distanțele internucleare OH sunt aproape de 0,1 nm, distanța dintre nucleele atomilor de hidrogen este de 0,15 nm. Dintre cele șase electroni care alcătuiesc stratul electronic de atomi de oxigen din molecula de apă, două perechi de electroni formează legături covalente O-H, iar ceilalți patru electroni sunt două perechi de electroni care nu sunt împărțite.
Molecula de apă este un dipol mic care conține încărcături pozitive și negative la polii. Lângă nucleele de hidrogen există o lipsă a densității electronice, iar pe partea opusă a moleculei, lângă nucleul de oxigen, există un exces de densitate electronică. Această structură determină polaritatea moleculei de apă.
2. Cât cantitate de apă (în%) este conținută în celule diferite?
3. Care este rolul apei în organismele vii?
1. Apa ca solvent. Multe reacții chimice din celulă sunt ionice, deci apar doar în mediul acvatic. Substanțe solubile în apă sunt numite hidrofili (alcooli, zaharuri, aldehide, aminoacizi), nu se dizolvă - hidrofob (celuloză de acid gras).
2. Apa ca reactiv. Apa este implicată în numeroase reacții chimice: polimerizarea, hidroliza și fotosinteza.
3. Funcția de transport. Mișcarea organismului împreună cu apa substanțelor dizolvate în el în diferite părți ale acestuia și îndepărtarea produselor inutile din organism.
4. Apa ca stabilizator de căldură și controler de temperatură. Această funcție se datorează proprietăților de apă, cum ar fi capacitatea mare de căldură - atenuează efectul asupra corpului de schimbări semnificative de temperatură în mediu; conductivitate termică ridicată - permite corpului să mențină aceeași temperatură pe tot parcursul volumului; căldură mare de evaporare - folosită pentru răcirea corpului în timpul transpirației la mamifere și transpirație în plante.
5. Funcția structurală. Citoplasma celulelor conține apă de la 60 până la 95% și dă celulelor forma lor normală. În plante, apa sprijină turgorul (elasticitatea membranei endoplasmice). în unele animale servește ca un schelet hidrostatic (meduze)
Întrebări după § 7
1. Care este particularitatea structurii moleculei de apă?
Răspuns. Proprietățile unice ale apei sunt determinate de structura moleculei sale. Molecula de apă constă dintr-un atom de O legat la doi atomi de H prin legături covalente polar. Aranjamentul caracteristic al electronilor din molecula de apă îi conferă o asimetrie electrică. Cel mai mult atom de oxigen electronegativ atrage mai puternic electronii atomilor de hidrogen, ca urmare a faptului că perechile generale de electroni sunt deplasate în molecula de apă în direcția sa. Prin urmare, deși molecula de apă ca întreg nu este încărcată, fiecare dintre cei doi atomi de hidrogen are o sarcină parțial pozitivă (desemnată 8+), iar atomul de oxigen poartă o sarcină parțial negativă (8-). Molecula de apă este polarizată și este un dipol (are doi poli).
O sarcină parțială negativă a atomului de oxigen al unei molecule de apă este atrasă de atomii de hidrogen parțial pozitivi ai altor molecule. Astfel, fiecare moleculă de apă tinde să conecteze o legătură hidrogen cu patru molecule de apă vecine.
2. Care este semnificația apei ca solvent?
Răspuns. Datorită polarității moleculelor și a capacității de a forma legături de hidrogen, apa dizolvă ușor compușii ionici (săruri, acizi, baze). Este ușor solubil în apă și unele compus neionic dar polar, punct de topire. E. O moleculă care conține grupări încărcate (polare), cum ar fi zaharuri, alcooli simpli, aminoacizi. Substanțele sunt ușor solubile în apă, sunt numite hidrofile (din hygros greacă -. Wet și philia - prietenie, înclinare). Când substanța intră în soluție, moleculele sau ionii săi se pot deplasa mai liber și, prin urmare, reactivitatea crește substanței. Acest lucru explică de ce apa este mediul primar în care are loc majoritatea reacțiilor chimice, și toată reacția de hidroliză și numeroase reacții redox continua cu participarea directă a apei.
Substanțele care sunt slab sau complet insolubile în apă sunt numite hidrofobe (din fobii greci - frică). Acestea includ grăsimi, acizi nucleici, unele proteine și polizaharide. Astfel de substanțe pot forma interfețe cu apa, la care au loc multe reacții chimice. Prin urmare, faptul că apa nu se dizolvă substanțe nepolare, pentru organismele vii este, de asemenea, foarte importantă. Printre proprietățile fiziologice importante ale apei se numără abilitatea de a dizolva gaze (O2, CO2, etc.).
3. Care este conductivitatea termică și capacitatea termică a apei?
Răspuns. Apa are o capacitate mare de căldură, adică capacitatea de a absorbi energia termică cu o creștere minimă a temperaturii intrinseci. Capacitatea mare de căldură a apei protejează țesuturile organismului de creșteri rapide și puternice ale temperaturii. Multe organisme sunt răcite prin evaporarea apei (transpirație în plante, transpirație la animale).
