Ус бол дэлхий болон амьд организмын хамгийн түгээмэл нэгдэл юм. Эс дэх усны агууламж нь бодисын солилцооны үйл явцын шинж чанараас хамаардаг: илүү эрчимтэй байх тусам усны агууламж өндөр байдаг.

Насанд хүрсэн хүний ​​​​эс дунджаар 60-70% ус агуулдаг. Усны 20% алдвал организм үхдэг. Хүн усгүйгээр 7 хоногоос илүүгүй, хоолгүй 40 хоногоос илүүгүй амьдрах боломжтой.

Цагаан будаа. 4.1. Усны молекулын орон зайн бүтэц (H 2 O) ба устөрөгчийн холбоо үүсэх

Усны молекул (H 2 O) нь хүчилтөрөгчийн атомуудтай ковалентаар холбогдсон хоёр устөрөгчийн атомаас бүрдэнэ. Молекул нь өнцгөөр нугалж, хүчилтөрөгчийн атомын цөм нь хуваалцсан электронуудыг энэ өнцөг рүү татдаг тул хүчилтөрөгч нь хэсэгчилсэн сөрөг цэнэгтэй болж, задгай төгсгөлд байрлах устөрөгчийн атомууд хэсэгчлэн эерэг цэнэгтэй байдаг. . Усны молекулууд эерэг ба сөрөг цэнэгүүдээр бие биенээ татах чадвартай байдаг устөрөгчийн холбоо (Зураг 4.1.).

Усны молекулуудын өвөрмөц бүтэц, устөрөгчийн холбоог ашиглан бие биетэйгээ холбогдох чадвараас шалтгаалан ус нь эс болон биед чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн шинж чанартай байдаг.

Устөрөгчийн холбоо нь харьцангуй өндөр буцалгах, уурших температур, усны өндөр дулаан багтаамж, дулаан дамжуулалт, бүх нийтийн уусгагчийн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Устөрөгчийн холбоо нь ковалент холбооноос 15-20 дахин сул байдаг. Шингэн төлөвт устөрөгчийн холбоо үүсч, тасалддаг бөгөөд энэ нь усны молекулуудын хөдөлгөөн, түүний шингэнийг тодорхойлдог.

H 2 O-ийн биологийн үүрэг

Ус нь эсийн физик шинж чанарыг тодорхойлдог - түүний эзэлхүүн, уян хатан чанар (тургор). Эс нь 95-96% чөлөөт ус, 4-5% холбогдсон ус агуулдаг.Холбогдсон ус нь тодорхой нэгдлүүдийн (жишээлбэл, уураг) эргэн тойронд усан (солват) бүрхүүл үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо харилцан үйлчлэхээс сэргийлдэг.

Үнэгүй усолон төрлийн органик бус болон органик туйлын бодисуудад сайн уусгагч юм. Усанд маш сайн уусдаг бодисыг нэрлэдэг гидрофиль. Жишээлбэл, спирт, хүчил, хий, ихэнх натри, калийн давс гэх мэт.. Гидрофил бодисын хувьд тэдгээрийн атомуудын хоорондох холбоо энерги нь эдгээр атомуудын усны молекулуудад таталцах энергиээс бага байдаг. Тиймээс тэдгээрийн молекулууд эсвэл ионууд нь усны устөрөгчийн холбооны ерөнхий системд амархан нэгтгэгддэг.

Ус нь бүх нийтийн уусгагч болох маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь ихэнх химийн урвалууд усан уусмалд явагддаг. Ихэнх тохиолдолд эсэд бодис нэвтэрч, хаягдал бүтээгдэхүүнийг зайлуулах нь зөвхөн ууссан хэлбэрээр л боломжтой байдаг.

Ус нь туйлшралгүй (цэнэггүй) бодисыг уусгадаггүй, учир нь тэдгээртэй устөрөгчийн холбоо үүсгэж чадахгүй. Усанд уусдаггүй бодисыг нэрлэдэг гидрофобик . Үүнд өөх тос, өөх тостой төстэй бодис, полисахарид, резин зэрэг орно.

