Slide 1

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 2

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 3

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 4

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 5

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 6

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 7

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 8

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 9

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 10

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 11

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 12

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 13

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 14

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 15

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 16

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 17

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 18

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 19

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 20

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 21

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 22

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 23

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 24

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.


Slide 25

Энергозависимость

Энергия солнечного света
• Основным источником энергии для всех живых
существ, населяющих нашу планету, служит
энергия солнечного света, которую используют
непосредственно только клетки зеленых
растений, одноклеточных водорослей, зеленых и
пурпурных бактерий. Эти клетки за счет энергии
солнечного света способны синтезировать
органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой
биосинтез, происходящий благодаря энергии
света, называют фотосинтезом.

Клетки

Хлоропласт с гранами

Хлорофил в гране

• Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток
зависит от наличия в них хлорофилла,
поглощающего свет в красной и синей частях
спектра и пропускающего лучи, которые
дают при смешении зеленый цвет. Имеются и
иные светопоглощающие пигменты, которые
придают некоторым водорослям и бактериям
бурый, красный или пурпурный цвет.

Аккумуляторы энергии
• За счет энергии света в фотосинтезирующих
клетках образуются АТФ и некоторые другие
молекулы, играющие роль своеобразных
аккумуляторов энергии. Возбужденный
светом электрон отдает энергию для
фосфорилирования АДФ, при этом
образуется АТФ.

АТФ
• АТФ — аденозинтрифосфорная кислота. Этот
нуклеотид играет выдающуюся роль в
энергетике клетки. Как во всякий нуклеотид, в
АТФ входят остаток азотистого основания
(аденин), пентоза (рибоза) и три остатка
фосфорной кислоты. Основной синтез АТФ
происходит в митохондриях.

Расщепление АТФ

НАДФ·Н
• За счёт энергии АТФ и при участии НАДФ¥Н
происходит восстановление углекислого газа до
глюкозы. Все эти сложные процессы происходят в
клетках растений в хлоропластах.
• Хлоропласты содержатся только в
эукариотических клетках зеленых растений. В
клетках фотосинтезирующих прокариотов —
бактерий фотосинтезирующие системы
расположены в пластинчатых структурах —
хроматофорах, которые содержат почти те же
элементы фотосинтетического аппарата, что и
хлоропласты.

Строение хлоропласта

• Органические вещества, которые образуются в
фотосинтезирующих клетках из углекислого газа,
воды, азота атмосферы и неорганических солей
почвы или водных сред, используются всеми
живыми существами нашей планеты, которые не
способны к фотосинтезу. В число этих существ
входят все животные и человек, живущие
благодаря трансформированной растениями
энергии солнца. Исключение составляют
хемосинтезирующие микроорганизмы.

Хемосинтез
•

В природе органические вещества создают не только зеленые
растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилла. Этот
автотрофный процесс называется хемосинтезом, потому что
осуществляется он благодаря энергии, выделяющейся при
химических реакциях окисления различных неорганических
соединений. Энергия, получаемая при окислении, запасается в
организме в форме АТФ.

•

Пример: в водоемах, вода которых содержит сероводород, живут
серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических
соединений из углекислого газа, они получают, окисляя
сероводород. Выделяющаяся в результате свободная сера
накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При
недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее
окисление находящейся в них свободной серы до серной
кислоты.

Этап аэробной жизни
• До появления на нашей планете фотосинтезирующих
клеток и организмов атмосфера Земли была лишена
кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток
она стала насыщаться кислородом. Постепенное
наполнение атмосферы кислородом привело к появлению
клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это
были клетки, производящие энергию вследствие
окисления органических соединений, главным образом
углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода
в качестве окислителя.
• В результате этого наступил следующий важный этап в
развитии жизни на Земле — этап кислородной, или
аэробной жизни.

Гетеротрофы
• Гетеротрофы получают энергию в результате окисления
органических соединений. Следует заметить, что и
фотосинтезирующие, и хемосинтезирующие автотрофы
также способны получать энергию благодаря окислению
органических веществ. Однако у гетеротрофов эти
соединения поступают извне готовыми, а у автотрофов
они синтезируются в клетках из неорганических
соединений и далее используются ими же.
• Для гетеротрофных организмов окисление органических
соединений служит единственным способом получения
энергии.

• Почему при окислении органических соединений
освобождается энергия? Электроны в составе
молекул органических соединений обладают
большим запасом энергии, поскольку находятся
на высоких энергетических уровнях этих
молекул. Перемещаясь с высшего на более низкий
энергетический уровень своей или иной
молекулы или атома, электроны освобождают
энергию. Широко распространенным конечным
акцептором электронов служит кислород. В этом
и состоит его главная биологическая роль, именно
для этой цели нам необходим кислород воздуха.

