Хранителните функции на живите организми

ХРАНИТЕЛНИ ФУНКЦИИ НА ОРГАНИЗМИТЕ VII

ХРАНИТЕЛНИ ФУНКЦИИ те са тези, които осигуряват обмена на материя и енергия между тялото и средата му на живот. Тялото, независимо дали е растително или животинско, взема от околната среда определени вещества, които преобразува в свои собствени вещества или които използва като такива, без да ги трансформира. Отпадъчните или излишните вещества се елиминират от тялото. Обменът на материали включва и преобразуването на енергия: светлина, химикали, топлина, калории и т.н.
Трансформациите на веществата се извършват чрез два основни процеса, които съставляват

МЕТАБОЛИЗЪМ: АСИМИЛАЦИЯ И ДЕАСИМИЛАЦИЯ.
Асимилация (анаболизъм) = съвкупността от реакции на синтез на собствените вещества на организма (извършвани с консумация на енергия).
DezasimilaЕЈia (Катаболизъм) = набор от реакции на разграждане на някои вещества в тялото (извършва се с освобождаване на енергия).

Хранителните функции са:
1. КОЛЕДА
2. ДИШАНЕ
3. ОБХВАТ
4. ИЗКЛЮЧЕНИЕ

1.1 ХРАНЕНЕ В ЖИВИЯ СВЯТ
Организмите се нуждаят от енергия, за да функционират и да се интегрират в жизнената среда. Енергията се получава чрез изгаряне на органични вещества. Организмите могат да имат хранене:

АВТОТРОФД, = "приготвят собствена храна" (синтезира органични вещества), използвайки светлинна (слънчева) енергия или химическа енергия:
- ФОТОСИНТЕЗА;
- хемосинтеза.

ХЕТОРОТРОФИЯ = органичните вещества се вземат от жизнената среда (HOLOZOIC и САПРОФИТ) или от организмите гостоприемници (PARASITE хранене).
МИКСОТРОФНИ = фуражи както автотрофни, така и хетеротрофни (Euglena verde, полупаразитни и месоядни растения).

КОЛЕДА В ЕВКАРИОТИ

Хранене Растението
Повечето растения се хранят АВТОТРОФНО чрез ФОТОСИНТЕЗА.
Има (малко) растения с МИКСОТРОФНО и ХЕТЕРОРОФНО хранене (паразитни растения).

I. Автотрофия при растенията може да се постигне чрез фотосинтеза.
Автотрофно хранене = растенията приготвят собствена храна, използвайки светлинна енергия (фотосинтеза).

Определение: Фотосинтезата е процес, при който зелените растения трансформират неорганични вещества в органични вещества в присъствието на светлина.
Това е единственият естествен процес, чрез който се получава O2. Неорганичните вещества са:
H2O, минерални соли, CO2.

Водата и минералните соли се транспортират чрез ксилем (дървени съдове) до листата. Светлината се абсорбира от асимилиращи пигменти (хлорофил а) и се превръща в химическа енергия. CO2 достига листа до атмосферния въздух. Резултатът е O2, който ще се освободи в околната среда и органични вещества. Някои от тях остават в листата (нишесте), друга част образува сложния сок (вода и глюкоза), транспортиран с флоема (либерийски съдове) до всички тъкани на растението, където може да се консумира или съхранява.
Трансферът на двата участващи газа (O2, CO2) се извършва чрез устици.

Фотосинтезата се осъществява в зелените органи на растението. Механизмът на фотосинтезата:

1. лека фаза - се разгръща в зърното
- кислородна фотолиза се извършва за получаване на кислород

- получава се енергията, необходима за синтеза на органични вещества; тази енергия се натрупва в макроергични вещества (АТФ).