Зарим органик молекулууд нь хоёрдмол шинж чанартай байдаг: зарим хэсэгт тэдгээр нь туйлын бүлгүүдтэй, заримд нь туйл биш байдаг. Ийм бодисыг нэрлэдэг амфипатик эсвэл амфифил. Үүнд уураг, өөхний хүчил, фосфолипид, нуклейн хүчил орно. Амфифил нэгдлүүд нь биологийн мембран, нарийн супрамолекулын бүтцийг зохион байгуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Ус нь урвалд шууд оролцдог гидролиз- органик нэгдлүүдийн задрал. Энэ тохиолдолд тусгай ферментийн нөлөөн дор OH ионууд нь органик молекулуудын чөлөөт валентуудад нэмэгддэг. - болон Н + ус. Үүний үр дүнд шинэ шинж чанартай шинэ бодисууд үүсдэг.

Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай (өөрөөр хэлбэл өөрийн температурын бага зэргийн өөрчлөлттэй дулааныг шингээх чадвартай), дулаан дамжуулалт сайтай байдаг. Эдгээр шинж чанаруудын ачаар орчны температурын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг үл харгалзан эсийн доторх температур (мөн бие) нь тодорхой түвшинд хадгалагддаг.

Ургамал, хүйтэн цуст амьтдын үйл ажиллагааны биологийн чухал ач холбогдол нь ууссан бодисуудын (нүүрс ус, глицерин) нөлөөн дор ус нь шинж чанараа, ялангуяа хөлдөх, буцалгах температурыг өөрчлөх чадвартай байдаг.

Усны шинж чанар нь амьд организмын хувьд маш чухал тул бидний мэддэгээр зөвхөн дэлхий дээр төдийгүй өөр аль ч гариг ​​дээр хангалттай хэмжээний усгүйгээр амьдрал оршин тогтнохыг төсөөлөхийн аргагүй юм.

ЭРДЭС ДАВС

Тэд ууссан эсвэл уусаагүй төлөвт байж болно. Усан уусмал дахь эрдэс давсны молекулууд нь катион ба анион болж задардаг.

1. Ус ямар бүтэцтэй вэ?

Хариулт. Усны молекул нь өнцгийн бүтэцтэй: түүний найрлагад багтсан цөмүүд нь тэгш өнцөгт гурвалжин үүсгэдэг бөгөөд түүний суурь дээр хоёр устөрөгч, орой дээр нь хүчилтөрөгчийн атом байдаг. Цөм хоорондын O-H зай нь 0.1 нм-тэй ойролцоо, устөрөгчийн атомуудын цөм хоорондын зай 0.15 нм байна. Усны молекул дахь хүчилтөрөгчийн атомын гаднах электрон давхаргыг бүрдүүлдэг зургаан электроноос хоёр электрон хос нь ковалент O-H холбоог, үлдсэн дөрвөн электрон нь хоёр дан электрон хосыг үүсгэдэг.

Усны молекул нь туйлдаа эерэг ба сөрөг цэнэг агуулсан жижиг диполь юм. Устөрөгчийн бөөмийн ойролцоо электрон нягтрал дутагдалтай, молекулын эсрэг талд, хүчилтөрөгчийн цөмийн ойролцоо электрон нягтралын илүүдэл байдаг. Энэ бүтэц нь усны молекулын туйлшралыг тодорхойлдог.

2. Янз бүрийн эсэд ямар хэмжээний ус (% -аар) агуулагддаг вэ?

Янз бүрийн эд, эрхтэнд усны хэмжээ өөр өөр байдаг. Тиймээс хүний ​​тархины саарал материалын агууламж 85%, ясны эдэд 22% байдаг. Бие дэх хамгийн их усны агууламж нь үр хөврөлийн үед (95%) ажиглагддаг бөгөөд нас ахих тусам аажмаар буурдаг.

