Выступление учащихся по теме «Функции воды в клетке» сопровождается показом презентации

Роль воды в клетке обусловлена ее химическими свойствами.

1. Вода – растворитель.

Наиболее важное свойство воды – растворять органические и неорганические вещества. Проникновение веществ в клетку и выведение из нее продуктов жизнедеятельности возможно только в растворенном виде. Вода хорошо растворяет полярные, или гидрофильные вещества — например, растворимые соли, белки, сахара. Молекулы воды окружают ионы или молекулы вещества, отделяя тем самым частицы друг от друга. Следовательно, в растворе молекулы (или ионы) смогут двигаться более свободно, значит, быстрее войти в химическую реакцию. Гидрофобные вещества не будут растворяться в воде, зато молекулы H₂O смогут отделить гидрофобное вещество от самой толщи воды. Например, жиры - фосфолипиды, из которых состоит клеточная мембрана, могут благодаря взаимодействию с водой формировать липидный бислой.

2. Поддержание постоянства химического состава клетки.

Вода участвует в явлениях осмоса. Осмосом называется проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Осмос обеспечивает поддержание постоянства химического состава клетки. Вода поступает в клетку именно путем осмоса. Давление, с которым вода проникает через мембрану, называется «осмотическим», причем величина этого давления возрастает с увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека соответствует давлению 0,86%-го раствора NaCl. Более концентрированные растворы принято называть «гипертоническими», менее концентрированные – «гипотоническими». Направление диффузии воды – в клетку или из нее – обусловлено величиной осмотического давления окружающего клетку раствора. Если какие-либо клетки, например эритроциты, поместить в гипотонический раствор, то вода будет поступать в эти клетки. Давление воды на наружную клеточную мембрану будет возрастать до тех пор, пока клеточная оболочка не лопнет. Напротив, в гипертоническом растворе вода стремится наружу, и клетки обезвоживаются.
На явлениях осмоса основаны движения воды по проводящей системе зеленых растений от корней к листьям. Вода, всасываемая корневыми волосками растений, содержит мало растворенных веществ. Проникая в клетки через мембраны и создавая в них повышенное давление, вода придает упругость листьям, лепесткам цветков, стеблям трав.

3. Участие в терморегуляции.

Вследствие своей большой теплоемкости вода обеспечивает примерное постоянство температуры внутри клетки. Также при испарении воды происходит значительное охлаждение из-за того, что много энергии тратится на разрыв водородных связей при переходе из одного агрегатного состояния (жидкость) в другое (газ).

4. Транспорт веществ.

Для живых организмов способность воды растворять многие вещества имеет жизненно важное значение. Именно с водой к клеткам животных и растений поступают необходимые для жизнедеятельности вещества. Продукты жизнедеятельности удаляются из клеток тоже с водой. У растений благодаря капиллярному эффекту, характерному для воды, осуществляется подъём от корня к другим частям растения растворённых в воде минеральных солей по сосудам. Транспорт продуктов фотосинтеза происходит путём перемещения по ситовидным трубкам водного раствора сахарозы.

Выведение, перемещение продуктов обмена веществ в растворенном виде у животных (вода является основным компонентом крови и лимфы) играет важную роль в выделительной системе.

О роли воды в живых организмах говорит тот факт, что вода в организме постоянно обновляется. В кактусах вода полностью обновляется в течение 28 лет, у черепах – за 1 год, у верблюда – за 3 месяца, у человека – за 1 месяц. Без воды человек может прожить только 3 дня, в то время как без пищи – 30–50 дней.

5. Участие в химических реакциях

Не менее важна для живой природы и чисто химическая роль воды. Вода в качестве реагента участвует во многих химических реакциях.

В ходе фотосинтеза у растений происходит фотолиз воды - водород из состава воды входит в органические вещества, а свободный кислород выделяется в атмосферу.

Уравнение фотосинтеза: 6H₂O+6CO₂=C₆H₁₂O₆+ 6O₂.

Вода участвует в гидролизе — разрушении веществ с присоединением воды. При этом образуются новые вещества, необходимые для жизни клетки. Например, гидролиз жиров, белков и углеводов происходит при переваривании пищи, а при гидролизе АТФ выделяется энергия, обеспечивающая нужды клетки.

(Беседа по вопросам, составленными учащимися по ходу выступления).

Звуковой эффект «Корабль в море».

Учитель. В сообщении уже была затронута роль воды как реагента. Далее мы рассмотрим этот вопрос более подробно.