1. Каково строение (состав и взаимодействие между компонентами) географической оболочки?
Географическую оболочку изучает наука география.
Географическая оболочка представляет собой сложное образование, получившееся при взаимодействии и взаимопроникновении атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы.
Гидросфера и биосфера включены в географическую оболочку полностью, а литосфера и атмосфера - лишь частично (литосфера своей верхней частью, а атмосфера - нижней частью). Взаимодействие геосфер в географической оболочке происходит под воздействием энергии Солнца и внутренней энергии Земли.
2. Какие свойства присущи только географической оболочке?
Взаимодействие различных геосфер в пространстве географической оболочки приводит к тому, что она обладает рядом свойств, которыми не обладает каждая сфера в отдельности. Например, три состояния вещества - твердое, жидкое и газообразное - возможны только в пределах географической оболочки. Это одна из причин того, что именно в географической оболочке зародилась и развивается жизнь, появился человек. Человек для своей жизни использует вещества всех остальных сфер. На литосфере стоят города и другие населенные пункты, превращенная в почву верхняя часть литосферы дает людям растительную пищу, биосфера стала источником пищи для животных, ну а без воздуха и воды не сможет жить не только человек, но и все растения, животные и даже микроорганизмы.
3. Благодаря чему географическая оболочка является целостным природным образованием?
Географическая оболочка является целостным образованием, и изменение одной из ее частей (например одной из геосфер) непременно отразится на состоянии других частей. Вода входит в состав воздуха, а воздух, в свою очередь, находится в воде. И вода и воздух находятся в литосфере и вместе с биосферой способствуют образованию такого особого природного компонента, как почва, которая необходима для роста растений. Растения, в свою очередь, используются человеком и животными. Важнейшим свойством географической оболочки является круговорот вещества и энергии.
Мы уже достаточно подробно познакомились с круговоротом воды в природе и с круговоротами воздушных масс. Огромное значение для жизни на Земле имеет биологический круговорот. Под действием солнечных лучей в зеленых растениях из воды и углекислого газа образуется новое органическое вещество. Это вещество служит пищей для живых организмов, которые, умирая, попадают в почву, и способствует жизни зеленых растений, отдавая им минеральные вещества. Этот биологический круговорот вещества и энергии лежит в основе жизни всех живых существ. При этом каждый новый круговорот отличается от предыдущего том, что образуется больше органического вещества, чем теряется. Так происходит поступательное движение к развитию биосферы и других сфер географической оболочки. Вместе со своими составными частями меняется и развивается географическая оболочка в целом.
4. Составьте рассказ о роли каждого компонента в жизни природы.
Для того чтобы приступить к выполнению этого задания, необходимо точно представлять, что же такое природные компоненты. Природные компоненты - это то, из чего состоят геосферы, которые при взаимодействии образуют географическую оболочку (например, литосфера состоит из горных пород и минералов; гидросфера - из воды; биосфера - из растений, животных, грибов, микроорганизмов; атмосфера - из воздуха).
Рассмотрим роль таких компонентов природы, как горные породы и минералы. Эти компоненты составляют литосферу. Они входят в состав всех полезных ископаемых и являются основой для образования почвы. Горные породы и минералы составляют верхнюю, твердую часть литосферы - земную кору, которая является основой всех жизненных процессов, происходящих на Земле. Горные породы и минералы используют в качестве строительных материалов; они служат основанием для строительства различных зданий.
1. Каково строение (состав и взаимодействие между компонентами) географической оболочки?
Географическую оболочку изучает нау-ка география.
Географическая оболочка представляет собой сложное образование, получившее-ся при взаимодействии и взаимопроник-новении атмосферы, гидросферы, лито-сферы и биосферы.
Гидросфера и биосфера включены в гео-графическую оболочку полностью, а ли-тосфера и атмосфера — лишь частично (литосфера своей верхней частью, а атмо-сфера — нижней частью). Взаимодействие геосфер в географической оболочке проис-ходит под воздействием энергии Солнца и внутренней энергии Земли.
2. Какие свойства присущи только географиче-ской оболочке?
Взаимодействие различных геосфер в пространстве географической оболочки приводит к тому, что она обладает рядом свойств, которыми не обладает каждая сфера в отдельности. Например, три со-стояния вещества — твердое, жидкое и га-зообразное — возможны только в преде-лах географической оболочки. Это одна из причин того, что именно в географиче-ской оболочке зародилась и развивается жизнь, появился человек. Человек для своей жизни использует вещества всех ос-тальных сфер. На литосфере стоят города и другие населенные пункты, превращен-ная в почву верхняя часть литосферы дает людям растительную пищу, биосфера ста-ла источником пищи для животных, ну а без воздуха и воды не сможет жить не только человек, но и все растения, живот-ные и даже микроорганизмы.
