Презентация на тему Вода как участник биохимических реакций

тургора и упругости тканей
Обеспечение постоянства жидких сред организма
Участие в

ферментативных реакциях гидролиза
Гидролиз АТФ
Участие в реакциях гидратации
Роль воды в фотосинтезе

Содержание

которого является молекула H2O, состоящая из двух атомов водорода и

одного атома кислорода.
В молекуле воды ядра атомов водорода расположены несимметрично по отношению к ядру атома кислорода и электронам.

Строение молекулы воды

отрицательных (избыток электронной плотности в области кислородного ядра) и

два положительных (недостаток электронной плотности у двух водородных ядер).
Молекула воды имеет структуру как бы равнобедренного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом кислорода, а в основании его — два атома водорода. Угол при вершине составляет 104°27, а длина стороны — 0,096 нм. 

Наибольшую плотность она имеет при 0° С (1 г/см3).

Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность.
Вода замерзает при 0° С и кипит при 100° С при давлении 101 325 Па.
Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество.
Вода — хороший растворитель.
Молекула воды имеет угловую форму атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный 104,5°. Поэтому молекула воды — диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород, — отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.

Свойства воды

взаимодействия основных молекулярных компонентов мембран с водой определяют не

только многие структурно-функциональные свойства мембран, но и являются решающими в процессе формирования самих мембран и стабилизации мембранных систем.
Воду, входящую в состав мембран, подразделяют на связанную, свободную и захваченную. Основная часть связанной воды – вода гидратных оболочек. Гидратные оболочки образуются главным образом вокруг полярных частей молекул липидов и белков. Гидратные оболочки основных структурообразующих липидов состоят обычно из 10 - 12 молекул воды. Эта вода осмотически неактивна, она не способна растворять какие либо вещества.ц

Участие в формировании клеточных мембран

между водой гидратных оболочек и жидкой свободной водой. Она

входит в состав мембран в виде самостоятельной фазы и обладает изотропным движением, характерным для жидкой воды.
Захваченная вода, обнаруживаемая иногда в центральной части мембран между липидными бислоями, по параметрам подвижности соответствует жидкой свободной воде, но медленно обменивается с внешней водой из-за физической разобщенности.

внутреннее гидростатическое давление в живой клетке, вызывающее напряжение клеточной

оболочки. Тургорное давление – внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в нее в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.
Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.

Тургор тканей

между внутренним и внешним давлением не превышает одной атмосферы.

Тургор клеток у растений и грибов существенно выше; обычно внутреннее давление составляет от 5 до 10 атмосфер, живые ткани по этой причине обладают упругостью и существенной конструктивной прочностью. У некоторых растений, растущих на засоленных почвах (галофитов), а также у грибов разница между внутренним и внешним давлением клеток может достигать 50 и даже 100 атмосфер.
Тургор — показатель оводнённости и состояния водного режима живых организмов. Снижением тургора сопровождаются процессы автолиза (распада), увядания и старения клеток.

Тургор тканей

организме взрослого человека
60—65 % от массы его тела

Интерцеллюлярная вода-40-45%,значит 20-23%-внеклеточное пространство
16%-межклеточная жидкость
5%-плазма крови
2%-лимфа
1-3%-трансцеллюлярная жидкость


Кровь,лимфа,трансцеллюлярная жидкость-свободная вода
Интерстициальное пространство-вода, связанная с органическими соединениями

происходит распад полимеров до мономеров, для осуществления превращения необходимы

ферменты, а также вода.

процессов в клетках любого организма обеспечивается молекулами АТФ -

так сказать, универсальной энергетической валютой. Молекулы АТФ несут в себе легко доступную энергию, и, расщепляясь, они отдают её в нужном месте в нужное время. Для осуществления любого акта жизнедеятельности, например, мышечного сокращения, молекула АТФ должна распасться на два фрагмента - молекулу АДФ и остаток фосфорной кислоты, а этот распад суть гидролиз. Значит, в действительности, энергия освобождается при сопряженном процессе распада молекулы АТФ и молекулы воды и если последнее затруднено, то реализовать энергию молекулы АТФ становится труднее.