Ургамлын янз бүрийн эрхтнүүдийн усны агууламж нэлээд өргөн хязгаарт өөр өөр байдаг. Байгаль орчны нөхцөл, нас, ургамлын төрлөөс хамааран өөр өөр байдаг. Тиймээс шанцайны ургамал навч дахь усны агууламж 93-95%, эрдэнэ шиш - 75-77% байна. Усны хэмжээ ургамлын янз бүрийн эрхтэнд харилцан адилгүй байдаг: наранцэцгийн навч 80-83%, иш нь 87-89%, үндэс нь 73-75% ус агуулдаг. Усны агууламж 6-11% байдаг нь гол төлөв агаарт хатаасан үрийн хувьд чухал ач холбогдолтой үйл явцыг саатуулдаг. Ус нь амьд эс, үхсэн ксилемийн элементүүд болон эс хоорондын зайд агуулагддаг. Эс хоорондын зайд ус нь уурын төлөвт байдаг. Ургамлын ууршилтын гол эрхтэн нь навч юм. Үүнтэй холбоотойгоор хамгийн их хэмжээний ус навчны эс хоорондын зайг дүүргэх нь зүйн хэрэг юм. Шингэн төлөвт ус нь эсийн янз бүрийн хэсэгт байдаг: эсийн мембран, вакуоль, цитоплазм. Вакуолууд нь эсийн хамгийн их усаар баялаг хэсэг бөгөөд түүний агууламж 98% хүрдэг. Хамгийн их усны агууламжтай үед цитоплазм дахь усны агууламж 95% байна. Усны хамгийн бага агууламж нь эсийн мембраны шинж чанар юм. Эсийн мембран дахь усны агууламжийг тоон тодорхойлоход хэцүү байдаг; Энэ нь 30-50% хооронд хэлбэлздэг. Ургамлын эсийн янз бүрийн хэсгүүдийн усны хэлбэрүүд бас өөр өөр байдаг.

3. Амьд организмд ус ямар үүрэгтэй вэ?

Хариулт. Ус бол бүх амьд организмын зонхилох бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь бүтцийн онцлогоос шалтгаалан өвөрмөц шинж чанартай байдаг: усны молекулууд нь диполь хэлбэртэй бөгөөд тэдгээрийн хооронд устөрөгчийн холбоо үүсдэг. Ихэнх амьд организмын эс дэх усны дундаж агууламж 70% орчим байдаг. Эсийн ус нь чөлөөт (бүх эсийн усны 95%) ба холбогдсон (4-5% нь уурагтай холбогддог) гэсэн хоёр хэлбэрээр байдаг.

Усны үүрэг:

1.Усгагч болох ус. Эсийн доторх олон химийн урвалууд ион шинж чанартай байдаг тул зөвхөн усан орчинд явагддаг. Усанд уусдаг бодисыг гидрофил (архи, сахар, альдегид, амин хүчил), уусдаггүй бодисыг гидрофобик (өөхний хүчил, целлюлоз) гэж нэрлэдэг.

2. Урвалж болгон ус. Ус нь олон химийн урвалд оролцдог: полимержих урвал, гидролиз, фотосинтезийн үйл явц.

3. Тээврийн функц. Биеийн бүх хэсэгт ууссан бодисын усны хамт янз бүрийн хэсгүүдэд шилжиж, бие махбодоос шаардлагагүй бүтээгдэхүүнийг зайлуулах.

4. Ус нь термостат ба термостат. Энэ функц нь усны өндөр дулаан багтаамж зэрэг шинж чанартай холбоотой юм - энэ нь хүрээлэн буй орчны температурын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийн биед үзүүлэх нөлөөг зөөлрүүлдэг; өндөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүр - биеийн бүх эзлэхүүний туршид ижил температурыг хадгалах боломжийг олгодог; ууршилтын өндөр дулаан - хөхтөн амьтдын хөлрөх, ургамлын транспирацийн үед биеийг хөргөхөд ашигладаг.

5.Бүтцийн үйл ажиллагаа. Эсийн цитоплазм нь 60-95% ус агуулдаг бөгөөд энэ нь эсүүдэд хэвийн хэлбэрийг өгдөг. Ургамлын хувьд ус тургорыг (эндоплазмын мембраны уян хатан чанарыг) хадгалдаг бөгөөд зарим амьтдад гидростатик араг яс (медуз) болдог.

§ 7-ийн дараах асуултууд

1. Усны молекулын бүтцийн онцлог юу вэ?

Хариулт. Усны өвөрмөц шинж чанар нь түүний молекулын бүтцээр тодорхойлогддог. Усны молекул нь хоёр Н атомтай туйлын ковалент холбоогоор холбогдсон О атомаас тогтдог. Усны молекул дахь электронуудын өвөрмөц зохион байгуулалт нь цахилгаан тэгш бус байдлыг өгдөг. Илүү электрон сөрөг хүчилтөрөгчийн атом нь устөрөгчийн атомуудын электронуудыг илүү хүчтэй татдаг бөгөөд үүний үр дүнд усны молекул дахь нийтлэг хос электронууд түүн рүү шилждэг. Тиймээс усны молекул бүхэлдээ цэнэггүй боловч устөрөгчийн хоёр атом тус бүр нь хэсэгчлэн эерэг цэнэг (8+ гэж тэмдэглэсэн), хүчилтөрөгчийн атом нь хэсэгчлэн сөрөг цэнэг (8-) агуулдаг. Усны молекул нь туйлширсан ба диполь (хоёр туйлтай).