Apa are, de asemenea, o conductivitate termică ridicată, asigurând o distribuție uniformă a căldurii în întregul corp. În consecință, căldura specifică ridicată și conductivitatea termică ridicată fac apa să fie un fluid ideal pentru menținerea echilibrului termic al celulei și al corpului.
4. De ce apa este considerată a fi lichidul ideal pentru o celulă?
Moleculele de apă sunt neutre din punct de vedere electric. Cu toate acestea, sarcina electrică din moleculă este distribuit neuniform în domeniul atomilor de hidrogen (mai precis, protoni) predomină sarcină pozitivă, în regiunea de sarcină negativă, unde densitatea de oxigen mai mare. Prin urmare, o particulă de apă este un dipol. proprietatea Dipole de molecule de apă datorită capacității sale de a se orienta în câmp electric să se alăture diferitelor molecule și porțiuni ale moleculelor, purtătorii de sarcină. Ca rezultat, se formează hidrați. Capacitatea apei de a forma hidrați se datorează proprietăților sale universale de dizolvare. Dacă energia de atracție a moleculelor de apă la moleculele unei substanțe este mai mare decât energia de atracție dintre moleculele de apă, substanța se dizolvă. În funcție de această distincție hidrofile (hydros grecești -. Apa și phileo - like) substanței, bine solubilă în apă (de exemplu, săruri, baze, acizi, etc.), și hidrofobe (hydros grecești -. Apa și phobos - anxietate) agenți, greu sau deloc solubil în apă (grăsimi, substanțe grase cum ar fi, de cauciuc și altele.). Structura membranelor celulare sunt substanțe grase asemănătoare care limitează trecerea de la mediul exterior în celule și din spate, precum și unele părți ale celulei la alta.
Majoritatea reacțiilor care apar în celulă pot merge numai în soluție apoasă. Apa este un participant direct la multe reacții. Spre exemplu, împărțirea proteinelor, a carbohidraților și a altor substanțe are loc ca urmare a interacțiunii dintre acestea și a apei, catalizată de enzime. Astfel de reacții se numesc reacții de hidroliză (hidros-apă grecească și liză-despicare).
Apa are o capacitate mare de căldură și, în același timp, o conductivitate termică relativ ridicată pentru lichide. Aceste proprietăți fac din apă un fluid ideal pentru menținerea echilibrului termic al celulei și al corpului.
Apa - mediul principal pentru fluxul de reacții biochimice ale celulei. Este sursa de oxigen eliberată din fotosinteză și hidrogen, care este folosit pentru a restabili produsele de asimilare a dioxidului de carbon. Și în sfârșit, apa este principalul mijloc de mișcare a substanțelor din organism (fluxul sanguin și limfatic, curenții ascendenți și descendenți ai soluțiilor de-a lungul vaselor din plante) și într-o celulă.
5. Care este rolul apei în celulă?
- asigurarea elasticității celulei. Consecințele pierderii de apă a unei celule sunt vărsarea frunzelor, uscarea fructelor;
- accelerarea reacțiilor chimice datorate dizolvării substanțelor în apă;
- asigurarea circulației substanțelor: fluxul majorității substanțelor în celulă și eliminarea acestora din celulă ca soluții;
- asigurarea dizolvării multor substanțe chimice (un număr de săruri, zaharuri);
- participarea la o serie de reacții chimice;
- participarea la procesul de reglare a căldurii datorită capacității de a încetini încălzirea și răcirea lentă.
6. Ce proprietati structurale si fizico-chimice ale apei determina rolul sau biologic in celula?
Răspuns. Proprietățile fizico-chimice structurale ale apei determină funcțiile sale biologice.
Apa este un bun solvent. Datorită polarității moleculelor și a capacității de a forma legături de hidrogen, apa dizolvă ușor compușii ionici (săruri, acizi, baze).
Apa are o capacitate mare de căldură, adică capacitatea de a absorbi energia termică cu o creștere minimă a temperaturii intrinseci. Capacitatea mare de căldură a apei protejează țesuturile organismului de creșteri rapide și puternice ale temperaturii. Multe organisme sunt răcite prin evaporarea apei (transpirație în plante, transpirație la animale).
Apa are, de asemenea, o conductivitate termică ridicată, asigurând o distribuție uniformă a căldurii în întregul corp. În consecință, căldura specifică ridicată și conductivitatea termică ridicată fac apa să fie un fluid ideal pentru menținerea echilibrului termic al celulei și al corpului.
Apa practic nu se contractă, creând o presiune de turgor, determinând volumul și elasticitatea celulelor și a țesuturilor. Deci, este scheletul hidrostatic care susține forma de viermi rotunzi, meduze și alte organisme.
Apa este caracterizată de valoarea optimă pentru sistemele biologice ale forței de întindere a suprafeței, care rezultă din formarea legăturilor de hidrogen între moleculele de apă și moleculele altor substanțe. Datorită rezistenței tensiunii superficiale apare fluxul sanguin capilar, curenții de creștere și de coborâre ale soluțiilor din plante.
În anumite procese biochimice, apa acționează ca un substrat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: