Živé bytosti jsou závislé na vodě. Souvisí to s tím, že neživá hmota se začala přeměňovat na živou ve vodě.
Voda proniká všemi částmi každé buňky a je základním prostředím, v němž probíhá veškeré dění v buňce. Není však při tom inertní kapalinou, ale vysoce reaktivní látkou:
- je výborným rozpouštědlem polárních a iontových sloučenin
- účastní se řady hydrolytických a hydratačních reakcí a acidobazických dějů
- interakcemi s biomakromolekulami a biomembránami určuje jejich tvar.
Tyto biologické funkce vody jsou podmíněny jejími neobvyklými fyzikálními a chemickými vlastnostmi.
Fyzikální vlastnosti vody:
- vyšší body tání a varu než by odpovídalo její nízké molekulové hmotnosti
- vysoká relativní permitivita
Chemické vlastnosti vody:
- schopnost tvorby vodíkových vazeb
- vyvolání hydrofobního efektu
- schopnost autoionizace
Základní biologické funkce vody:
a) Voda je rozpouštědlo a transportér
Většina organických a anorganických složek buněk je rozpustná ve vodě. U mnohobuněčných organismů existuje nejen voda v buňkách (= intracelulární voda), ale je tu i voda v tělních tekutinách (= extracelulární voda) – zde funguje hlavně jako transportér rozvádějící rozpuštěné látky po organismu.
b) Voda se účastní chemického dění v buňkách
- Některé reakce by v bezvodém prostředí nemohly probíhat. Voda se ale většinou v chemických rovnicích popisujících průběh těchto reakcí nevyskytuje.
- Důležitými prvky v reakcích jsou atomy vodíku, mnohé z nich pocházejí z vody.
c) Voda vytváří stálost vnitřního prostředí
- Voda udržuje stálost hladiny protonů, tedy stálé pH = 7, při němž probíhá většina procesů v organismech.
- Pronikání vody do roztoků rozpuštěných látek v buňce má vliv na udržování stálosti koncentrace rozpuštěných látek.
Roztoky o stejné koncentraci rozpuštěných látek (a tedy i o stejném osmotickém tlaku) jsou isotonické (např. tekutiny v organismu).
X
hypertonické = roztoky s vyšším obsahem látek
X
hypotonické = roztoky s nižším obsahem látek
Buňka v hypertonickém prostředí → voda z ní uniká ven → buňka zmenšuje svůj objem => plasmolýza.
Buňka v hypotonickém prostředí → přijímá vodu z okolí → zvětšuje svůj objem, může dojít k prasknutí => plasmoptýza.
Vyšší organismy mají mechanismy realizované specifickými hormony centrální nervovou soustavou na regulaci isotonie svého vnitřního prostředí => homeostáza.
Voda se také podílí na udržování konstantní teploty organismů. Umožňuje jí to její velká tepelná kapacita.
