ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные молекулы живых организмов Вода и ее значение в организмах из "Основы физической биохимии" Вода служит основным средством вывода и передвижения различных веществ от одного органа к другому во всех организмах, так как является растворителем для многих веществ, присутствующих или реагирующих в живых клетках. Невозможно найти жидкость, которая могла бы сравниться по своим свойствам растворителя с водой. Вода выступает в то же время в качестве конечного продукта биологического окисления органических веществ и играет важную роль при гидролитическом распаде и многих других химических реакциях. [c.57] Участие воды в жизненных процессах несомненно обусловлено ее определенными физико-химическими свойствами. [c.57] Для характеристики различных веществ большое значение имеют температуры их замерзания и температуры кипения. В общем температура замерзания и кипения возрастает при одинаковых типах связи с возрастанием молекулярного веса. Например, в гомологическом ряду предельных углеводородов, начиная с пентана и выше, углеводороды представляют собой жидкости, причем у средних членов гомологического ряда с увеличением молекулярного веса температура кипения при переходе к следующему члену возрастает примерно на 25— 30°. Начиная с углеводорода С16Н34 при обычной температуре высшие гомологи являются уже твердыми веществами, причем температуры плавления повышаются в связи с нарастанием молекулярного веса (число атомов углерода в молекуле). [c.58] Сравнивая соединения водорода одинаковых групп периодической системы (Н2О, НгЗ, НгЗе, НгТе), следовало бы ожидать, что температурой замерзания воды должна быть температура около 123°, температурой кипения — около 193° К. В действительности же вода ведет себя как вещество с молекулярным весом, значительно большим, чем 18. Только благодаря этому вода уцелела в жидкой фазе на поверхности земли миллионы лет, образовала моря, и океаны и в жидкой воде возникла жизнь. [c.58] Различные особенности (аномалии) воды могут быть объяснены тем, что при различных условиях, особенно при изменении температуры, могут возникать многочисленные ассоциации (рои) молекул. Большая теплоемкость воды, ее температурные зависимости, возрастание теплопроводности с температурой и повышение плотности при температуре 4° связаны с существованием ее молекулярных роев. Известно 6 различных видов льда, которые стабильны при различных температуре и давлении. [c.58] Максимум плотности воды при 4° зависит от внешнего давления. При повышении давления максимум плотности воды сдвигается. Подобно давлению действуют электролиты наблюдается сжатие общего объема и возрастает так называемое внутреннее давление самой воды. [c.58] По отношению к заряду, носителем которого может быть любой ион, молекулы воды располагаются определенным образом (рис. 17). [c.59] Угловое расположение атомов в молекуле воды и образование ионо-дипольиых и водородных связей между молекулами имеют суш,ественное значение для свойств воды. В этом проявляется дипольная природа молекул воды. [c.59] Молекулы воды находятся во вращении. Поэтому практически во времени в среднем они занимают пространство в форме шара, имеющего радиус в половину расстояния между кислородными атомами (1,38 А). Исходя из этого, можно вычислить пространство, которое занимает одна молекула воды, а именно И А . В одном литре воды содержится 1000 18 = = 55,6 молей. Перемножение этих величин с числом Авогадро дает объем в 370 т. е. тот объем, который непосредственно занимают молекулы в литре воды. [c.59] Полярность и способность к образованию водородных связей придают воде исключительные свойства растворителя. В этом отношении вода не имеет себе равных среди других жидкостей. Введение в молекулы групп ОН, ЫНг, СО, СНО, СООН и 50зН повышает растворимость соединений в воде. [c.59] Молекулы гидратационной воды находятся в постоянном обмене с молекулами свободной воды, и поэтому нерастворяющие свойства связанной воды в известной мере представляют условное понятие. Нерастворяющее пространство или объем зависит от природы веществ, обладающих сродством к воде. [c.60] В данном случае вода наряду с липидами выступает в качестве структурообразующего вещества на субмикро-скопическом уровне (рис. 19). [c.60] Определенная часть находящейся в организме воды принимает непосредственное участие в химических реакциях. Так, в больших масштабах осуществляется гидролиз или синтез высокомолекулярных природных соединений. [c.60] При сгорании в телах из каждых 100 г жира образуется 107 г, из углеводов 55 г и из белка 43 г воды. Это довольно значительные количества, и при росте молодых животных составляет 250—500 г в день, что имеет значение в балансе воды. Соотношения образовавшейся воды, потребленного кислорода и выделившегося тепла даны в табл. 2. [c.61] Структура льда подвергалась исследованию также методом нейтронографии. Этот метод позволяет определить положение атомов водорода, чего рентгенография не дает. Бернал и Фоулер предполагали, что в структуре, изображенной на рис. 20, положение атомов Н строго фиксировано. Нейтронография показала, что имеется определенная свобода перемещения атомов водорода, которые могут с одинаковой вероятностью располагаться в местах, указанных на рнс. 20 наполовину зачерненными кружками. [c.62] Вернуться к основной статье