Нэг усны молекулын хүчилтөрөгчийн атомын хэсэгчилсэн сөрөг цэнэгийг бусад молекулуудын хэсэгчилсэн эерэг устөрөгчийн атомууд татдаг. Тиймээс усны молекул бүр нь дөрвөн хөрш усны молекултай устөрөгчийн холбоо тогтоох хандлагатай байдаг.

2. Уусгагчийн хувьд ус ямар ач холбогдолтой вэ?

Хариулт. Молекулуудын туйлшрал, устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвараас шалтгаалан ус нь ионы нэгдлүүдийг (давс, хүчил, суурь) амархан уусгадаг. Зарим ион бус боловч туйлын нэгдлүүд нь усанд уусдаг, тухайлбал, молекул нь цэнэглэгдсэн (туйл) бүлгүүд, жишээлбэл, элсэн чихэр, энгийн спирт, амин хүчлүүд агуулдаг. Усанд маш сайн уусдаг бодисыг гидрофилик гэж нэрлэдэг (Грек хэлнээс hygros - нойтон ба philia - нөхөрлөл, налуу). Бодис уусмал руу ороход түүний молекулууд эсвэл ионууд илүү чөлөөтэй хөдөлж, улмаар бодисын урвал нэмэгддэг. Энэ нь яагаад ихэнх химийн урвал явагддаг гол орчин бол ус гэдгийг тайлбарлаж, бүх гидролизийн урвал, олон тооны исэлдэлтийн урвалууд усны шууд оролцоотой явагддаг.

Усанд муу эсвэл бүрэн уусдаггүй бодисыг гидрофобик гэж нэрлэдэг (Грек хэлнээс phobos - айдас). Үүнд өөх тос, нуклейн хүчил, зарим уураг, полисахарид орно. Ийм бодисууд нь олон тооны химийн урвал явагддаг устай интерфейс үүсгэж чаддаг. Иймд ус туйлшралгүй бодисыг уусгахгүй байх нь амьд организмд бас маш чухал юм. Усны физиологийн чухал шинж чанаруудын нэг нь хий (O2, CO2 гэх мэт) уусгах чадвар юм.

3. Усны дулаан дамжуулалт ба дулаан багтаамж гэж юу вэ?

Хариулт. Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай, өөрөөр хэлбэл өөрийн температурын хамгийн бага өсөлттэй дулааны энергийг шингээх чадвартай. Усны өндөр дулаан багтаамж нь биеийн эд эсийг хурдан, хүчтэй температурын өсөлтөөс хамгаалдаг. Олон организм усыг ууршуулж (ургамал дахь транспираци, амьтдын хөлрөх) замаар өөрсдийгөө хөргөдөг.

4. Усыг эсэд хамгийн тохиромжтой шингэн гэж яагаад үздэг вэ?

Хариулт. Эс дэх усны өндөр агууламж нь түүний үйл ажиллагааны хамгийн чухал нөхцөл юм. Усны ихэнх хэсгийг алдснаар олон организм үхэж, нэг эст, бүр олон эст организмууд амьдралын бүх шинж тэмдгүүдээ түр хугацаагаар алддаг. Энэ төлөвийг түр зогсоосон хөдөлгөөнт дүрс гэж нэрлэдэг. Ус чийгшүүлсний дараа эсүүд сэргэж, дахин идэвхтэй болдог.