Гидролиз АТФ

+ H2O → АДФ + H3PO4 + энергия АТФ +

H2O → АМФ + H4P2O7 + энергия
Чтобы запасти энергию в молекуле АТФ, ее необходимо синтезировать, соединив молекулу АДФ с остатком фосфорной кислоты. И при этом молекула воды освобождается. Нетрудно догадаться, что в том месте, где АТФ синтезируется и в том месте, где она распадается, вода должна быть по-разному связанной.
АДФ + H3PO4 + энергия → АТФ + H2O.

Гидролиз АТФ

— присоединение воды к молекулам, атомам или ионам. Продукты

такого процесса называются гидратами.

Гидратация окислов приводит к гидроокисям, представляющим собой щёлочи, кислоты или амфотерные соединения. Так, присоединение воды к окиси кальция даёт гидроокись кальция (в технике этот процесс называется «гашение извести»)

СаО + H2O = Ca (OH) 2.

кислоту, а окислов азота - азотную кислоту:

SO3 + H2O

= H2SO4,

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.

   При гидратации трёхокиси мышьяка образуется слабая мышьяковистая кислота, имеющая амфотерные свойства:

As2O3 + 3H2O = 2H3AsO3.

в случае циклических соединений гидратация приводит к раскрытию циклов.

Обычно эти реакции происходят в присутствии щелочей, кислот или гетерогенных катализаторов (каталитическая гидратация).
Гидратация этого типа играет огромную роль в препаративной органической химии и промышленности органического синтеза. Так, в результате прямой гидратации алкенов получают спирты, например этиловый спирт из этилена:

алкенами водород присоединяется к атому углерода, связанному с максимальным

числом атомов водорода, т. е. к наиболее «гидрогенизированному» атому углерода двойной связи.

водой твёрдые кристаллогидраты, постоянного состава, которые ведут себя как

индивидуальные химические соединения.
Так, безводный сульфат меди CuSO4 бесцветен; из его водных растворов кристаллизуется ярко-синий гидрат CuSO4·5H2O — медный купорос, при нагревании которого образуется сначала голубой CuSO4·3H2O, затем CuSO4·H2O белого цвета; при 258°С соль полностью обезвоживается.

Кристаллогидраты

CuSO4+5H2O= CuSO4·5H2O

последних, образуется гидратная оболочка. Энергия гидратации в значительной степени

компенсирует энергию диссоциации электролита; т. о., гидратация ионов является одной из главных причин электролитической диссоциации в водных растворах.

Гидратация Ионов

бактериями сложных органических веществ, необходимых для жизнедеятельности как самих

растений, так и всех др. организмов, из простых соединений (например, углекислого газа и воды) за счёт энергии света, поглощаемой хлорофиллом и др. фотосинтетическими пигментами. Один из важнейших биологических процессов, постоянно и в огромных масштабах совершающийся на нашей планет. Роль воды в этом процессе следующая :
1) источник атомов водорода для восстановления НАДФ (НАДФН2 потом используется для восстановления фосфоглицериновой кислоты до фосфоглицеринового альдегида). В конечном счете атомы водорода входят в состав глюкозы, которая образуется в результате фотосинтеза
2) источник электронов и протонов для создания протонного резервуара, за счет которого синтезируется АТФ
3) за счет фотолиза воды образуется кислород, который потом поступает в атмосферу

Роль воды в фотосинтезе

+6Н 2 О+ энергия света=С 6 Н 12 О

6 +6О 2 ↑
Основа фотосинтеза — последовательная цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода, водород) к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) с образованием восстановленных соединений (углеводов) и выделением O2, если окисляется вода.

Роль воды в фотосинтезе :

элементов, благодаря своему строению и свойствам участвует во многих

биохимических реакциях. Именно эти процессы лежат в основе жизнедеятельности организмов.
Вода – это жизнь

Заключение