Читайте также:
|
|
При взаимодействии ионов с молекулами воды осуществляется ориентация диполей воды в электрическом поле иона. Одни ионы повышают движение молекулы воды, а другие снижают. Когда повышается движение воды - речь идет об отрицательной гидратации. Когда замедляется движение воды, то это будет положительная гидратация. Отрицательную гидратацию вызывают ионы калия, цезия, аммиака, хлора, иода и нитратов. Положительную гидратацию вызывают ионы магния, кальция, натрия, сульфатов. Катионы взаимодействуют с отрицательно запряженными атомами кислорода воды. Анионы с положительно заряженными ионами водорода диполя воды. Такое экранирование полей ионов уменьшает взаимодействие между ними и позволяет оставаться в растворе. На этому основываются молекулярные условия гидратации. Гидратация молекул высокомолекулярных веществ разделяется на ионну и электронейтральную. Гидратация основывается на электростатическом притяжении молекул воды. При ионной гидратации молекулы воды взимодействуют с группами NH3, COO, тогда как при электронейтральной гидратации вода связывается гетерополярными группами - СООН, ОН, СНО, NH2 и другими. Вероятно, что цитоплазме, где присутствуют ионы, низко- и высомолекулярные соединения, имеет место гидратация всех компонентов ее.
Воду, связанную с ионами и низкомолекулярными веществами, называют осмотически связанной водой. В клеточных стенках и сосудах проводящей системы находится капиллярно связана вода.
Наряду с этим различают иммобилизованную, или структурно связанную воду. Иммобилизация представляет собой механическое захватывание воды при конформационных изменениях молекул. В результате этих изменений молекулы воды попадают в замкнутый простор. Большинство такой воды находится в чистом состоянии. Однако, эту воду тяжело отнять, а поэтому ее называют "связанной". О физиологической роли ее известно мало. Предполагают, что семена продолжительное время сохраняет свою жизнедеятельность за счет наличия в зародыше иммобилизованной воды.
Углеводы не диссоциируют на ионы и не имеют заряда. Поэтому гидратация их осуществляется по гидроксильных группах за счет электроотрицательного атома кислорода. Например, в молекуле глюкозы находится пять гидроксильных групп и одна альдегидная. Глюкоза хорошо растворима в воде, а ее полимер - целлюлоза - нерастворима, потому что примерно 50% гидроксильных групп целлюлозы экранированы ионами или находятся в средине мицеллы. Связывание молекул воды скрытыми группами называют пермутоидной гидратацией.
Воду, которая связана как внутренними, так и внешними группами данного соединения, называют коллоидно -связанной водой.
Аминокислоты в своем составе имеют электроотрицательные элементы - азот и кислород. Воны способны образовывать водородные связи с водой. Принципиальных отличий в гидратации аминокислот от углеводов нет.
Таким образом, гидратация белков осуществляется за счет взаимодействия молекул воды с гидрофильными, гидрофобными радикалами и иммобилизации ее в замкнутых участках.
Известно, что в состав протоплазмы входит большое количество липидов, которые имеют в своем составе большое количество гидрофобных групп, действие которых на воду еще недостаточно изучено.
Вода, как составная часть протоплазмы, в растении находится в основном стабилизированном состоянии, то есть ее активность снижена. Стабилизация воды осуществляется за счет связывания ее с другими веществами и за счет барьерной функции мембран. Так образовывается фракция коллоидно связанной воды. Это наиболее стабильный водный запас организма, который обеспечивает стойкость в стрессовых ситуациях.
Вода, которая принадлежит к осмотически связанной или ее еще называют свободной, является наиболее активным участником физиологических процессов.
Контрольные вопросы
1. На какие этапы разделяет Л.Г. Емельянов историю развития учения о водном обмене растений?
2. Какое содержание воды в разных организмах?
3. Что собой представляеть гомеостатическая вода? Примеры для разных групп растений.
4. Объяснить, зачем необходимо большое количество воды для живых организмов?
5. Объяснить структуру и физические свойства воды.
6. Чем объясняется универсальность воды как растворителя?
7. Какими физическими свойствами определяется физиологическая роль воды?
8. Объяснить, что такое отрицательная и положительная гидратации.
9. На чем основывается гидратация молекул веществ и на какие виды она разделяется?
10. Объяснить какую воду называют осмотически связанной, капиллярно и структурно связанной водой?
11. Как осуществляется гидратация углеводов?
12. Что такое пермутоидная гидратация?
13. Объяснить, что собой представляет коллоидносвязанная вода?
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |