Mush!
disse vakre sledehundene er et metabolsk vidunder. Mens de kjører opp til 100 miles om dagen, vil de hver forbruke og brenne ca 12 tusen kalorier — ca 240 kalorier per pund per dag, noe som tilsvarer ca 24 Big Macs! En menneskelig utholdenhetsutøver, derimot, brenner vanligvis bare ca 100 kalorier per pund hver dag. Forskere er fascinert av den fantastiske metabolismen av sledehunder, selv om de fortsatt ikke har bestemt hvordan de bruker så mye energi. Men en ting er sikkert: alle levende ting trenger energi for alt de gjør, enten det kjører et løp eller blinker øye. Faktisk trenger hver celle i kroppen din hele tiden energi bare for å utføre grunnleggende livsprosesser. Du vet sikkert at du får energi fra maten du spiser, men hvor kommer maten fra? Hvordan kommer det til å inneholde energi? Hvordan får cellene energi fra mat?
Hva Er Energi?
i den vitenskapelige verden er energi definert som evnen til å gjøre arbeid. Du kan ofte se energi på jobben i levende ting – en fugl flyr gjennom luften, en firefly lyser i mørket, en hund logrer halen. Dette er åpenbare måter som levende ting bruker energi, men levende ting bruker stadig energi på mindre åpenbare måter også.
Hvorfor Levende Ting Trenger Energi
inne i hver celle av alle levende ting, er det nødvendig med energi for å utføre livsprosesser. Energi er nødvendig for å bryte ned og bygge opp molekyler, og å transportere mange molekyler over plasmamembraner. Alt arbeid i livet trenger energi. Mye energi er også bare tapt for miljøet som varme. Historien om livet er en historie om energiflyt – dens fangst — endring av form, bruk for arbeid og tap som varme. Energi (i motsetning til materie) kan ikke resirkuleres, så organismer krever en konstant tilførsel av energi. Livet går på kjemisk energi. Hvor får levende organismer denne kjemiske energien?
Hvordan Organismer Får Energi
den kjemiske energien som organismer trenger kommer fra mat. Mat består av organiske molekyler som lagrer energi i sine kjemiske bindinger. Når det gjelder å skaffe mat til energi, er det to typer organismer: autotrofer og heterotrofer.
Autotrofer
Autotrofer er organismer som fanger energi fra ikke-levende kilder og overfører den energien til den levende delen av økosystemet. De kan også lage sin egen mat. De fleste autotrofer bruker energien i sollys for å lage mat i prosessen med fotosyntese. Bare visse organismer — som planter, alger og noen bakterier-kan lage mat gjennom fotosyntese. Noen fotosyntetiske organismer er vist i figuren nedenfor.
Fotosyntetiske autotrofer, som lager mat ved hjelp av energien i sollys, inkluderer (a) planter, (b) alger og (c) visse bakterier.
Autotrofer kalles også produsenter. De produserer mat ikke bare for seg selv, men for alle andre levende ting (kjent som forbrukere), så vel. Dette er grunnen til at autotrofer danner grunnlaget for næringskjeder, slik som næringskjeden vist nedenfor.
en næringskjede viser hvordan energi og materie strømmer fra produsenter til forbrukere. Materiell resirkuleres, men energi må fortsette å strømme inn i systemet. Hvor kommer denne energien fra? (Selv om nedbryterne er vist som det siste trinnet i denne næringskjeden, dekomponerer disse organismene materiale fra hvert trinn i næringskjeden. Se Økologi Konsepter for mer informasjon.)
Heterotrofer
Heterotrofer er levende ting som ikke kan lage sin egen mat. I stedet får de maten ved å konsumere andre organismer, og derfor kalles de også forbrukere. De kan konsumere autotrofer eller andre heterotrofer. Heterotrofer inkluderer alle dyr og sopp, så vel som mange enkeltcellede organismer. I figuren ovenfor er alle organismer forbrukere bortsett fra gresset. Hva tror du ville skje med forbrukerne hvis alle produsenter skulle forsvinne fra Jorden?
Energimolekyler: Glukose og ATP
Organismer bruker hovedsakelig to typer molekyler for kjemisk energi: glukose og ATP. Begge molekylene brukes som drivstoff i hele den levende verden. Begge molekylene er også sentrale aktører i prosessen med fotosyntese.
Glukose
Glukose Er et enkelt karbohydrat MED kjemisk formel C6H12O6. Den lagrer kjemisk energi i en konsentrert, stabil form. I kroppen din er glukose den form for energi som bæres i blodet ditt og tas opp av hver av dine trillioner celler. Glukose er sluttproduktet av fotosyntese, og det er nesten universell mat for livet.
