1. 水はどこにあるのか?
1. 水はどこにあるのか? 自然界に 人間生活の中に 身体の中に 宇宙に
自然界における水 森・川 草・雨 Spreewaldにて 水稲/水田 西沢渓谷/自然の清流 生命をはぐくむ海
地球を巡る水の大循環 雲 雨雪 水蒸気 雨雪 動植物の中 氷河・雪 湖沼 地表の70%は海 河川 視野を地球全体に向けましょう。 一体、水はこの地球上のどこにあり、どのような役割を果たしている のか最大限に目を開いて考えてみましょう。 地球表面の70%が水で覆われています。太陽熱により絶えず蒸発し、雲となり、雨や雪として再び地上に戻ってきます。蒸発した海水の9割は海の上に落ちますが、1割の40億トンは風で陸上に運ばれてから落ちます。40 40億トンの水は川として陸地を流れ、地中水となり、地上の動植物の生命活動を支え、また海へと戻ります。これを水の大循環と言います。数十億年前に今の水量となって以来、総量は変わらず循環しているのです。 この水の大循環の意味を考えて頂きたいのです。難しくない。 2,3の意味をここであげますと、 1. 2. 動植物の中 氷河・雪 湖沼 地表の70%は海 河川
4. 生命を支える水 生物はなぜ水を必要とするのか?
身体の中に 約4.5 L 生命を支えている水 http://youshou.cside.com/k_h10970/kanrishi_j/hidaka-smina/mizu-kenkou.files/image13.jpg
生物はなぜ水を必要とするのか? Q: 人は一日どの位の水を必要とするのか? (補給量=排出量)? 2 - 2.5 L (補給量=排出量)? 約4.5 L 2 - 2.5 L 生命活動に必要な量はその100倍。体内を循環し、リサイクルされている。 体験的事実: ノドが渇く → 水を飲む → 落ち着く ●2%の水不足で猛烈に喉の渇きを感じる ●5%失うと幻覚を起こす ●12%失うと死ぬ
腎臓は水のリサイクル装置 Q:生命活動の維持にその約10倍もの水を必要と している。 どのように賄っているのか?: (ろ過、再生、循環。過剰水分を 尿、汗として出す)。 身体は水の部屋(細胞、組織)の間が 水の流れる輸送管(血管)で結ばれた 一大生命維持装置
生体内での水の役割は? ・植物: 毛管により水を移動 (高い樹木の頂きに まで至る): 酸素、栄養物を運搬 ・動物:毛細管現象に 生体内での水の役割は? ● 表面張力・大きい ・植物: 毛管により水を移動 (高い樹木の頂きに まで至る): 酸素、栄養物を運搬 ・動物:毛細管現象に より身体の末端まで血液、体 液を行き渡らせ る。
水は体内で何をしているのか? 1.血液として栄養分、酸素を身体の隅々まで運んでいる。 水は体内で何をしているのか? 1.血液として栄養分、酸素を身体の隅々まで運んでいる。 2.食物(タンパク質、炭水化物、脂肪)を栄養分に加水分解し、 生命物質をつくり、動くためのエネルギーに変えている。 3.生命活動の大部分は、水に囲まれ一定の構造をもった酵素タン パク質、核酸 (RNA, DNA)の働きによって営まれている。 4.水に溶けたイオン性物質の浸透圧の差を利用して細胞内外の 物質吸収、排出を調節している。 5.熱伝導、発汗によって体温を調節している。 6.生命活動に必要な水環境を提供している。
酵素タンパク質が機能 を発揮するためには、 一定の立体構造を保持し、 かつ、 部分的にflexibleな構造が とれなければならない →タンパク質の水和 (結合水、弾力水、自由水) によって可能となる。
光合成の意味? 6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2 H2O とCO2 は、燃焼、呼吸により生じる“燃えかす” 光合成の意味? 緑色植物は、太陽エネルギーを使って 水と二酸化炭素からブドウ糖(生体物質)と 酸素を合成する。 太陽光 6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2 クロロフィル 酸素 二酸化炭素 ブドウ糖 (生体物質) H2O とCO2 は、燃焼、呼吸により生じる“燃えかす” エネルギー的には利用価値なし。 光合成(太陽エネルギー)により有効資源へと再生
生体内での物質変換(メタボリズム) 呼吸・燃焼 H2O + CO2 +太陽エネルギー 細胞内 ぶどう糖 H2O + CO2 光合成 内呼吸 エネルギー ぶどう糖 核 酸 (RNA, DNA) セルロース (植物構造体) アセチルCoA エネルギー (ATP) アミノ酸 ステロイド ゴ ム タンパク質 脂質 呼吸・燃焼 H2O + CO2 (燃えかす)
生命はなぜそんなに水と密接な 関係をもっているのか? 生命は、34億年前、原始の海の中から 発生したから。 その証拠があるのか?
人体、海水、地殻の元素存在率 人体 海水 地殻
海の中で 34億年前 生命が発生した もう一つの奇跡 ▼ 単細胞生物は、太陽からの強い紫外線から護られた海の中で、 複雑な多細胞生物へと進化 海の中で 34億年前 生命が発生した もう一つの奇跡 ・原始地球上の海辺で生体高分子 (タンパク質、核酸)がつくられ、 原始細胞(コアセルベート)=原始 生命が発生した。 原始細胞 /海の中 ▼ 単細胞生物は、太陽からの強い紫外線から護られた海の中で、 複雑な多細胞生物へと進化 ▼ やがて、光合成を行う緑色植物ができ、 ▼ おだやかな気温と酸素量が増えた陸上で生活する動物へと進化。 ▼ 今から約200万年前に人類が地球上に現れた。 ヒトを構成する元素の種類と比率は海水の元素量/比率とよく似て いる --> 人は海から生まれ、今も海を抱えている。