Усны молекул нь цахилгаан саармаг юм. Гэхдээ молекулын доторх цахилгаан цэнэг жигд бус тархсан байдаг: устөрөгчийн атомын бүсэд (илүү нарийвчлалтай, протон) эерэг цэнэг давамгайлдаг, хүчилтөрөгч байрладаг бүсэд сөрөг цэнэгийн нягт илүү өндөр байдаг. Тиймээс усны бөөмс нь диполь юм. Усны молекулын диполь шинж чанар нь цахилгаан талбарт өөрийгөө чиглүүлж, янз бүрийн молекулууд болон цэнэг агуулсан молекулуудын хэсгүүдэд бэхлэх чадварыг тайлбарладаг. Үүний үр дүнд гидратууд үүсдэг. Усны гидрат үүсгэх чадвар нь бүх нийтийн уусгагч шинж чанартай холбоотой юм. Хэрэв усны молекулуудын молекулуудын таталцлын энерги нь усны молекулуудын хоорондох таталцлын энергиээс их байвал бодис уусдаг. Үүнээс хамаараад усанд сайн уусдаг гидрофиль (грекээр hydros - ус ба phileo - хайр) бодисууд (жишээлбэл, давс, шүлт, хүчил гэх мэт), гидрофоб (грекээр hydros - ус ба фобос) бодисуудыг ялгадаг. - айдас) усанд хэцүү эсвэл огт уусдаггүй бодис (өөх тос, өөх тос, резин гэх мэт). Эсийн мембраны найрлагад гаднах орчноос эс, нуруу руу шилжих, түүнчлэн эсийн нэг хэсгээс нөгөөд шилжих шилжилтийг хязгаарладаг өөх тостой төстэй бодисууд орно.

Эсэд тохиолддог ихэнх урвалууд зөвхөн усан уусмалд л тохиолддог. Ус бол олон урвалын шууд оролцогч юм. Жишээлбэл, уураг, нүүрс ус болон бусад бодисын задрал нь ферментийн катализаторын устай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг. Ийм урвалыг гидролизийн урвал (Грекээр hydros - ус ба лизис - хуваагдах) гэж нэрлэдэг.

Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай бөгөөд шингэний хувьд харьцангуй өндөр дулаан дамжуулалттай байдаг. Эдгээр шинж чанарууд нь усыг эс, организмын дулааны тэнцвэрийг хадгалахад тохиромжтой шингэн болгодог.

Ус бол эсийн биохимийн урвалын гол орчин юм. Энэ нь фотосинтезийн явцад ялгардаг хүчилтөрөгчийн эх үүсвэр бөгөөд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн шингээлтийн бүтээгдэхүүнийг сэргээхэд ашигладаг устөрөгч юм. Эцэст нь ус нь бие махбод дахь бодисыг тээвэрлэх гол хэрэгсэл (цус ба тунгалгийн урсгал, ургамлын судсаар дамжуулан уусмалын өгсөх ба уруудах урсгал) болон эсэд байдаг.

5. Эсэд ус ямар үүрэгтэй вэ

Эсийн уян хатан байдлыг хангах. Усны эсийн алдагдлын үр дагавар нь навч хатах, жимс жимсгэнэ хатах;

Бодисыг усанд уусгах замаар химийн урвалыг хурдасгах;

Бодисын хөдөлгөөнийг хангах: ихэнх бодисыг эсэд оруулах, тэдгээрийг уусмал хэлбэрээр эсээс зайлуулах;

Олон тооны химийн бодисыг уусгах (олон тооны давс, элсэн чихэр);

Олон тооны химийн урвалд оролцох;

Аажмаар халааж, аажмаар хөргөх чадвартай тул терморегуляцийн үйл явцад оролцдог.

6. Усны ямар бүтэц, физик-химийн шинж чанар нь түүний эс дэх биологийн үүргийг тодорхойлдог вэ?

Хариулт. Усны бүтцийн физик-химийн шинж чанар нь түүний биологийн функцийг тодорхойлдог.

Ус бол сайн уусгагч юм. Молекулуудын туйлшрал, устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвараас шалтгаалан ус нь ионы нэгдлүүдийг (давс, хүчил, суурь) амархан уусгадаг.

Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай, өөрөөр хэлбэл өөрийн температурын хамгийн бага өсөлттэй дулааны энергийг шингээх чадвартай. Усны өндөр дулаан багтаамж нь биеийн эд эсийг хурдан, хүчтэй температурын өсөлтөөс хамгаалдаг. Олон организм усыг ууршуулж (ургамал дахь транспираци, амьтдын хөлрөх) замаар өөрсдийгөө хөргөдөг.

Ус нь мөн өндөр дулаан дамжуулалттай тул биеийн бүх хэсэгт дулааныг жигд хуваарилдаг. Иймээс өндөр хувийн дулаан багтаамж, өндөр дулаан дамжуулалт нь усыг эс, организмын дулааны тэнцвэрийг хадгалахад тохиромжтой шингэн болгодог.

Ус бараг шахдаггүй, тургорын даралтыг бий болгож, эс, эд эсийн хэмжээ, уян хатан чанарыг тодорхойлдог. Тиймээс дугуй өт, медуз болон бусад организмын хэлбэрийг хадгалж байдаг гидростатик араг яс юм.