3. Благодаря чему географическая оболочка яв-ляется целостным природным образованием?
Географическая оболочка является це-лостным образованием, и изменение од-ной из ее частей (например одной из гео-сфер) непременно отразится на состоянии других частей. Вода входит в состав воз-духа, а воздух, в свою очередь, находится в воде. И вода и воздух находятся в лито-сфере и вместе с биосферой способствуют образованию такого особого природного компонента, как почва, которая необхо-дима для роста растений. Растения, в свою очередь, используются человеком и животными. Важнейшим свойством гео-графической оболочки является кругово-рот вещества и энергии.
Мы уже достаточно подробно познако-мились с круговоротом воды в природе и с круговоротами воздушных масс. Огром-ное значение для жизни на Земле имеет биологический круговорот. Под действи-ем солнечных лучей в зеленых растениях из воды и углекислого газа образуется но-вое органическое вещество. Это вещество служит пищей для живых организмов, которые, умирая, попадают в почву, и способствует жизни зеленых растений, от-давая им минеральные вещества. Этот биологический круговорот вещества и энергии лежит в основе жизни всех живых существ. При этом каждый новый круговорот отличается от предыдущего том, что образуется больше органического вещества, чем теряется. Так происходит поступательное движение к развитию биосферы и других сфер географической оболочки. Вместе со своими составными частями меняется и развивается геогра-фическая оболочка в целом.
4. Составьте рассказ о роли каждого компонента в жизни природы. Материал с сайта
Для того чтобы приступить к выполне-нию этого задания, необходимо точно представлять, что же такое природные компоненты. Природные компоненты — это то, из чего состоят геосферы, которые при взаимодействии образуют географи-ческую оболочку (например, литосфера состоит из горных пород и минералов; гидросфера — из воды; биосфера — из растений, животных, грибов, микроорга-низмов; атмосфера — из воздуха).
Рассмотрим роль таких компонентов природы, как горные породы и минералы. Эти компоненты составляют литосферу. Они входят в состав всех полезных иско-паемых и являются основой для образова-ния почвы. Горные породы и минералы составляют верхнюю, твердую часть лито-сферы — земную кору, которая является основой всех жизненных процессов, про-исходящих на Земле. Горные породы и минералы используют в качестве стро-ительных материалов; они служат осно-ванием для строительства различных зда-ний.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском
На этой странице материал по темам:
- земля ее строения в крации
- благодаря чему географическая оболочка является
- каково свойства географической оболочки
- географическая оболочка её строение и свойства
- какова строение географической оболочки
Энергетический обмен в клетке
1. Какое строение имеет АТФ
?
2. Что такое макроэргическая связь?
АТФ обеспечивает энергией все функции клетки: механическую работу , веществ, деление и т, д. В среднем содержание АТФ в клетке составляет около 0,05% ее массы, но в тех клетках, где затраты АТФ велики (например, в клетках печени, поперечно-полосатых мышц), ее содержание может доходить до 0,5%. Синтез АТФ в клетках происходит главным образом в митохондриях. Как вы помните (см. 1.7), на синтез 1 моля АТФ из АДФ необходимо затратить 40 кДж.
Энергетический обмен в клетке подразделяют на три этапа. Первый этап - подготовительный. Во время него крупные пищевые полимерные молекулы распадаются на более мелкие фрагменты. Полисахариды распадаются на ди- и моносахариды, белки - до аминокислот, жиры - до глицерина и жирных кислот. В ходе этих превращений энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ не образуется.
Второй этап - неполное бескислородное расщепление веществ. На этом этапе вещества, образовавшиеся во время подготовительного этапа, разлагаются при помощи ферментов в отсутствие кислорода. Разберем этот этап на примере гликолиза - ферментативного расщепления глюкозы. Гликолиз происходит в животных клетках и у некоторых микроорганизмов. Суммарно этот процесс можно представить в виде следующего уравнения:
С6Н12О6 + 2Н3Р04 + 2АДФ → 2С3Н603 + 2АТФ + 2Н2О
Таким образом, при гликолизе из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы трехуглеродной пировиноградной кислоты (С3Н4О3), которая во многих клетках, например в мышечных, превращается в молочную кислоту (С3Н6О3), причем высвободившейся при этом энергии достаточно для превращения двух молекул АДФ в две молекулы АТФ. Несмотря на кажущуюся простоту, гликолиз - процесс многоступенчатый, насчитывающий более десяти стадий, катализируемых разными ферментами. Только 40% выделившейся энергии запасается клеткой в виде АТФ, а остальные 60% - рассеиваются в виде тепла. Благодаря многостадийности гликолиза выделяющиеся небольшие порции тепла не успевают нагреть клетку до опасного уровня. Гликолиз происходит в цитоплазме клеток.