2. тъмната фаза - разгръща се в стромата
- се извършва синтез на прости органични вещества (с 3 или 4 атома на
въглерод), последвано от поредица от синтетични реакции, които водят до производството на въглехидрати, протеини, липиди - цикълът на КАЛВИН

АКЦЕНТИРАНЕ НА ПРОЦЕСА НА ФОТОСИНТЕЗАТА
Методите за подчертаване на процеса на фотосинтеза се основават на определянето на количеството абсорбиран CO2, на освободения O2 или на синтезираните органични вещества, на общото сухо вещество (биомаса) или само на натрупания въглерод. Тъй като дишането се случва едновременно с фотосинтезата, експериментално получените данни показват очевидна фотосинтеза. За да се получи истинската фотосинтеза, консумацията на органично вещество чрез дишане ще се добави към стойността на видимата.

Експериментира в лабораторията по биология, подчертавайки произведения O2 и абсорбирания CO2 в процеса на фотосинтеза може да се направи, както следва: фрагмент от Elodea sp. или друго водно растение и се поставя с разреза нагоре в епруветка с чешмяна вода. Епруветката се намира близо до източник на светлина. След 2-3 минути в участъка се отделят газови мехурчета.
Полученият газ е O2, което може да се демонстрира чрез повдигане на тръбата и бързо поставяне на върха на нажежаема клечка кибрит, която ще се възпламени отново (O2 е газ, който поддържа горенето).

Ако поставим фрагмента от Elodea sp. В епруветка с преварена и охладена вода и излагането й на светлина ще забележим, че повече не се отделят мехурчета газ (O2), тъй като чрез кипене се отстранява разтвореният във вода CO2. Ако към преварената и охладена вода се добави малко количество NaHCO3 (натриев хидроген карбонат), растението отново ще пусне мехурчета.
O2, тъй като NaHCO3 освобождава CO2, необходим за фотосинтеза, след реакцията:

Методи, базирани на подчертаване на произведените органични вещества
Експериментално в лабораторията по биология може да се подчертае органичното вещество, получено чрез фотосинтеза, както следва: покрийте частично лист с парче фолио и оставете на светлина за няколко часа. След това счупете листа от растението, сварете го за няколко минути във вода, след това няколко минути в алкохол. Листът, обезцветен при кипене, се въвежда в разтвор на йод в калиев йодид. Ще забележите синьото оцветяване на областите, съдържащи нишесте, където не е имало фолио и където е извършена фотосинтезата (йодът дава син цвят в присъствието на нишесте). В частта, която е била покрита с фолио, фотосинтезата не се е осъществила, не е произведено нишесте и в резултат на това то ще остане обезцветено.

РОЛЯТА НА АСИМИЛИРАЩИТЕ ПИГМЕНТИ (хлорофил а и хлорофил b)
Фотосинтезата се осъществява в хлоропластите на ниво зърно. Тилакоидната мембрана се състои от два фосфолипидни слоя (точно като мембраната на хлоропласта, митохондриите и клетката). Тези тилакоидни мембрани представляват мястото на зависимите от светлината реакции на фотосинтезата. Те имат на повърхността или вградени молекули хлорофил, свързани пигменти, електронно транспортни системи и ензими. Поглъщащите светлина молекули са подредени във фотосистемите.

Видове асимилативни пигменти:
- хлорофил а, присъства във всички фотосинтезиращи организми;
- хлорофил b, се намира в зелени водорасли, мъхове и кормофити (при висшите растения съотношението между хлорофил а/хлорофил b е 3/1);
- хлорофил с (кафяви водорасли, диатомеи, динофлагелати);
- хлорофил d (червени водорасли);
- хлорофил е (жълто-златисти водорасли);
- фикоеритрин (червени водорасли);
- фикоцианин (цианобактерии)

Роли:
Асимилиращите пигменти имат ролята да абсорбират, в зависимост от особеностите на техния абсорбционен спектър, светлинното лъчение, чиято енергия се използва при синтеза на органични вещества. Капацитетът на поглъщане на светлина се дължи на възможността за образуване на енергизиращи електрони. Светлината, погълната от хлорофила, определя освобождаването на електрон с много висок енергиен потенциал, електрон, който в крайна сметка ще се върне към хлорофила, но с много по-нисък енергиен потенциал. В тази реакция хлорофилът играе ролята на катализатор, окислената молекула хлорофил, връщайки се отново в първоначалната си форма чрез (повторно) улавяне на електрон.