Ус нь усны молекулууд болон бусад бодисын молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо үүссэнээс үүсдэг биологийн системийн гадаргуугийн хамгийн оновчтой хурцадмал хүчээр тодорхойлогддог. Гадаргуугийн хурцадмал байдлын хүчнээс болж капилляр цусны урсгал, ургамал дахь уусмалын өгсөх, буурах урсгал үүсдэг.

Зарим биохимийн процесст ус субстрат үүрэг гүйцэтгэдэг.

Усны шинж чанар ба түүний эс дэх үүрэг:

Эсийн бодисуудын дунд эхний байранд ус ордог. Энэ нь эсийн массын 80 орчим хувийг эзэлдэг. Ус нь амьд организмын хувьд хоёр дахин чухал, учир нь энэ нь зөвхөн эсийн бүрэлдэхүүн хэсэг төдийгүй олон хүмүүсийн амьдрах орчны хувьд зайлшгүй шаардлагатай байдаг.

1. Ус нь эсийн физик шинж чанарыг тодорхойлдог - түүний эзэлхүүн, уян хатан чанар.

2. Химийн олон процесс зөвхөн усан уусмалд явагддаг.

3. Ус бол сайн уусгагч: гадаад орчноос олон бодисууд усан уусмалаар эсэд нэвтэрч, усан уусмалд хаягдал бүтээгдэхүүнийг эсээс зайлуулдаг.

4. Ус нь өндөр дулаан багтаамжтай, дулаан дамжуулалттай байдаг.

5. Ус нь өвөрмөц шинж чанартай: +4 хэмээс 0 хэм хүртэл хөргөхөд ус өргөсдөг. Тиймээс мөс нь шингэн уснаас хөнгөн болж, гадаргуу дээр үлддэг. Энэ нь усан орчинд амьдардаг организмын хувьд маш чухал юм.

6. Ус нь сайн тослох материал байж болно.

Усны биологийн үүрэг нь түүний молекулуудын жижиг хэмжээ, туйлшрал, устөрөгчийн холбоогоор дамжуулан бие биетэйгээ холбогдох чадвараар тодорхойлогддог.

Усны биологийн үүрэг:

тээвэрлэлт. Ус нь эс, бие дэх бодисын хөдөлгөөн, бодисын шингээлт, бодисын солилцооны бүтээгдэхүүнийг зайлуулах боломжийг олгодог. Байгальд ус нь хаягдал бүтээгдэхүүнийг хөрс, усны биед хүргэдэг.

бодисын солилцоо. Ус бол бүх биохимийн урвалын орчин, фотосинтезийн үед электрон хандивлагч; Энэ нь макромолекулуудыг тэдгээрийн мономеруудад гидролиз хийхэд зайлшгүй шаардлагатай.

Ус нь биед тосолгооны шингэн, салиа, шүүрэл, шүүс үүсэхэд оролцдог.

Маш цөөхөн зүйлийг эс тооцвол (яс, шүдний паалан) ус нь эсийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Физиологийн процессууд зөвхөн усан орчинд явагддаг тул ус нь эсийн бодисын солилцоонд (солилцоо) шаардлагатай байдаг. Усны молекулууд нь эсийн олон ферментийн урвалд оролцдог. Жишээлбэл, уураг, нүүрс ус болон бусад бодисын задрал нь ферментийн катализаторын устай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг. Ийм урвалыг гидролизийн урвал гэж нэрлэдэг.

Ус нь фотосинтезийн явцад устөрөгчийн ионы эх үүсвэр болдог. Эс доторх ус нь чөлөөт ба холбогдсон хоёр хэлбэртэй байдаг. Чөлөөт ус нь эсийн бүх усны 95% -ийг эзэлдэг бөгөөд гол төлөв уусгагч болон протоплазмын коллоид системийн тархалтын орчин болгон ашигладаг. Эсийн нийт усны ердөө 4%-ийг эзэлдэг холбосон ус нь уурагтай устөрөгчийн холбоогоор чөлөөтэй холбогддог.

