Глюкоза —это органическая молекула с высокой потенциальной энергией, в то время как потенциальная энергия у воды и диоксида углерода практически нулевая. Для того чтобы молекула глюкозы приобрела запас потенциальной энергии, а он не может быть получен из «нулевого» запаса энергии диоксида углерода и воды, то необходим внешний источник энергии, и он нами был уже установлен — это солнечное излучение—свет, т. е. кинетическая энергия. Процесс фотосинтеза включает ее поглощение, превращение и «запасание» в виде потенциальной энергии молекул глюкозы. Этот процесс возможен при наличии зеленого пигмента хлорофилла и других, обладающих аналогичными ему свойствами. С этими пигментами происходят также определенные превращения.[ ...]
Содержание хлорофилла на 1 м2 в разных сообществах примерно одинаково, т. е. в целых сообществах содержание зеленого пигмента распределено более равномерно, чем в отдельных растениях или их частях. Соотношение между зелеными и желтыми пигментами можно использовать как показатель отношения гетеротрофного метаболизма к автотрофному. Когда в сообществе фотосинтез превышает дыхание, доминируют зеленые пигменты, а при уменьшении дыхания сообщества увеличивается содержание желтых пигментов.[ ...]
Переходя к консументам, прежде всего следует сказать, что им, как животным, свойственна активная выработка кинетической энергии. Прежде всего это выражается в том, что большинство из них активно двигается, причем даже те животные, что впадают в зимнюю спячку, не прекращают полностью своих двигательных функций. Источником этой энергии является потенциальная энергия органических молекул, потребляемых в составе пищи. Значительная часть потребленной пищи разрушается с высвобождением энергии, необходимой для обеспечения жизненных функций организма и которая в конечном счете теряется при выделении тепла телом организма.[ ...]
Сам процесс расщепления органических молекул с выделением энергии носит название клеточного дыхания. Этот процесс по сути в целом противоположен фотосинтезу, иными словами, приведенное выше уравнение реакции фотосинтеза может быть записано в обратном порядке: из молекул глюкозы в присутствии кислорода образуется диоксид углерода и самое главное выделяется энергия. В данном случае следует подчеркнуть, что этот процесс осуществляется в каждой клетке организма и речь идет именно о клеточном дыхании.[ ...]
Клеточное дыхание и горение по своей общей схеме практически одинаковы, но клеточное дыхание отличается от простого горения тем, что высвобождение энергии происходит весьма малыми порциями, отвечающими энергетическим потребностям и возможностям клетки. По данным Б. Небела (1993), этот процесс высвобождения энергии состоит не менее чем из 20 этапов.[ ...]
Следует остановиться на «строительной» роли пищи. Мы уже отмечали, что часть съеденной, переваренной и поступившей в кровь пищи расходуется на рост и обновление тканей тела. В целом для этого необходимы определенные аминокислоты, в частности, для построения белков множество особых органических молекул-витаминов и микроэлементы. В том случае, если пища не в полном объеме содержит эти ингредиенты, то вне зависимости от количества запасенной энергии питание будет неполноценным. Если же в пище излишек энергии то возможно накопление в организме запасов жиров, а при недостатке калорий в пище организму приходится получать энергию за счет расщепления собственных тканей, не только жиров, но и белков. При сбалансированной пище от 80 до 90 % ее переваривается, всасывается в кровь и расходуется в энергетических целях.[ ...]
Часть же пищи, как известно, не переваривается, а просто проходит через пищеварительный тракт и выводится из него в виде фекалий или экскрементов. У травоядных они состоят в основном из целлюлозы, вещества, которое образует стенки растительных клеток. Это так называемые диетологами грубые волокна. Они частично необходимы для функционирования желудка и кишечника, но большинство кон-сументов неспособно извлечь из целлюлозы ни энергии, ни биогенов, так как, за исключением коров и некоторых других жвачных, большинство травоядных целлюлозу переварить даже частично не могут (рис. 58).[ ...]
Отдельным видам грибов (дрожжам) и бактериям свойственна специфическая форма клеточного дыхания. Они могут в отсутствие кислорода получать достаточное для жизнедеятельности количество энергии путем частичного расщепления органических молекул. При данном частично осуществляемом процессе в качестве конечного продукта образуются такие вещества, как этиловый спирт (С2НвО 2), газ метан (СН4), уксусная кислота и др. Этот процесс называется брожением.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема потребления пищи в организме человека (по Б. Небелу, 1992) |
 |