Vai trò của nước trong cuộc sống

Nước chiếm 60-75% trọng lượng cơ thể con người. Chỉ mất 4% tổng lượng nước trong cơ thể dẫn đến mất nước, và mất 15% có thể gây tử vong. Tương tự như vậy, một người có thể sống sót một tháng mà không có thức ăn nhưng sẽ không sống được 3 ngày nếu không có nước. Vậy nước có vai trò như thế nào trong cuộc sống? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

I. Cấu tạo phân tử của nước

Nhiều vai trò của nước trong việc hỗ trợ sự sống là do cấu trúc phân tử và một số tính chất đặc biệt của nó. Nước là một phân tử đơn giản bao gồm hai nguyên tử hydro nhỏ, tích điện dương và một nguyên tử oxy lớn mang điện tích âm. Các nguyên tử này có kích thước và điện tích khác nhau, tạo ra sự bất đối xứng trong cấu trúc phân tử và dẫn đến liên kết bền chặt giữa nước và các phân tử phân cực khác, bao gồm cả bản thân nước.

Cấu tạo phân tử nước

II. Vai trò của nước trong cuộc sống

1. Nước có vai trò là “Dung môi chung”

+ Nước được gọi là “Dung môi chung” vì nó có thể hòa tan cả các chất ion cũng như các chất cộng hóa trị phân cự.

+ Vì nước H2O có sự khác biệt lớn giữa lực hút đối với các electron. (Oxi có độ âm điện là 3,5 và Hiđro có độ âm điện là 2,2). Có một mặt tích cực của nước (Hydro) và một mặt tiêu cực (Oxy). Điều này cho phép nước phân hủy và hòa tan các chất có đặc tính ion , chẳng hạn như muối.

+ Nước là một phân tử cộng hóa trị có cực nên nó có thể hòa tan các chất khác có cộng hóa trị có cực như đường, rượu và hầu hết các phân tử hữu cơ.

Nước là dung môi chung

+ Khả năng hòa tan nhiều loại phân tử khác nhau của nước đã khiến nó được gọi là “dung môi chung” và chính vì vậy, nước trở thành một động lực duy trì sự sống vô giá. Ở cấp độ sinh học, nước đóng vai trò như một dung môi giúp tế bào vận chuyển và sử dụng các chất như oxy hoặc chất dinh dưỡng. Các dung dịch gốc nước như máu giúp mang các phân tử đến những vị trí cần thiết. 

Do đó, vai trò của nước như một dung môi tạo điều kiện cho việc vận chuyển của các phân tử như oxy cho hô hấp và có tác động lớn đến khả năng của thuốc để đạt được mục tiêu của họ trong cơ thể.

2. Nước hỗ trợ cấu trúc tế bào

+ Nước cũng có một vai trò quan trọng trong sinh học. Nước bên trong nhiều tế bào (bao gồm cả những tế bào tạo nên cơ thể con người) tạo ra áp suất chống lại các lực bên ngoài. Nước giúp lấp đầy các tế bào để giúp duy trì hình dạng và cấu trúc. Tuy nhiên, ngay cả một số thực vật, có thể duy trì cấu trúc tế bào của chúng mà không cần nước, vẫn cần nước để tồn tại.

+ Nước giúp mọi thứ bên trong tế bào có hình dạng phù hợp ở cấp độ phân tử. Vì hình dạng rất quan trọng đối với các quá trình sinh hóa, đây cũng là một trong những vai trò quan trọng nhất của nước.

+ Nước cũng góp phần giúp hình thành màng bao quanh tế bào. Mọi tế bào trên Trái đất đều được bao bọc bởi một lớp màng, hầu hết chúng được hình thành bởi hai lớp phân tử gọi là phospholipid. Các phospholipid, giống như nước, có hai thành phần riêng biệt: “đầu” phân cực và “đuôi” không phân cực. Do đó, các đầu phân cực tương tác với nước, trong khi các đuôi không phân cực cố gắng tránh nước và thay vào đó tương tác với nhau.

