Читайте также:
|
|
Сумма реакций, ведущих к распаду или деградации молекул и выделению энергии, называется катаболизмом, а реакций, приводящих к образованию новых молекул, - анаболизмом.
Превращения энергии в биохимических реакциях осуществляются путем переноса электронов с одного энергетического уровня на другой или от одного атома или молекулы - к другим. Вещество, отдающее электроны, называется донором, а принимающее электроны - акцептором.
Энергия органических веществ выделяется в метаболических процессах при дыхании организмов.
Глава 2. Экосистемы - предмет экологии
Глава 2. Экосистемы - предмет экологии
Дыхание - это процесс, в результате которого энергия, выделенная при распаде органических веществ, передается на универсальную энергонесущую молекулу аде-нозинтрифосфорной кислоты (АТФ), где она хранится в виде высокоэнергетических фосфатных связей.
Так, например, при разложении 1 моля глюкозы выделяется 686 ккал свободной энергии (1 ккал = 4,187103 Дж). Если бы эта энергия выделялась быстро, то большая часть ее рассеялась бы в виде теплоты. Это не принесло бы пользы клетке, а привело бы к гибельному для нее повышению температуры. Но в живых системах есть сложные механизмы, которые регулируют многочисленные химические реакции таким образом, Что энергия хранится в химических связях и затем может выделяться постепенно, по мере необходимости.
У млекопитающих, птиц и некоторых других позвоночных теплота, выделяемая при дыхании, тем или иным путем сохраняется, и поэтому температура их тела, как правило, выше температуры окружающей среды. У растений скорость дыхания невелика, поэтому выделяемая теплота обычно не накапливается и не влияет на температуру растений.
Дыхание может происходить в аэробных (в присутствии кислорода) и в анаэробных (бескислородных) условиях.
Аэробное дыхание - процесс, обратный нормальному фотосинтезу, т. е. синтезированное органическое вещество (С6Н1206) вновь разлагается с образованием С02 и Н20 и высвобождением потенциальной энергии Q, аккумулированной в этом веществе. Акцептором электронов является кислород:
С6Н1206 + 602 -> 6С02 + 6Н20 + Q1 при этом Q} = Q пот = 686 ккал/моль.
В отсутствие кислорода процесс может идти не до конца. В результате незавершенного дыхания образуются органические вещества, содержащие некоторое количество энергии, которая может быть использована другими организмами.
Анаэробное дыхание протекает без участия газообразного кислорода. Акцептором электронов служит не кислород, а другое вещество, например, уксусная кислота:
С6Н1206 + СН3СООН -> 4С02 + 4СН4 + О2
При этом Q, < О^, а выделяющийся метан обладает некоторым запасом энергии с/, и может использоваться в качестве топлива или самопроизвольно окисляться и воспламеняться в природе: СН4 + 202 -> СО2 + 2Н20 + q1
Бескислородное дыхание служит основой жизнедеятельности многих сапротрофов (бактерий, дрожжей, плесневых грибков, простейших), но может встречаться и в тканях высших животных.
Брожение - это анаэробное дыхание, при котором органическое вещество само служит и донором, и акцептором электронов: С6Н1206 -> 2С2Н5ОН + 2С02 + Q3
При этом Оэ < С?пот, а образующийся спирт также содержит некоторое количество энергии qv которая может быть использована другими организмами:
C2H5ОН + 302 -» 2С02 + ЗН20 + q2.
Разложение может быть результатом не только биотических, но и абиотических процессов. Так, например, степные и лесные пожары возвращают большое количество С02 и других газов в атмосферу и минеральных веществ в почву. Они - важный, а иногда даже необходимый, процесс в экосистемах с такими физическими условиями, при которых микроорганизмы не успевают разлагать образующиеся органические остатки. Но окончательное разложение отмерших растений и животных осуществляется гетеротрофными микроорганизмами - редуцентами.
Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 180 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Фотосинтез есть накопление части солнечной энергии путем превращения ее в потенциальную энергию химических связей органических веществ. | | | Разложение органических веществ есть процесс, в результате которого организмы получают необходимые химические элементы и энергию при преобразовании пищи внутри клеток их тела. |