ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обмен веществ и энергии в живых организмах из "Химические основы жизни" Подчиняясь первому закону термодинамики, они потребляют энергию из окружающей среды, преобразуют ее в удобную для использования форму и возвращают часть энергии в окружающую среду в форме, малопригодной для применения. Так, клетки фотосинтезирующих организмов получают из внещней среды энергию в ввде квантов света, а клетки прочих организмов получают химическую энергию, заключенную в химических связях органических и неорганических веществ. Все они преобразуют ее в электрическую энергию и энергию химических связей аденозин-трифосфорной кислоты (АТФ). Электрическая энергия и энергия, выделяющаяся в процессе гидролиза АТФ, используются клеткой для совершения полезной работы. В окружающую среду организм отдает тепловую, бесполезную для него энергию, в результате чего энтропия окружающей среды возрастает (см. главу 10). [c.30] Из сказанного выше следует, что живая природа, так же как и неживая, подчиняется классическим законам феноменологической термодинамики живые организмы поддерживают свою структуру за счет внешней среды, энтропия которой при этом увеличивается. Обмениваясь с окружающей средой энергией и веществом, клетка является открытой неравновесной системой. Состояние равновесия для живой системы равнозначно ее смерти. [c.30] В отличие от неживых объектов, в живых организмах благодаря особым системам регуляции поддерживаются практически постоянные значения температуры и давления, вследствие чего они не способны использовать тепловую энергию для совершения работы. Клетка является изотермической химической машиной, эффективность которой значительно выше, чем эффективность большинства преобразователей энергии, созданных человеком. Высокая эффективность преобразования энергии живыми организмами поддерживает их структурную организацию и обеспечивает жизненные функции. [c.30] Поступающие в клетку вещества используются не только как источник энергии, но и как строительный материал, поскольку в ней происходит постоянное обновление структурных компонентов. Продукты этих превращений, т. е. продукты обмена, выводятся из клетки во внешнюю среду. Химические пути образования необходимых для организма веществ отличаются уникальной селективностью и достаточно высокой скоростью. Для этого природа в ходе своей эволюции создала биологические катализаторы — ферменты, обеспечивающие высокую скорость и селективность биохимических превращений (см. главу 2). [c.30] Скорость обновления изменяется не только от вида к виду, от организма к организму, но и от вещества к веществу. Например, у крыс период полужизни глюкозы в крови составляет 19 мин, гликогена в печени — 20 — 24 ч, гликогена в мышцах — 3—4 дня, белка печени — 2—4 дня (у человека — 8 — 10 дней), резервного жира — 16—20 дней. [c.31] Вернуться к основной статье