+ Tìm kiếm những tương tác thuận lợi này, các phospholipid tự phát hình thành các lớp kép với phần đầu hướng ra ngoài về phía nước xung quanh và phần đuôi hướng vào trong, không bao gồm nước.

+ Lớp kép bao quanh tế bào và cho phép chọn lọc các chất như muối và chất dinh dưỡng đi vào và ra khỏi tế bào. Các tương tác liên quan đến việc hình thành màng đủ mạnh để màng hình thành một cách tự nhiên và không dễ bị phá vỡ. Nếu không có nước, màng tế bào sẽ thiếu cấu trúc và không có cấu trúc màng thích hợp,tế bào sẽ không thể giữ các phân tử quan trọng bên trong tế bào và các phân tử có hại bên ngoài tế bào.

+ Nước có ảnh hưởng đến hình dạng tổng thể của tế bào, ngoài ra nước còn ảnh hưởng đến một số thành phần cơ bản của: DNA và protein. Protein được sản xuất như một dãy các khối xây dựng được gọi là các axit amin và cần phải gấp lại thành một hình dạng cụ thể để hoạt động chính xác. Nước thúc đẩy sự gấp khúc của các chuỗi axit amin vì các loại axit amin khác nhau tìm kiếm và tránh tương tác với nước. Proteincung cấp cấu trúc, nhận tín hiệu và xúc tác các phản ứng hóa học trong tế bào.

Protein chính là động lực của tế bào. Cuối cùng, protein thúc đẩy sự co cơ, giao tiếp, tiêu hóa chất dinh dưỡng và nhiều chức năng quan trọng khác. Nếu không có hình dạng thích hợp, các protein sẽ không thể thực hiện các chức năng này và một tế bào (chưa nói đến toàn bộ con người) không thể tồn tại. Tương tự, DNA cần có hình dạng cụ thể để các chỉ dẫn của nó được giải mã đúng cách. Các phân tử nước bao quanh DNA theo kiểu đặt hàng để hỗ trợ cấu trúc xoắn kép đặc trưng của nó. Nếu không có hình dạng này, các tế bào sẽ không thể tuân theo các hướng dẫn cẩn thận được mã hóa bởi DNA hoặc truyền các chỉ dẫn cho các tế bào tương lai, khiến cho sự phát triển, sinh sản của con người và cuối cùng là khả năng sống sót. 

3. Tham gia các phản ứng hóa học

Nước tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng hóa học để xây dựng và phá vỡ các thành phần quan trọng của tế bào. Quang hợp là quá trình quan trọng ở thực vật tạo ra đường cho tất cả các dạng sống cần nước. Nước cũng tham gia xây dựng các phân tử lớn hơn trong tế bào. Các phân tử như DNA và protein được tạo ra từ các đơn vị lặp đi lặp lại của các phân tử nhỏ hơn. Việc ghép các phân tử nhỏ này lại với nhau sẽ xảy ra phản ứng tạo ra nước. Ngược lại, nước cần thiết cho phản ứng ngược phá vỡ các phân tử này, cho phép các tế bào thu được chất dinh dưỡng hoặc tái sử dụng các mảnh của các phân tử lớn. 

Tham gia các phản ứng hóa học

Ngoài ra nước còn có tác dụng là vùng đệm để các tế bào khỏi tác động nguy hiểm của axit và bazơ. Các chất có tính axit hoặc bazơ cao, như chất tẩy trắng hoặc axit clohydric,  các chất này ăn mòn ngay cả những vật liệu bền nhất. Điều này là do axit và bazơ giải phóng hydro dư thừa hoặc hấp thụ hydro dư thừa tương ứng từ các vật liệu xung quanh. Mất hoặc thu được các hydro mang điện tích dương sẽ phá vỡ cấu trúc của các phân tử. Như chúng ta đã học, protein yêu cầu một cấu trúc cụ thể để hoạt động bình thường, vì vậy điều quan trọng là phải bảo vệ chúng khỏi axit và bazơ. Nước thực hiện điều này bằng cách đóng vai trò vừa là axit vừa là bazơ. Mặc dù các liên kết hóa học trong phân tử nước rất bền vững, nhưng phân tử nước có thể từ bỏ hydro và trở thành OH -, do đó hoạt động như một bazơ, hoặc chấp nhận một hydro khác và trở thành H 3 O + , do đó hoạt động như một axit. Nước còn chống lại sự thay đổi của độ pH do các chất có tính axit trong cơ thể của một quá trình được gọi là đệm. Cuối cùng, điều này bảo vệ các protein và các phân tử khác trong tế bào.

