Уникальная роль воды в живой материи

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный  университет»

Кафедра зоологии

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

на тему: «Уникальная роль воды в живой материи»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка ИЭУиФ о/о ЭТ-31

Т.А.Сидоркина

 

Проверила:

к.б.н., доцент

_______Н.В.Турмухаметова

 

Йошкар-Ола, 2011

Содержание

Введение………………………………………………………….…….3

1. Вода. Понятие и характеристика………………………….…..……5

1.1. Виды воды и ее источники……………………………….….……5

1.2. Физико-химические свойства воды………………………………7

1.3. Интересные факты……………………………………………….11

2. Роль воды в живой материи……………………………………….15

2.1. Роль воды в клетке……………………………………………….15

2.2. Роль воды в природе и в организме человека………………….17

Заключение……………………………………………………………21

Список используемых источников…………………………………..23

 

Введение

Вода - это самое важное вещество на Земле, без которого не может существовать ни один живой организм и не могут протекать никакие биологические, химические реакции и технологические процессы. Из нее в основном состоят почти все живые существа, да и сама жизнь, по некоторым гипотезам, зародилась в теплом первобытном океане. Вода является одним из наиболее распространенных веществ на Земле и покрывает большую часть поверхности нашей планеты (74%).

Воде принадлежит важнейшая  роль в геологии, истории планеты. Без воды невозможно существование  живых организмов. Дело в том, что  тело человека почти на 63% - 68% состоит  из воды. Практически все биохимические  реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах. В растворах же (преимущественно  водных) протекает большинство технологических  процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов. И в металлургии вода чрезвычайно важна, причём не только для охлаждения. Не случайно гидрометаллургия – извлечение металлов из руд и концентратов с помощью растворов различных реагентов – стала важной отраслью промышленности. Вода образует океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. 

Так что же особенного в этом веществе? Вода бесцветна, не пахнет и не имеет вкуса. Она падает с неба и течет из крана на кухне. Рождается она тоже совершенно заурядным образом: образуется из элементов, занимающих первое и третье места по распространенности во Вселенной, а именно из водорода и кислорода, в объемном соотношении 2:1. Это одна из самых маленьких и легких молекул, которые нам известны. Вода кажется образцом элемента без свойств. Уже много веков ученые изучают химическое соединение с незамысловатой формулой H₂O.

Тема реферата весьма актуальна, так как слишком многое в нашей жизни зависит от воды, и изучение её влияния на организмы, изучение её свойств необходимо в современном мире.

Объектом работы является вода как уникальное вещество. Предметом – уникальные свойства воды и её роль в природе.

В настоящем исследовании использованы такие методы как синтез, индукция, дедукция, абстрагирование, классификация.

При раскрытии предметной базы применялись учебники, интернет - источники и учебные пособия.

Целью данной работы является изучение уникальной роли воды в живой материи.

Исходя из данной цели, в  работе поставлены следующие задачи:

• изучить виды воды и ее источники;
• исследовать физико-химические свойства воды;
• выявить роль воды в живой материи: в клетке, в природе и в организме человека.

 

 

 

1. Вода. Понятие  и характеристика

1.1. Виды воды  и ее источники

Вода - (оксид водорода) —  химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом  объёме), запаха и вкуса (при нормальных условиях). Химическая формула: Н₂O. Около 74 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд).

Вода на Земле может  существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом  и приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать  друг с другом. Водяной пар и  облака в небе, морская вода и  айсберги, горные ледники и горные реки, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе много  веществ, приобретая тот или иной вкус.

Различают следующие виды воды:

1) соленая вода - безусловно, главным хранилищем соленой воды  на Земле является Мировой  океан. Мировой океан поистине  огромен, если говорить языком  цифр, то Мировой океан - это: 97% всей воды на планете; 74% всей  площади Земли и около 1,35 млрд. км³ объема;

2) пресная вода - пресная  вода распределяется на Земле  следующим образом: около 2% всей  пресной воды сосредоточено в  ледниках и полярных льдах;  около 7% пресной воды находится  в озерах и реках и около  0,5% в грунтовых водах;

3) дистиллированная вода - так называют воду, химический  показатель которой близок к  чистому Н₂О. Природной дистиллированной воды не существует, она производится в специальных дистилляторах методом выпаривания пресной воды с последующей конденсацией пара;

4) минеральная вода - так  называют воду с повышенным  содержанием минеральных компонентов.  Минеральная вода образуется  в результате обогащения подземных  вод целебными минералами. Существует  несколько видов минеральных  вод: лечебно-столовые (минерализация 2-6 г/л), столовые (минерализация 1-2 г/л) и лечебные (минерализация от 6 г/л);

5) "Живая" и "Мертвая  вода" - так называют воду, произведенную  с помощью электролиза обычной  воды. "Живая" и "Мертвая"  воды обладают рядом полезных  свойств, помогающих бороться  с различными болезнями;

6) водопроводная вода - это  та самая вода, которая ежедневно  поступает к нам из городских  водопроводных сетей;

7) колодезные воды - так  называются подпочвенные воды, которые  извлекаются на поверхность с  помощью колодцев. В принципе, сюда  же можно отнести и воду  из артезианских скважин, с  той лишь разницей, что вода  из артезианских скважин добывается  из гораздо более глубоких  слоев почв, чем колодезная;

8)  сточные воды - подразделяются  на два вида: первые поступают  из городских квартир, вторые - с различных промышленных предприятий.  Несмотря на постоянно совершенствующиеся  способы очистки, повторное применение  сточных вод на сегодняшний  день не представляется возможным.  [7]

Источники воды на Земле.