ATP
ATP (adenosintrifosfat) ER det energibærende molekylet som celler bruker til energi. Den brukes til energi av alle celler i de fleste cellulære prosesser. ATP er laget i første halvdel av fotosyntese og deretter brukt til energi i andre halvdel av fotosyntese, når glukose er laget. ATP frigjør energi når den gir opp en av sine tre fosfatgrupper (Pi) og endrer SEG TIL ADP (adenosindifosfat, som har to fosfatgrupper), som vist i figuren nedenfor. Dermed er nedbrytningen AV ATP I ADP + Pi en katabolisk reaksjon som frigjør energi (eksoterm). ATP er laget av kombinasjonen AV ADP Og Pi, en anabole reaksjon som tar i energi (endoterm).
Hvorfor Trenger Organismer Både Glukose og ATP
hvorfor trenger levende ting glukose hvis ATP er molekylet som celler bruker til energi? Hvorfor gjør ikke autotrofer BARE ATP og gjøres med det? Svaret er i » emballasje.»Et molekyl av glukose inneholder mer kjemisk energi i en mindre «pakke» enn ET MOLEKYL AV ATP. Glukose er også mer stabil ENN ATP. Derfor er glukose bedre for lagring og transport av energi. Glukose er imidlertid for kraftig for celler å bruke. ATP, derimot, inneholder akkurat den rette mengden energi for å drive livsprosesser i celler. Av disse grunner er både glukose og ATP nødvendig av levende ting.
Hvordan Energi Flyter Gjennom Levende Ting
strømmen av energi gjennom levende organismer begynner med fotosyntese. Denne prosessen lagrer energi fra sollys i glukosens kjemiske bindinger. Ved å bryte de kjemiske bindingene i glukose, frigjør cellene den lagrede energien og gjør ATP de trenger. Prosessen der glukose brytes ned OG ATP er laget kalles cellulær respirasjon.
Fotosyntese og cellulær respirasjon er som to sider av samme mynt. Dette er tydelig i figuren nedenfor. Produktene av en prosess er reaktantene til den andre. Sammen lagrer og frigjør de to prosessene energi i levende organismer. De to prosessene arbeider også sammen for å resirkulere oksygen i Jordens atmosfære.
dette diagrammet sammenligner og kontrasterer fotosyntese og cellulær respirasjon. Det viser også hvordan de to prosessene er relatert.
Sammendrag
- Energi er evnen til å gjøre arbeid. Det trengs av alle levende ting og hver levende celle for å utføre livsprosesser, for eksempel å bryte ned og bygge opp molekyler, og transportere mange molekyler over cellemembraner.
- den form for energi som levende ting trenger for disse prosessene er kjemisk energi, og den kommer fra mat. Mat består av organiske molekyler som lagrer energi i sine kjemiske bindinger.
- Autotrofer lager sin egen mat. Planter, for eksempel, gjør mat ved fotosyntese. Autotrofer kalles også produsenter.
- Heterotrofer får mat ved å spise andre organismer. Heterotrophs er også kjent som forbrukere.
- Organismer bruker hovedsakelig molekylene glukose og ATP for energi. Glukose er en kompakt, stabil form for energi som bæres i blodet og tas opp av celler. ATP inneholder mindre energi og brukes til å drive celleprosesser.
- strømmen av energi gjennom levende ting begynner med fotosyntese, som skaper glukose. I en prosess som kalles cellulær respirasjon, bryter organismenes celler ned glukose og gjør ATP de trenger.
Gjennomgang
1. Definer energi.
2. Hvorfor trenger levende ting energi?
3. Sammenlign og kontrast de to grunnleggende måtene som organismer får energi på.
4. Beskriv rollene og relasjonene til energimolekylene glukose og ATP.
5. Oppsummere hvordan energi flyter gjennom levende ting.
6. Forklar hvorfor energien som brukes av menneskekroppen til slutt kommer fra solen.
7. Sant eller Usant: noen mennesker (som vegetarianere) er autotrofer.
8. Sann eller Falsk: Glukose lagrer kjemisk energi i sine bindinger.
9. Produsenter kalles også______________ .
10. Forbrukerne kalles også______________ .
11. Hvilke av de følgende lagrer kjemisk energi?
A. ATP
b. glukose
c. ingen av de ovennevnte
d. både A og B
12. Hvilke av de følgende er ikke heterotrophs?
a. sopp (sopp)
b. kyr
c. mais
d. Både A og C