Всеки тип асимилиращ пигмент има способността да абсорбира и използва при фотосинтеза определена светлинна радиация, цвят, допълващ цвета им. Зелените водорасли и висшите растения извършват най-добре фотосинтезата на червена светлина, а червените водорасли на зелена светлина. Зеленото лъчение има по-висока честота от червеното лъчение, прониквайки по-дълбоко във водното тяло. В резултат на това червените водорасли живеят на по-голяма дълбочина, за разлика от зелените водорасли.

Значение на фотосинтезата:
- Това е единственият естествен процес, чрез който се получава кислород. Използва се в дихателния процес при растения и животни (аеробно дишане). Това е газ, който поддържа изгарянето, участвайки в процесите на окислително-редукционни процеси на органичния субстрат. Чрез обмена на O2 и CO2 фотосинтезата се намесва в поддържането на относително постоянен състав на атмосферния въздух.
- Чрез фотосинтеза се получава озоновият слой (O3), който предпазва Земята от вредното въздействие на слънчевата радиация.
- Чрез този процес всички екосистеми работят: водни (поради фотосинтеза от водорасли) и сухоземни (поради фотосинтеза от други растения, особено голосеменни и покритосеменни). В една екосистема основните междувидови взаимоотношения са трофичните взаимоотношения. Те се основават на храненето. Растенията са източник на храна за фитофаги, които са храна за зоофаги. Растенията се наричат първични производители (Р) поради фотосинтезата - те произвеждат О2 и органични вещества.

Фотосинтезата осигурява екологичен баланс.

Влияние на факторите на околната среда:
Интензивността на фотосинтезата се влияе от редица фактори в средата на живот:

СВЕТЛИНАТА - по интензивност и дължина на вълната (състав). Това е основният фактор, от който зависи фотосинтезата. Интензивността на светлината варира в зависимост от сезона и мъглявината. Започва от няколко десетки светлини до 50 000 светлини. Интензивността на фотосинтезата зависи от вида на растенията.

Съставът на светлината - установено е, че интензивността на фотосинтезата се увеличава на червена светлина и намалява на зелена светлина.
ТЕМПЕРАТУРА - фотосинтезата обикновено се извършва, започвайки от температури от 0 ° C (с изключение на иглолистни дървета или пшеница, която извършва фотосинтеза при - 4 ° - -6 ° C) до температури от 25 - 30 ° C (при растения в умерения регион) или +35 - + 40 ° C (в средиземноморските растения), когато е записан максималният интензитет на фотосинтезата.

Въглероден диоксид (CO2) - в атмосферния въздух CO2 е в концентрация 0,03% и O2 в процент 21%. Увеличаването на концентрацията на CO2 от 0,03% на 2-5% води до увеличаване на интензивността на фотосинтезата (практикува се в оранжерии за увеличаване на производителността). Вариации в концентрацията на CO2 възникват често поради съотношението фотосинтеза/дишане и индустриалната активност.

ВОДАТА е съществен фактор за постигане на фотосинтеза, представляващ суровината заедно с минералните соли и въглеродния диоксид. Това е и подкрепата на суров и преработен сок.

МИНЕРАЛНИ СОЛИ - влияе върху интензивността на фотосинтезата, защото тяхното присъствие в почвата определя постигането на фотосинтеза, увеличаването на концентрацията им в почвата, което води до увеличаване на интензивността на фотосинтезата.

Съдържание: Подготвителни уроци за бакалавърския изпит по растителна и животинска биология