Воды на Земле содержится примерно 1500 млн. км³, причём пресные воды составляют порядка 10% общего планетарного запаса воды. Большая часть воды находится не в открытых водоемах, а в земной коре: 110—190 млн. км³. Эти воды подразделяются на два типа в соответствии с глубиной их залегания – подземные и поверхностные воды.

Таблица 1 - Распределение вод на земном шаре, млн. км³

Мировой океан, солёные воды	Атмосфера	Подземные воды	Почвенные воды	Ледники	Воды озёр и рек	Воды в растениях и  животных
1120-1300	0,013	60-100	50-90	20-30	1-4	0,006

1.2. Физико-химические  свойства воды

Под свойствами воды понимают совокупность биохимических, органолептических, физико-химических, физических, химических и других свойств  воды. Многие свойства воды аномальны, это вызвано особенностями строения молекулы воды. Молекула воды обладает угловым строением, ядра которого образуют равнобедренный треугольник. В основании  этого треугольника находятся два  протона, а вершиной является ядро атома  кислорода.

 

Рисунок 1 – Схема строения молекулы воды

Физические свойства воды аномальны, вода является единственным веществом на Земле, существующим в  жидком, твердом и газообразном состояниях. [3]

Сама молекула Н₂O электронейтральна, но заряд внутри молекулы распределен неравномерно: в области атомов водорода небольшой положительный, а в области, где расположен атом кислорода, небольшой отрицательный заряд. Благодаря этому молекулы воды могут взаимодействовать друг с другом с образованием водородных связей.

Водородная связь определяет уникальные свойства воды.

У воды очень высокие температуры  кипения, плавления и парообразования, так как нужно затратить дополнительную энергию на разрыв водородных связей. Только вода находится во всех трех агрегатных состояниях одновременно. Другие вещества со сходным строением  и молекулярной массой, такие как H₂S, HCl, NH₃ при обычных условиях являются газами.

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.

Основные физико-химические свойства воды влияют на все процессы, в которых вода принимает участие. Наиболее важны следующие свойства:

1. Поверхностное натяжение  - это степень сцепления молекул  воды друг с другом. Органические  и неорганические соединения  растворяются в жидких средах, содержащих воду, поэтому поверхностное  натяжение потребляемой нами  воды имеет большое значение. Любая жидкость в организме  содержит воду и, так или  иначе, участвует в реакциях. Вода  в организме играет роль растворителя, обеспечивает транспортную систему  и служит средой обитания наших  клеток. Поэтому, чем ниже поверхностное  натяжение, соответственно, выше  растворяющая способность воды, тем лучше вода выполняет свои  основные функции. В том числе  и роль транспортной системы.  Поверхностное натяжение определяет  смачиваемость воды и ее растворяющие  свойства. Чем ниже поверхностное  натяжение, тем выше растворяющие  свойства, тем выше текучесть.  Все три величины - поверхностное  натяжение, текучесть и растворяющая  способность - связаны между собой. 

2. Кислотно-щелочное равновесие  воды. Основные жизненные среды  (кровь, лимфа, слюна, межклеточная  жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. Это ведет к развитию болезней.

3. Окислительно-восстановительный  потенциал воды. Это способность  воды вступать в биохимические  реакции. Она определяется наличием  свободных электронов в воде. Это очень важный показатель  для организма человека.

4. Жесткость воды - наличие  в ней различных солей. 

5. Температура воды, которая  определяет скорость протекания  биохимических реакций. 

6. Минерализация воды. Наличие  в воде макро- и микроэлементов  необходимо для жизнедеятельности  организма человека. Жидкости организма  представляют собой электролиты,  восполняемые минералами, в том  числе и за счет воды.

7. Экология воды - химическое  загрязнение и биогенное загрязнение.  Чистота воды - наличие в ней  примесей, бактерий, солей тяжелых  металлов, хлора и др.

8. Структура воды. Вода  представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются  в пространстве определенным  образом, соединяясь в структурные  конгломераты. Это позволяет жидкости  составлять единую биоэнергоинформационную  среду. Когда вода находится  в состоянии твердого кристалла  (льда), молекулярная решетка жестко  ориентирована. При таянии разрываются  жесткие структурные молекулярные  связи. И часть молекул, высвобождаясь,  образует жидкую среду. В организме  вся жидкость структурирована  особым образом. 

9. Информационная память  воды. За счет структуры кристалла  происходит запись информации, исходящей  от биополя. Это одно из очень  важных свойств воды, имеющее  большое значение для всего  живого на Земле.

10. Хадо - волновая энергетика  воды. [8]

Таблица 2 – Общие физико-химические свойства воды

Температура кипения (°С)	99,974
Теплоемкость (кДж/кг)	4,1868
Температура кристаллизации (°С)	0
Плотность при 20°С (г/см3)	0,9982
Молекулярная масса (г/моль)	18,01528