Откуда организмы получают энергию и как они её расходуют?

Организмы получают энергию, главным образом, из пищи, солнечного света или химических веществ, в зависимости от типа организма. В животных и растениях, а также в микроорганизмах, энергетические процессы связаны с биохимическими реакциями, которые обеспечивают необходимые условия для жизни.

1. У животных:
Животные получают энергию из пищи, которая состоит из органических веществ, таких как углеводы, белки и жиры. Эти вещества перевариваются в желудочно-кишечном тракте, и их молекулы расщепляются на более простые компоненты. Главным процессом, в котором животные извлекают энергию, является клеточное дыхание. В этом процессе молекулы глюкозы, жирных кислот или аминокислот расщепляются с участием кислорода, и в результате высвобождается энергия, которая используется клетками для выполнения различных функций.

Клеточное дыхание включает несколько этапов:

• Гликолиз (расщепление глюкозы в цитоплазме клетки).

• Цикл Кребса (или цикл лимонной кислоты), который проходит в митохондриях.

• Цепь переноса электронов, также в митохондриях, где происходит окончательное образование энергии в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата), который и служит источником энергии для клеток.

2. У растений:
Растения, в отличие от животных, получают энергию от солнечного света через процесс фотосинтеза. Этот процесс происходит в хлоропластах, содержащих хлорофилл, который поглощает солнечную энергию. В ходе фотосинтеза растения превращают углекислый газ из воздуха и воду из почвы в глюкозу, используя солнечный свет. При этом также выделяется кислород как побочный продукт. Глюкоза, полученная в ходе фотосинтеза, служит основным источником энергии для роста и развития растения. Излишки глюкозы могут храниться в виде крахмала.

3. У микроорганизмов:
Микроорганизмы могут получать энергию различными способами. Некоторые из них используют солнечный свет (фотосинтетики), другие - органические или неорганические вещества в процессе, называемом хемосинтезом. Например, определённые виды бактерий могут использовать химическую энергию, выделяющуюся при окислении серы, железа или аммиака, для синтеза органических молекул.

Как расходуется энергия?
После того как энергия извлечена из пищи, солнечного света или химических веществ, она используется для различных клеточных процессов. Главный носитель энергии в клетках - молекула АТФ, которая расщепляется на АДФ (аденозиндифосфат) и фосфат, при этом высвобождается энергия. Энергия расходуется на:

• Синтез новых молекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты.

• Перенос веществ через клеточные мембраны.

• Выполнение механической работы, например, сокращение мышц.

• Поддержание постоянной температуры тела (у теплокровных животных).

• Рост и восстановление клеток и тканей.

Энергия также используется в процессе деления клеток, для поддержания активности нервной системы и других жизненно важных функций.

Таким образом, все живые организмы, от микробов до людей, извлекают и расходуют энергию, обеспечивая свою жизнедеятельность и поддерживая обмен веществ.