§ 5. Вода та інші неорганічні сполуки у складі організмів

• До змісту відповідей

ПРОБЛЕМНЕ ПИТАННЯ

Чи відрізняються властивості води, яка утворює середовище існування організмів, від властивостей води, що входить до складу клітин організмів?

Так, властивості води всередині організму мають свої особливості. У клітинах частина води (близько 4–5 %) перебуває у зв’язаному стані: вона утворює гідратаційну оболонку навколо певних сполук (наприклад, білків), що запобігає їхній взаємодії між собою. Решта води (95–96 %) є вільною. Також вода в організмі має сталий сольовий склад (наприклад, 0,9 % NaCl у плазмі крові людини), що підтримує гомеостаз, на відміну від води навколишнього середовища, яка може бути прісною або солоною з різною концентрацією домішок.

Подумайте, які фізичні властивості визначаються здатністю води утворювати водневі зв’язки.

Здатністю утворювати водневі зв’язки визначаються такі властивості води: висока температура кипіння, висока питома теплоємність (здатність поглинати велику кількість тепла за незначної зміни власної температури), висока теплота випаровування (що забезпечує охолодження), а також високий поверхневий натяг. Ці зв’язки також зумовлюють властивість води бути універсальним розчинником для полярних сполук та її аномальну особливість розширюватися при замерзанні (густина льоду менша за густину рідкої води).

ПОМІРКУЙТЕ

1. Де в природі можна бачити три агрегатні стани води водночас?

Три агрегатні стани води можна одночасно спостерігати в гірських районах або в полярних широтах за температури близько 0 °C. Там одночасно існують льодовики або сніг (твердий стан), рідка вода у водоймах та водяна пара у повітрі (газоподібний стан), що часто проявляється у вигляді хмар або туману.

2. Чому вчені вважають, що життя на нашій планеті зародилося саме у водному середовищі?

Вчені вважають так, оскільки вода є універсальним розчинником, який забезпечив умови для перебігу перших біохімічних реакцій (метаболізму). Крім того, висока теплоємність води захищала перші організми від різких перепадів температур, а товща води слугувала захисним екраном від небезпечного на той час ультрафіолетового випромінювання.

3. Завдяки яким властивостям води організми можуть витримувати високу та низьку температуру?

Витримувати високу температуру організмам допомагає висока теплоємність води, яка дозволяє накопичувати тепло без критичного перегріву, та висока теплота випаровування, що забезпечує ефективне охолодження під час потовиділення у тварин або транспірації у рослин. Витримувати низькі температури допомагає здатність води розчиняти солі та інші органічні сполуки, які діють як «антифризи», знижуючи температуру замерзання внутрішнього середовища та запобігаючи утворенню кристалів льоду, що могли б зруйнувати клітинні структури.