Төлбөрийн тэгш бус хуваарилалтын улмаас усны молекул нь диполийн үүрэг гүйцэтгэдэг тул эерэг ба сөрөг цэнэгтэй уургийн бүлгүүдтэй холбогдож болно. Усны молекулын диполь шинж чанар нь цахилгаан талбарт өөрийгөө чиглүүлж, янз бүрийн молекулууд болон цэнэг агуулсан молекулуудын хэсгүүдэд бэхлэх чадварыг тайлбарладаг. Үүний үр дүнд гидратууд үүсдэг

Дулааны өндөр хүчин чадалтай тул ус нь дулааныг шингээж, улмаар эсийн температурын гэнэтийн хэлбэлзлээс сэргийлдэг. Биеийн усны агууламж нь түүний нас, бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас хамаардаг. Энэ нь үр хөврөлд хамгийн өндөр (90%) бөгөөд нас ахих тусам аажмаар буурдаг. Янз бүрийн эдүүдийн усны агууламж нь бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас хамаарч өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, тархины саарал материалд 80% хүртэл ус, ясанд 20% хүртэл байдаг. Ус нь бие махбодид (цусны урсгал, лимфийн урсгал, ургамлын судсаар дамжих уусмалын өгсөх, буурах урсгал) болон эс дэх бодисыг хөдөлгөх гол хэрэгсэл юм. Ус нь үрж буй гадаргуу (жишээлбэл, үе мөч) байгаа газарт шаардлагатай "тосолгооны материал" болдог. Усны хамгийн их нягт нь 4 ° C байна. Тиймээс бага нягттай мөс нь уснаас хөнгөн бөгөөд гадаргуу дээрээ хөвж байдаг нь усан санг хөлдөхөөс хамгаалдаг. Усны энэ шинж чанар нь усны олон организмын амьдралыг авардаг.

Ургамлын янз бүрийн эрхтнүүдийн усны агууламж нэлээд өргөн хязгаарт өөр өөр байдаг. Байгаль орчны нөхцөл, нас, ургамлын төрлөөс хамааран өөр өөр байдаг. Тиймээс шанцайны ургамал навч дахь усны агууламж 93-95%, эрдэнэ шиш - 75-77% байна. Усны хэмжээ ургамлын янз бүрийн эрхтэнд харилцан адилгүй байдаг: наранцэцгийн навч 80-83%, иш нь 87-89%, үндэс нь 73-75% ус агуулдаг. Усны агууламж 6-11% байдаг нь гол төлөв агаарт хатаасан үрийн хувьд чухал ач холбогдолтой үйл явцыг саатуулдаг.

Ус нь амьд эс, үхсэн ксилемийн элементүүд болон эс хоорондын зайд агуулагддаг. Эс хоорондын зайд ус нь уурын төлөвт байдаг. Ургамлын ууршилтын гол эрхтэн нь навч юм. Үүнтэй холбоотойгоор хамгийн их хэмжээний ус навчны эс хоорондын зайг дүүргэх нь зүйн хэрэг юм. Шингэн төлөвт ус нь эсийн янз бүрийн хэсэгт байдаг: эсийн мембран, вакуоль, цитоплазм. Вакуолууд нь эсийн хамгийн их усаар баялаг хэсэг бөгөөд түүний агууламж 98% хүрдэг. Хамгийн их усны агууламжтай үед цитоплазм дахь усны агууламж 95% байна. Усны хамгийн бага агууламж нь эсийн мембраны шинж чанар юм. Эсийн мембран дахь усны агууламжийг тоон тодорхойлоход хэцүү байдаг; Энэ нь 30-50% хооронд хэлбэлздэг.

Ургамлын эсийн янз бүрийн хэсгүүдийн усны хэлбэрүүд бас өөр өөр байдаг. Вакуол эсийн шүүс нь харьцангуй бага молекул жинтэй нэгдлүүд (осмотик холбоотой) болон чөлөөт усаар хадгалагдсан ус давамгайлдаг. Ургамлын эсийн бүрхүүлд ус нь ихэвчлэн өндөр полимер нэгдлүүд (целлюлоз, гемицеллюлоз, пектин бодисууд), тухайлбал коллоид холбогдсон усаар холбогддог. Цитоплазмд коллоид ба осмотик байдлаар холбогдсон чөлөөт ус байдаг. Уургийн молекулын гадаргуугаас 1 нм хүртэлх зайд байрлах ус нь нягт холбоотой бөгөөд ердийн зургаан өнцөгт бүтэцтэй байдаггүй (коллоид холбогдсон ус). Үүнээс гадна цитоплазмд тодорхой хэмжээний ионууд байдаг тул усны нэг хэсэг нь osmotic холбоотой байдаг.

