Пока зелень — автотрофы, на Земле есть жизнь
Зеленые растения являются автотрофами. Это биологический термин. Противоположный ему по значению – термин «гетеротрофы». Так называют организмы, которые не могут самостоятельно продуцировать органические вещества. Они получают их в готовом виде, с пищей. Соответственно, термин «автотрофы» характеризует способ питания изумрудной растительности.
Но так однобоко обозначить значение этого понятия нельзя. Очень емко и точно по поводу роли автотрофов высказался русский исследователь Костычев: «Когда лист перестанет работать, все живое на Земле погибнет. В том числе и человечество». Почему растения называют автотрофом? Какую роль выполняет зелень на земном шаре?
Фотосинтез
Фотосинтез – это многоступенчатый процесс, где зеленое растение, используя солнечную световую энергию, продуцирует из неорганических элементов органические.
1) Происходит в хлоропластах.
2) Используя силу солнышка и хлорофилл своих листочков, растение продуцирует из углекислого газа и воды нужные органические элементы.
3) Воду и минералы впитывает из земли (фотосинтез без водички невозможен).
4) Основной поставщик углекислого газа – окружающий воздух.
5) Чтобы «зеленая живность» получала больше воздуха и солнечного света, природа сделала поверхность листа плоской.
6) Большая площадь листовой пластины, многочисленные хлоропласты с хлорофиллом превратили лист в мощный завод по производству органических компонентов.
Из корней в зеленую часть поступает вода. Солнечные лучи активизируют хлорофилл. В активном состоянии, он разрушает водные молекулы. В результате в окружающий воздух выделяется кислород и высвобождается водород.
Углекислый газ и активные компоненты, образовавшиеся на предыдущем этапе, вступают в химические реакции. Результат – органические соединения и богатые энергией углеводы.
Видимые и незаметные процессы
Растения – живые существа. Пусть они малоподвижны. И часто зеленые композиции воспринимаются нами как произведения искусства, архитектурные творения. Они великолепны и статичны. Такая архитектура — застывшая музыка. Удивительно гармоничная и рождающая в душе сильные эмоции и чувства.
Но это только видимость. Зелень рождается, набирает силы, растет и умирает. Но и этот процесс видим нами. Деятельность клеток не прекращается ни на минуту. Пока свет падает на зеленые листья, происходит фотосинтез.
- В хлоропластах образуются углеводы.
- Эти вещества переходят в цитоплазму, где к процессу подключаются ферменты.
- Образуются другие органические компоненты: белки, жиры, глюкоза и т.п.
- Вся органика по трубкам луба из листьев переходит к стеблям, почка, цветам, корням.
- В корнях белки и жиры откладываются про запас.
В ходе фотосинтеза образуется также глюкоза. Это вещество, имеющее огромный энергетический потенциал. Растение сразу использует глюкозу для дыхания, например, построения клеток и других процессов жизнедеятельности. Часть вещества идет в запасы. А часть преобразуется в другие органические соединения.
Роль автотрофного питания
Автотрофный тип питания характерен для самопитающихся организмов. То есть, для тех, которые самостоятельно синтезируют питательные вещества. Такой способностью обладает зеленая растительность. Что для нашей планеты и для нас необходимо и выгодно.
1. В процессе фотосинтеза зелень поглощает углекислый газ и выделяет в воздух кислород. Поэтому леса называют легкими планеты. Чем больше изумрудного цвета на Земле, тем чище воздух.
2. Выхлопные газы, дым от промышленных объектов, смог больших городов – все это забивает устьица на зеленых листьях. Растительность не может впитывать вещества для фотосинтеза извне.
3. С помощью света и хлорофилла изумрудные листья образуют из неорганических веществ органические. Последние зелень использует для собственных нужд и накапливает во всех своих частях. Накопленная органика – пища для гетеротрофных организмов. Тех, которые не умеют самостоятельно создавать из неорганических компонентов органику.
Гетеротрофные организмы – это грибы, некоторые бактерии, животные и человек. Всем им нужна запасенная в растительной массе энергия.
Источник
Автотрофное питание
Существует два способа получения питательных веществ из внешней среды, необходимых для нормального протекания метаболизма. Организмы, способные самостоятельно синтезировать важные для жизнедеятельности вещества, практикуют автотрофное питание и называются автотрофами.
Механизм
Автотрофный тип питания характерен для растений, цианобактерий, некоторых животных. Органические вещества для постройки и жизнедеятельности организма образуются в клетках из неорганических веществ (углекислого газа, воды, солей) под действием солнечного света. Такой процесс называется фотосинтезом.
Главным источником энергии является Солнце. Красные и синие спектры света улавливает специальный зелёный пигмент – хлорофилл. Без хлорофилла фотосинтез невозможен. В клетках растений пигмент расположен в хлоропластах – полуавтономных органоидах, состоящих из следующих компонентов:
Под оболочками (количество зависит от вида растений) находится строма – гелеобразное вещество, содержащее зёрна крахмала, ДНК, рибосомы, капельки жира.
Тилакоид состоит из ламеллы и гран. Ламеллы – длинные мембраны, соединяющие граны – мембранные стопки, напоминающие монетки. В некоторых источниках тилакоиды и ламеллы являются синонимами. Именно тилакоиды содержат хлорофилл, а также белок-переносчик – цитохром.
которые читают вместе с этой
Процесс фотосинтеза имеет две стадии:
В результате световой фазы образуется энергия, расходуемая в теневой фазе.
Световая фаза включает два процесса:
- фотофосфорилирование – синтез АТФ за счёт энергии света;
- фотолиз воды – расщепление воды в присутствии света.
Побочным продуктом световой фазы является кислород.
Теневая фаза направлена на синтез глюкозы из углекислого газа с затратой энергии (АТФ). Этот процесс назван циклом Кальвина. Глюкоза – моносахарид, являющийся источником энергии всех живых организмов.
Некоторые животные (восточная изумрудная элизия) встраивают в свои клетки хлоропласты, поедая растения. У цианобактерий фотосинтез осуществляется через фотосинтетические мембраны, содержащие хлорофилл, а не через хлоропласты.
Фотосинтез способствовал насыщению атмосферы свободным кислородом. Первыми «производителями» кислорода были цианобактерии, появившиеся более 2,5 млрд. лет назад.
Значение
Автотрофный способ питания имеет значение не только для самих автотрофов, но и гетеротрофов, потребляющих готовые органические вещества. В каком-то смысле все живые организмы питаются преобразованной энергией Солнца. Глюкоза накапливается в листьях, плодах, корнях растений в виде крахмала. При поедании гетеротрофами растений крахмал расщепляется до глюкозы, которая расщепляется в процессе гликолиза с образованием молекул АТФ – универсального источника энергии.
Кроме того, побочный продукт фотосинтеза – кислород – является важным элементом в процессе метаболизма, осуществляя окисление веществ.
Учёные выяснили, в каких условиях возник автотрофный способ питания. Появление автотрофов связано с недостатком органических соединений и дефицитом пищевых ресурсов.
Что мы узнали?
Автотрофы для питания используют неорганические вещества и солнечный свет. Процесс преобразования неорганических соединений в органические вещества называется фотосинтезом. У растений фотосинтез происходит в специальных органоидах – хлоропластах, у бактерий – в мембранах, содержащих хлорофилл. В результате фотосинтеза образуется кислород, поступающий в атмосферу, и глюкоза – универсальный источник энергии для животных и человека.
Источник