У большинства растительных клеток и некоторых грибов второй этап энергетического обмена представлен спиртовым брожением:
С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ→2С2Н5ОН +2С02 + 2АТФ + 2H2О
Исходные продукты спиртового брожения те же, что и у гликолиза, но в результате образуется этиловый спирт, углекислый газ, вода и две молекулы АТФ. Есть такие микроорганизмы, которые разлагают глюкозу до ацетона, уксусной кислоты и других веществ, но в любом случае «энергетическая прибыль» клетки составляет две молекулы АТФ.
Третий этап энергетического обмена - полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание. При этом вещества, образовавшиеся на втором этапе, разрушаются до конечных продуктов - СО2 и Н2О. Этот этап можно представить себе в следующем виде:
2С3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36 АДФ → 6СО2 + 42 Н2О + 36АТФ.
Таким образом, окисление двух молекул трехуглеродной кислоты, образовавшихся при ферментативном расщеплении глюкозы до СО2 и Н2О, приводит к выделению большого количества энергии, достаточного для образования 36 молекул АТФ. Клеточное дыхание происходит на кристах митохондрий. Коэффициент полезного действия этого процесса выше, чем у гликолиза, и составляет приблизительно 55% . В результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ.
Для получения энергии в клетках, кроме глюкозы, могут быть использованы и другие вещества: липиды , белки. Однако ведущая роль в энергетическом обмене у большинства организмов принадлежит сахарам.
АТФ. Макроэргическая связь. Неполное кислородное ферментативное расщепление глюкозы. Гликолиз. Полное кислородное расщепление глюкозы. Клеточное дыхание.
1. В каких клетках АТФ больше всего?
2. Во сколько раз клеточное дыхание эффективнее гликолиза в энергетическом плане?
3. Каков КПД гликолиза? клеточного дыхания?
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
В основе метаболизма животных и других организмов лежат химические процессы извлечения энергии, накопленной углеводами.
В процессе фотосинтеза солнечная энергия запасается в химических связях углеводных молекул, из которых наиболее важную роль играет шестиуглеродный сахар глюкоза. После того как другие живые организмы используют эти молекулы в пищу, запасенная энергия выделяется и используется для метаболизма. Это происходит во время процессов гликолиза и дыхания. Весь химический процесс можно коротко описать так:
глюкоза + кислород → углекислый газ + вода + энергия
Чтобы лучше понять эти процессы, представьте себе, что организм «сжигает» углеводы, чтобы получить энергию.
Термин «гликолиз» образован при соединении слова лизис , означающего «расщепление», со словом глюкоза . Как следует из названия, процесс начинается с химического извлечения энергии посредством расщепления молекулы глюкозы на две части, каждая из которых содержит три атома углерода. В процессе гликолиза из каждой молекулы глюкозы получается две трехуглеродные молекулы пировиноградной кислоты. Кроме того, энергия глюкозы запасается в молекулах (см . Биологические молекулы), которые мы называем «энергетической валютой» клетки, - двух молекулах АТФ и двух молекулах НАДФ. Таким образом, уже на первой стадии гликолиза энергия высвобождается в такой форме, которая может быть использована клетками организма.
Дальнейший ход событий зависит от наличия или отсутствия кислорода в среде. При отсутствии кислорода пировиноградная кислота превращается в другие органические молекулы в ходе так называемых анаэробных процессов. Например, в клетках дрожжей пировиноградная кислота превращается в этанол. У животных, к которым относится и человек, при истощении запасов кислорода в мышцах пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту - именно она вызывает так хорошо знакомое всем нам ощущение мышечной скованности после тяжелой физической нагрузки.
При наличии же кислорода энергия выделяется в процессе аэробного дыхания , когда пировиноградная кислота расщепляется на молекулы углекислого газа и воды с одновременным высвобождением оставшейся энергии, запасенной в углеводной молекуле. Дыхание происходит в специализированной клеточной органелле - митохондрии . Вначале отщепляется один углеродный атом пировиноградной кислоты. При этом образуется углекислый газ, энергия (она запасается в одной молекуле НАДФ) и двухуглеродная молекула - ацетильная группа. Затем реакционная цепь поступает в метаболический координационный центр клетки - цикл Кребса .