Чөлөөт ба ууссан усны физиологийн ач холбогдол нь өөр өөр байдаг. Ихэнх судлаачдын үзэж байгаагаар физиологийн процессын эрч хүч, түүний дотор өсөлтийн хурд нь юуны түрүүнд усны чөлөөт агууламжаас хамаардаг. Холбогдсон усны агууламж ба гадны тааламжгүй нөхцөлд ургамлын эсэргүүцэл хоёрын хооронд шууд хамаарал байдаг. Эдгээр физиологийн хамаарал нь үргэлж ажиглагддаггүй.

Тэдний хэвийн оршин тогтнохын тулд эсүүд болон ургамлын организм бүхэлдээ тодорхой хэмжээний ус агуулсан байх ёстой. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн усанд ургадаг ургамлуудад хялбар байдаг. Хуурай ургамлын хувьд энэ ажил нь ургамлын бие дэх ус ууршилтаар тасралтгүй алдагддаг тул төвөгтэй байдаг. Ургамлын усны ууршилт асар их хэмжээгээр хүрдэг. Бид дараах жишээг өгч болно: нэг эрдэнэ шишийн ургамал ургах хугацаандаа 180 кг хүртэл ус ууршуулдаг бол Өмнөд Америкийн 1 га ойд өдөрт дунджаар 75 мянган кг ус ууршдаг. Усны асар их хэрэглээ нь ихэнх ургамлын навчны гадаргуу нь усны уураар ханадаггүй агаар мандалд байрладагтай холбоотой юм. Үүний зэрэгцээ, агаарт агуулагдах нүүрстөрөгчийн давхар ислийг бага хэмжээгээр (0.03%) хэвийн тэжээлээр хангахын тулд навчны өргөн гадаргууг хөгжүүлэх шаардлагатай бөгөөд урт хугацааны хувьслын явцад хөгжсөн байдаг. "Ургамлын гангийн эсрэг тэмцэл" хэмээх алдарт номондоо К.А. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг барьж авах, усны хэрэглээг багасгах хэрэгцээ хоёрын хоорондох зөрчилдөөн нь бүхэл бүтэн ургамлын организмын бүтцэд ул мөр үлдээсэн гэж Тимирязев тэмдэглэв.

Ууршилтаас үүссэн усны алдагдлыг нөхөхийн тулд их хэмжээний усыг үйлдвэрт тасралтгүй нийлүүлэх шаардлагатай. Ургамалд тасралтгүй явагддаг хоёр процессыг ус орох ба ууршилт гэж нэрлэдэг ургамлын усны баланс.Ургамлын хэвийн өсөлт, хөгжлийг хангахын тулд усны хэрэглээ нь ойролцоогоор орох урсгалтай тохирч байх ёстой, эсвэл өөрөөр хэлбэл, ургамал их хэмжээний алдагдалгүйгээр усны балансаа бууруулдаг. Үүнийг хийхийн тулд ургамал нь байгалийн шалгарлын явцад усыг шингээх (асар их хөгжсөн үндэс систем), усыг хөдөлгөх (тусгай дамжуулагч систем), ууршилтыг багасгах (бүрхэг эд эсийн систем ба автомат систем) дасан зохицох чадварыг бий болгосон. стоматын нүхийг хаах).

Эдгээр бүх дасан зохицсон хэдий ч ургамал нь ихэвчлэн усны хомсдолтой тулгардаг, өөрөөр хэлбэл, ус дамжуулах явцад усны хангамж нь түүний хэрэглээгээр тэнцвэрждэггүй.

Физиологийн эмгэгүүд нь янз бүрийн ургамалд янз бүрийн түвшний усны дутагдалтай байдаг. Хувьслын явцад шингэн алдалтыг тэсвэрлэх янз бүрийн дасан зохицсон ургамлууд байдаг (ганд тэсвэртэй ургамал). Ургамлын усны хомсдолд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлдог физиологийн шинж чанарыг тодруулах нь хамгийн чухал ажил бөгөөд үүнийг шийдвэрлэх нь зөвхөн онолын төдийгүй хөдөө аж ахуйн практик ач холбогдолтой юм. Үүний зэрэгцээ үүнийг шийдвэрлэхийн тулд ургамлын организм дахь усны солилцооны бүх талыг мэдэх шаардлагатай.