Осмос і осмотичний тиск.

Для біологічних систем велике значення має дифузія ( дифузія - переміщення молекул за рахунок теплового руху) не тільки розчинених у воді молекул, а й самого розчинника - води.

Важливу роль у життєдіяльності клітин відіграють мембрани. Вони пропускають крізь себе молекули води, але не проникні для багатьох розчинених у ній речовин - цю властивість мембран називають напівпроникністю.

Перехід молекул води із зони з низькою концентрацією розчинених речовин у зону з вищою концентрацією через напівпроникну мембрану називається осмосом.

Перехід води крізь напівпроникну мембрану припиняється в одному із двох випадків.

Перший – коли вирівнюється концентрація розчинів по обидва боки мембрани.

Другий – коли підвищується тиск у більш концентрованому розчині внаслідок надходження води.

Додатковий тиск, який треба прикласти, аби припинити осмос, називається осмотичним тиском (тиск молекул розчинника на мембрану).

Тургор( лат.- бути набухлим), тобто пружність рослинних тканин, великою мірою пов'язаний саме з ним. Тургорний тиск - це тиск молекул розчиненої речовини на мембрану.

Завдяки осмосу вода надходить у клітини. Оскільки рослинні клітини мають жорсткі оболонки, тиск в них при цьому підвищується, і тканини розправляються.

Якщо концентрація розчину в навколишньому середовищі вища, ніж у клітині (в середині клітини тургорний тиск вищий, аніж осмотичний), то спостерігається явище виходу води з клітини і пристінкова цитоплазма відстає від клітинної стінки. Таке явище дістало назву –плазмолізу.

Зворотній процес - деплазмоліз. Тобто якщо плазмолізовану клітину помістити у чисту воду, то вода з навколишнього середовища буде проникати у клітину, при цьому відновиться її початковий об’єм.

На відміну від рослинних, тваринні клітини не мають клітинної стінки, тому їхня форма істотно залежить від осмосу. Середовище в якому перебувають клітини багатоклітинних організмів, за своїми осмотичними властивостями має відповідати їхньому вмісту. Тому вилучені для досліджень з організму клітини і тканини людини та інших ссавців вміщують у фізіологічний розчин ( 0,9% розчин NaCl) , осмотичні властивості якого такі самі, як і позаклітинної рідини.

Деякі біологічні функції води.

1. У всіх організмів.

- забезпечує підтримання структури;

- є розчинником і середовищем для дифузії;

- бере участь в реакціях гідролізу

- є середовищем де відбувається запліднення;

- забезпечує поширення насіння, гамет, личинкових стадій водних організмів, а також насіння деяких наземних рослин тощо.

2. У рослин.

- забезпечує осмос та тургор;

- бере участь у фотосинтезі;

- забезпечує транспірацію;

- також транспорт неорганічних іонів і органічних молекул;

- забезпечує проростання насіння набухання, розрив насінної шкірочки і подальший розвиток тощо.

3. У тварин.

- забезпечує транспорт речовин;

- обумовлює осморегуляцію;

- сприяє охолодженню тіла;

- служить компонентом змазки (наприклад в суглобах);

- виконує опорні функції ( гідростатичний скелет);

- захисна функція (наприклад-сльози);

- сприяє міграції ( морська течія) тощо.

Вміст води в живих організмах.

Зародок людини(1,5 міс)-97,5%

Зародок людини(8 міс)-83%

Новонароджений-73%

Доросла людина-:60%

Літня людина - 55%

Бактерії -70%

Медуза-98%

Молоді листки - 90%

Старі листки – 70% тощо

Макромолекули.

Із простих органічних молекул синтезуються –великі макромолекули.

Макромолекула – це велика молекула, побудована із багатьох одиниць, які повторюються; тобто вона є полімер, а ланки із яких вона складається, називаються мономерами.

Існує три типи макромолекул: полісахариди, білки та нуклеїнові кислоти. Мономерами для них є відповідно: моноцукри, амінокислоти та нуклеотиди.

Макромолекули складають біля 90 % сухої маси клітини.

Нуклеїнові кислоти і білки являються так званими «інформаційними» молекулами, а полісахариди не є такими. Це значить, що в білках та нуклеїнових кислотах важливе значення має послідовність мономерних ланок, що і визначає специфічність цих молекул.

Ліпіди молекули, як правило, значно менші( середня М=750-2500), але важливі тим, що вони об’єднюються одна з одною в значно крупніші молекули.