Цикл Кребса (его также называют циклом лимонной кислоты или циклом трикарбоновых кислот ) является примером хорошо знакомого в биологии явления - химической реакции, которая начинается, когда определенная входящая молекула соединяется с другой молекулой, выполняющей функцию «помощника». Такая комбинация инициирует серию других химических реакций, в которых образуются молекулы-продукты и в конце воссоздается молекула-помощник, которая может начать весь процесс вновь. В цикле Кребса роль входящей молекулы играет ацетильная группа, образующаяся при расщеплении пировиноградной кислоты, а роль молекулы-помощника - четырехуглеродная молекула щавелевоуксусной кислоты. Во время первой химической реакции цикла эти две молекулы соединяются с образованием шестиуглеродных молекул лимонной кислоты (этой кислоте цикл обязан одним из своих названий). Далее происходят восемь химических реакций, в которых сначала образуются молекулы-переносчики энергии и углекислый газ, а затем новая молекула щавелевоуксусной кислоты. Для переработки энергии, запасенной в одной молекуле глюкозы, цикл Кребса нужно пройти дважды. Чистая прибыль оказывается равной двум молекулам АТФ, четырем молекулам углекислого газа и десяти другим молекулам-переносчикам энергии (о них немного позже). Углекислый газ, в конечном счете, диффундирует из митохондрии и выделяется при выдохе.
Цикл Кребса принципиально важен для жизни не только потому, что в нем образуется энергия. Помимо глюкозы в него могут вступать многие другие молекулы, также образующие пировиноградную кислоту. Например, когда вы соблюдаете диету, организму не хватает потребляемой вами глюкозы для поддержания метаболизма, поэтому в цикл Кребса, после предварительного расщепления, вступают липиды (жиры). Вот почему вы теряете вес. Кроме того, молекулы могут покидать цикл Кребса, чтобы принять участие в построении новых белков, углеводов и липидов. Таким образом, цикл Кребса может принимать энергию, сохраненную в разной форме во многих молекулах, и создавать на выходе разнообразные молекулы.
С энергетической точки зрения чистый результат цикла Кребса состоит в том, чтобы завершить извлечение энергии, запасенной в химических связях глюкозы, передать небольшую часть этой энергии молекулам АТФ и запасти остальную энергию в других молекулах-переносчиках энергии. (Говоря об энергии химических связей, не надо забывать, что для разделения соединенных атомов необходимо совершить работу.) На заключительном этапе дыхания эта оставшаяся энергия высвобождается из молекул-переносчиков и также запасается в АТФ. Молекулы, запасающие энергию, перемещаются внутри митохондрии, пока не столкнутся со специализированными белками, погруженными во внутренние мембраны митохондрии. Эти белки отнимают электроны у переносчиков энергии и начинают передавать их по цепи молекул - наподобие цепочки людей, передающих ведра с водой на пожаре, - извлекая энергию, запасенную в химических связях. Извлеченная на каждом этапе энергия запасается в форме АТФ. На последнем этапе электроны соединяются с атомами кислорода, которые далее объединяются с ионами водорода (протонами), образуя воду. В цепи переноса электронов образуется не менее 32 молекул АТФ - 90% энергии, хранившейся в исходной молекуле глюкозы.
Превращение энергии в цикле Кребса включает в себя довольно сложный процесс хемиосмотического сопряжения . Этот термин указывает на то, что в высвобождении энергии наряду с химическими реакциями участвует осмос - медленное просачивание растворов через органические перегородки. По сути дела, электроны с переносчиков энергии, являющихся продуктом цикла Кребса, переносятся по транспортной цепочке и поступают на белки, погруженные в мембрану, которая разделяет внутренний и внешний компартменты (отсеки) митохондрии. Энергия электронов используется для перемещения ионов водорода (протонов) во внешний компартмент, служащий «энергохранилищем» - наподобие водохранилища, образовавшегося перед плотиной. При оттоке протонов через мембрану энергия используется для образования АТФ, подобно тому как вода перед плотиной используется для производства электричества при падении на генератор. Наконец, во внутреннем компартменте митохондрии ионы водорода соединяются с молекулами кислорода с образованием воды - одного из конечных продуктов метаболизма.
Этот рассказ о гликолизе и дыхании иллюстрирует, насколько далеко зашли современные представления о живых системах. Простое высказывание о конкретном процессе - например, что для метаболизма необходимо «сжигать» углеводы - влечет за собой невероятно подробное описание сложных процессов, происходящих на молекулярном уровне и с участием огромного количества различных молекул. Осмысление современной молекулярной биологии в чем-то сродни чтению классического русского романа: вам легко понять каждое взаимодействие между персонажами, но, дойдя до страницы 1423, вы вполне можете забыть, кем приходится Петр Петрович Алексею Алексеевичу. Точно так же каждая химическая реакция в только что описанной цепи кажется понятной, но дочитав до конца вы будете поражены непостижимой сложностью процесса. В качестве утешения замечу, что я чувствую себя так же.
