16. Вода как экологический фактор. Физические и химические свойства воды и их значение в жизне­деятельности растений и животных.

Молекула воды H2О построена в виде треугольника: угол между двумя связками кислород водород 104 градуса. Но поскольку оба водородных атома расположены по одну сторону от кислорода, электрические заряды в ней рассредоточиваются. Молекула воды полярная, что является причиной особого взаимодействия между разными её молекулами. Атомы водорода в молекуле H2О, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь называется водородной. Она объединяет молекулы H2О в своеобразные полимеры пространственного строения; плоскость в которой расположены водородные связи, перпендикулярны плоскости атомов той же молекулы H2О. Взаимодействием между молекулами воды и объясняются в первую очередь незакономерно высокие температуры её плавления и кипения. Нужно подвести дополнительную энергию, чтобы расшатать, а затем разрушить водородные связи. И энергия эта очень значительна. Вот почему так велика теплоёмкость воды. Вода это единственное вещество в природе, которое в земных условиях существует во всех трёх агрегатных состояниях:

Роль воды: 1. Водная среда объединяет все части организма, начиная от молекул в клетках и кончая тканями и органами, в единое целое. 2. Вода - важнейший растворитель и важнейшая среда для биохимических реакций. 3. Она входит в состав молекул белков, определяя их конформацию. Удаление воды из белков высаливанием или с помощью спир­та приводит к их коагуляции и выпадению в осадок. 4. Вода - метаболит и непосредственный компонент биохи­мических процессов. Так, при фотосинтезе вода является доно­ром электронов. При дыхании принимает участие в окислительных процессах. 5. Вода - главный компонент в транспортной системе выс­ших растений - в сосудах ксилемы и в ситовидных трубках флоэмы, при перемещении веществ. 6. Вода - терморегулирующий фактор. Она защищает тка­ни от резких колебаний температуры. 7. Благодаря явлениям осмоса и тургора вода обеспечивает упругое состояние клеток и тканей растительных организмов.

Свойства воды: 1. Плотность. Все вещества увеличивают объем при нагре­вании, уменьшая при этом плотность. 2. Точки кипения и замерзания (плавления). При давлении 0,1013 МПа (1 атм) точки замерзания и кипения воды находятся при 0°С и 100°С. 3. Теплоемкость. Величина теплоемкости воды в 5-30 раз выше, чем у других веществ. Удельная теплоемкость воды при 16 С условно принята за единицу служа эталоном для других веществ. 4. Поверхностное натяжение и прилипание. На поверхности воды из-за нескомпенсированности сцепления (когезии) ее молекул создается поверхностное натяжение. Вода обладает также свойством адгезии (прилипания), которое обнаруживается при ее подъеме против гравитационных сил. 6. Вода как растворитель.

Вода – основа протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Только при наличии воды в организме протекают процессы фотосинтеза, терморегуляции, обменных процессов. Источниками влаги для растений служат запасы ее в почве и атмосфере (осадки, туманы, конденсаты), для наземных животных – вода в водоемах, водяные пары в атмосфере и сочная пища. В жизни растений вода играет весьма существенную роль. Она входит в состав живой плазмы растения. В виде водных растворов внутри растения передвигаются различные вещества, как воспринимаемые (тоже в растворенном состоянии) из окружающей среды, так и создаваемые растением в процессе его жизнедеятельности. Теряя воду при испарении, растение поддерживает восходящий водный ток и умеряет нагревание, защищаясь от перегрева. Но и находящаяся вне растения вода небезразлична для него. Количество атмосферных осадков и их распределение во времени, а также способность почвы удерживать попавшую в нее воду в толще, доступной для корней, характеризуют условия водоснабжения растения. Облака в той или иной степени рассеивают, ослабляют свет, умеряют температуру и ее колебания. Туман рассеивает и поглощает свет и может быть также источником водоснабжения растений.