Вопрос 2. Соотношение организмов-продуцентов, консументов, редуцентов в экосистеме

Любое природное сообщество состоит из совокупности организмов, которые по типу питания можно разделить на функциональные группы.

Первой функциональной группой биоценоза являются автотрофы-производители (продуценты) органических веществ, способные аккумулировать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и образовывать органические вещества. Чаще всего в роли продуцентов выступают зеленые растения.

Ко второй функциональной группе относятся гетеротрофные организмы, которым для питания необходимы уже готовые органические вещества. Различают две группы гетеротрофов: консументы, или потребители, и редуценты, то есть разрушители. К консументам относятся животные. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные – животную.

К редуцентам относятся микроорганизмы – бактерии и грибы. Редуценты разлагают выделения животных, остатки мертвых растений, животных и микроорганизмов, другие органические вещества. Разрушители питаются органическими соединениями, образующимися при разложении. В процессе питания редуценты минерализуют органические отходы до воды, углекислого газа и минеральных элементов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами.

Графическое изображение соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме называется экологической пирамидой.

В наземных экосистемах количественные показатели продуцентов выше, чем консументов; консументов первого порядка больше, чем консументов второго порядка; консументов второго порядка больше, чем консументов третьего порядка и т. д.

При переходе с одного трофического уровня на другой численность особей уменьшается, а их размер увеличивается. В некоторых водных экосистемах, отличающихся исключительно высокой биологической прордуктивностью продуцентов, экологическая пирамида может оказаться обращенной, «перевернутотй», т. е. количественные показатели консументов могут быть выше, чем продуцентов и редуцентов. В некоторых глубоководных и подземных экосистемах практически нет звена продуцентов, их продукция приходит извне, от поверхностных экосистем.

Передача энергии с одного пищевого уровня на другой происходит с очень малым КПД. С уровня на уровень переходит около 10 % энергии, что объясняет уменьшение числа и суммарной массы организмов на каждом последующем уровне и ограниченность количества звеньев в пищевой цепи.

Вопрос 3. С помощью опыта доказать, что фермент в клетках клубня картофеля, расщепляющий перекись водорода, имеет белковую природу. Какова химическая природа всех ферментов?

Доказать, что фермент в клубнях картофеля, расщепляющий перекись водорода, имеет белковую природу можно, поставив следующий опыт.

В две пробирки нальем по 1 мл перекиси водорода. В одну пробирку поместим небольшой кусочек вареного клубня картофеля, а в другой – сырого.

В пробирке с сырым картофелем наблюдается бурное выделение пузырьков газа (кислорода), образовавшегося в результате расщепления перекиси водорода ферментом – пероксидазой, содержащийся в живых клетках картофеля.

В пробирке с вареным картофелем пузырьки газа не выделяются. Реакция расщепления не идет, так как фермент разрушается при варке картофеля. Только белки под действием высоких температур денатурируют, т. е. теряют свою структуру, а, следовательно, и свойства, значит фермет-пероксидаза имеет белковую природу.

Все ферменты являются белками по своей природе, но не все белки выполняют в клетках ферментивную функцию.