Tóm lại, nước có vai trò rất quan trọng đối với mọi sự sống. Tính linh hoạt và khả năng thích ứng của nó giúp thực hiện các phản ứng hóa học quan trọng. Cấu trúc phân tử đơn giản của nó giúp duy trì hình dạng quan trọng cho các thành phần bên trong và màng ngoài của tế bào. Không có phân tử nào khác phù hợp với nước khi có các đặc tính độc đáo hỗ trợ sự sống. 

III. Thực trạng sử dụng nước hiện nay như thế nào?

  » Nhiều người cho rằng nước chiếm đến ¾ tổng diện tích trên trái đất nên cứ vô tư xài nước một cách phung phí vì họ nghĩ rằng ¾ diện tích là rất lớn nên cần gì phải lo thiếu nước. Nhưng suy nghĩ này sai hoàn toàn vì ¾ đó còn chứa đến 97% là từ các đại dương, mà nước từ các đại dường là nguồn nước mặn không thể sử dụng vào mục đích hàng ngày được.

ô nhiễm môi trường nước

» Ngành công nghiệp phát triển sẽ kéo theo những hệ luỵ là việc thải ra môi trường một lượng lớn nước thải từ khâu sản xuất. Nếu không xử lý triệt để mà để lượng nước thải này thải trực tiếp ra môi trường thì thật là nguy hại cho nguồn nước.

IV. Cần đến giải pháp nào để có được nguồn nước sạch?

 + Dân số của chúng ta ngày càng đông, nguồn nước bị ô nhiễm và ngày một cạn kiệt thì việc tìm đến giải pháp tái xử lý để áp dụng cho nguồn nước ô nhiễm là một phương pháp cần thiết.

Trong những năm gần đây thì con người đã từng bước nhận thức được việc ô nhiễm nguồn nước cực kỳ nguy hại cho đời sống nên dần dần từng bước phát triển những hệ thống xử lý và tái tạo nguồn nước ô nhiễm để phục vụ nhu cầu cho việc sinh hoạt của con người.

Những dòng máy lọc nước phèn được ra đời ngày càng nhiều mang lại lượng nước sạch cho việc phục vụ nhau cầu ăn uống sinh hoạt sản xuất của mọi người đảm bảo vệ sinh an toàn nâng cao chất lượng đời sống của con người.

Hình ảnh nguồn nước sau khi qua hệ thống lọc nước giếng sinh hoạt

+ Hoặc chúng ta cũng có thể sử dụng nước một cách hợp lý và biết giữ gìn nguồn nước trong sạch hơn cũng là một trong những giải pháp để có được nguồn nước sạch

Tham khảo thêm: 

=> Vai trò của nước đối với sức khỏe con người

=> Vai trò của nước trong sinh hoạt và sản xuất

15-11-2022

Biên tập bởi Nguyễn Lý

Tin tức liên quan

Vai trò của nước trong sinh hoạt và sản xuất

Nước nguồn tài nguyên không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, nước có vai trò quan trong trong đời sống cũng như sản xuất. Chính vì thế việc bảo vệ tài nguyên nước là vấn để cấp bách hiện nay.

Vai trò của nước đối với sức khỏe con người

Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cơ thể người, vì nước chiếm đến 70 – 80% trọng lượng cơ thể. Một người trưởng thành có thể nhịn ăn trong vòng vài ngày, thậm chí vài tuần nhưng không thể không uống nước trong 3 – 4 ngày.