70. Как извлекается энергия из питательных веществ? На что она идет? Как называются эти процессы? Роль дыхания в этих процессах.

Питательные вещества.

Жизнедеятельность любого организма, в том числе и человека, невозможна без постоянного поступления энергии из внешней среды. Такой энергией для человека является потребляемая пища, содержащая питательные вещества — белки, жиры и углеводы.

Питательные вещества — это жизненно необходимые составные части пищи, используемые организмом как пластический материал для построения живого вещества клеток и служащие источником энергии, необходимой для его жизнедеятельности. Организму нужны также минеральные соли, вода, витамины. Все эти вещества также поступают с пищей. Но лишь вода, минеральные соли и витамины усваиваются организмом в том виде, в каком они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы, являясь высокомолекулярными соединениями, не могут всасываться в пищеварительном тракте и усваиваться организмом без предварительного расщепления до более простых соединений.

Пищеварение — это совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи, химическое расщепление макромолекул питательных веществ на компоненты, пригодные для всасывания и участия в обмене веществ. Таким образом, функциями пищеварительной системы являются:

• Секреторная (заключается в образовании железистыми клетками пищеварительных соков, содержащих ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы);

• Всасывательная (обеспечивает поступление переваренных органических веществ, солей, витаминов и воды во внутреннюю среду организма);

• Моторная (обеспечивает жевание, глотание, передвижение пищи по пищеварительному тракту и удаление непереваренных остатков).

Главнейшая роль в химической переработке пищи принадлежит ферментам. Они вырабатываются в слюнных железах, желудке, поджелудочной железе, кишечнике

Ферменты обладают высокой активностью, что позволяет расщеплять большое количество органических веществ.

Роль дыхания.

71. Глобальный круговорот веществ в биосфере. Биогеохимические циклы.

Глобальный круговорот веществ складывается из отдельных круговоротов (воды, химических элементов), к которым подключаются грандиозные перемещения воздушных масс, тектонические процессы, обусловленные вулканической деятельностью и движением океанических плит.

Круговорот веществ возможен только на основе постоянного притока солнечной энергии и осуществляется при участии живого вещества. Поступая в организмы из окружающей среды, различные элементы вовлекаются в процессы клеточного метаболизма, затем возвращаются в среду и вновь используются организмами. Благодаря этому биосфера функционирует как целостная, саморегулирующаяся, сохраняющая постоянство система.

Основными элементами глобального круговорота являются углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Круговороты этих и других элементов называют биогеохимическими циклами. В ходе таких циклов большинство элементов проходят через живое вещество огромное число раз.

Биохимические циклы:

Химические элементы циркулируют в биосфере характерными путями из внешней среды в организм и снова во внешнюю среду. Процессы движения химических элементов, которые происходят с участием живого вещества, называются биогеохимическими циклами. Движение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений можно назвать круговоротом элементов питания.

Круговорот углерода в природе

Углекислый газ поступает в атмосферу за счет дыхания всех организмов. Второй его источник - выделение по трещинам земной коры из осадочных пород благодаря химическим процессам. С увеличением содержания СО₂ в атмосфере связана глобальная экологическая проблема - потепление климата.

Круговорот воды в природе

Часть этого круговорота осуществляется за счет энергии Солнца, в других частях круговорота энергия освобождается и может быть использована экосистемами и гидроэлектростанциями. Около трети энергии Солнца, поступающей к Земле, затрачивается на круговорот воды.

Круговорот кислорода в природе

Атмосферный кислород накоплен за счет фотосинтеза. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода - фотолиз воды в верхних слоях атмосферы. В природе существует два фундаментальных процесса, противоположных друг другу, - это фотосинтез у растений и дыхание. Количество молекул O₂, которые выделяют зеленые растения, пропорционально количеству связывающихся молекул СО₂. Кислород, выделяющийся во время фотосинтеза, идет на дыхание живых существ и на окисление углерода при минерализации органических соединений.