Энергитический обмен
• 1 этап
• Локализация: в пищеварительном тракте; в
лизосомах.
• Процессы: происходит расщепление
высокомолекулярных органических веществ
до низкомолекулярных.

• Энергетическая ценность: небольшое
количество тепловой энергии.

Энергитический обмен
• 2 этап (бескислородный)
• Локализация: в цитоплазме.
• Процессы: ферментативное расщепление
глюкозы – брожение.
• Энергетическая ценность: 60% энергии тепловая 40% энергии - на синтез 2АТФ

Энергитический обмен
•

3 этап (гидролиз, дыхание)

•

Локализация: в митохондриях, в матриксе, в кристах.

•

Процессы: образование СО2. Атом водорода поступает во
внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы;
окисление атомов водорода до катионов; катионы переносятся на
наружную поверхность мембраны; образование анионов
кислорода на внутренней поверхности мембраны; катионы и
анионы скапливаются по разные стороны мембраны. В молеулах
ферментов АТФ-синтаз открывается протонный канал. По нему
протоны водорода устремляются на внутреннюю поверхность
мембраны, отдавая большое количество энергии. Она идёт на
синтез АТФ. Протоны водорода соединяются с анионами
кислорода.

•

Энергетическая ценность: образование 36 молекул АТФ.

Преобразование энергии
• Энергия АТФ в разнообразных
процессах преобразуется в различные
виды работ - химическую (синтез),
осмотическую (поддержание перепадов
концентрации веществ), электирческую,
механичесскую, регуляторную.

Эффективность
энергообеспечения клетки

• Механизмы энергообеспечения клетки отличаются
эффективностью. Коофициенты полезного действия
хлоропласта и митохондрии, достигая соответсвенно
25,45 - 60 %, существенно превосходят аналогичный
показатель паровой машины (8%) или двигателя
внутреннего сгорания (17%)

• В процессах трансформации энергии могут
учавствовать белки. Белки мышц взаимодействуют с
молекулами АТФ, разрушают в них богатую энергией
химическую связь: под воздействием
освобождающейся энергии происходит сокращение
мышечного белка.
• Химическая энергия при участии белков мышц
превращается в энергию механическую.

Потоки энерии в биоценозах

• Химическая энергия, накопленная в
растениях в процессе фотосинтеза,
передаётся всем другим живым организмам
через цепи питания.

Цепи питания
•

Продуценты - зелёные растения, трансформирующие световую энергию в энергию
химических связей органически соединений.

•

Консументы - растительноядные и хищные животные. Большее количество
потребляемой энергии они расходуют на процессы жизнедеятельности и только около
10 % - на построение тела.

•

Редуценты - бактерии, сопрофиты, грибы. Они разрушают органическое вещество до
минерального.

Экологическая пирамида
•

За счет энергии света растения
образуют биомассу, которая
используется насекомыми для
построения своего тела.
Амфибии используют их для
пластического и
энергетического обмена,
являясь, в свою очередь,
источником энергии и материи
для рептилий. Ими питаются
хищные птицы. Вследствие
потери энергии на каждой
ступени количество особей
прогрессивно снижается от
основания к вершине пирамиды

Превращение энергии в биосфере
•

Одновременно с круговоротом веществ в биосфере идет и
превращение энергии. Биосфера является открытой системой,
постоянно принимающей солнечную энергию. В процессе
фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию
химических связей. В живом веществе Земли связано 4,19x1018
Дж энергии; при этом ежегодно создается и расходуется
4,19x1017 Дж. Энергия используется растениями на процессы
жизнедеятельности, а часть переходит к растительноядным
организмам. Последние расходуют ее на процессы
жизнедеятельности, а частично она поступает к плотоядным
животным и т.д. Таким образом, энергия запасается в тканях
растений и животных в виде органических соединений,
потребляемых другими животными и человеком. Часть энергии
консервируется в нефти, угле, сланцах, торфе.

Превращение энергии в биосфере
• Наряду с накоплением энергии в живых
организмах происходит почти равное ему по
масштабам выделение энергии при разрушении
органических веществ в процессе дыхания,
брожения и гниения. Так в биосфере
поддерживается баланс энергии. Во время этих
превращений происходят затраты энергии на
процессы жизнедеятельности организмов. Потери
энергии постоянно восполняются за счет световой
энергии Солнца.