Чем отличается обмен веществ и энергии в клетках растений и животных кратко

Обновлено: 02.07.2024

Растения синтезируют органические вещества из неорганических посредством фотосинтеза, в то время как животные потребляют органические вещества, перерабатывая их в неорганические. Еще одно важное отличие заключается в том, что животные для дыхания используют кислород, выделяя углекислый газ, а растения, наоборот, в процессе фотосинтеза перерабатывают углекислый газ в кислород.

Как написать хороший ответ? Как написать хороший ответ?

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Все клетки организма, его ткани и органы находятся в состоянии химического и энергетического взаимодействия друг с другом, а также с окружающей организм средой. Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность всех химических реакций, протекающих в организме, которые обеспечивают его существование, рост и развитие. Поэтому метаболизм — главный и непременный атрибут жизни. Нарушение процессов метаболизма приводит к различным заболеваниям и даже может вызвать гибель организма.

Питание

Питание составляет важную часть обмена веществ. Питательные вещества, поступившие в организм, используются в качестве строительного материала для производства органических соединений, идущих на построение структур организма или дающих организму энергию. По способу питания все организмы делятся на 2 большие группы.

Автотрофы (растения) могут синтезировать органические вещества (глюкозу и фруктозу) из углекислого газа и воды (кроме них, растениям для построения некоторых клеточных компонентов нужны соединения азота, серы, фосфора и некоторые минеральные вещества). Все остальные организмы — гетеротрофы — получают органические вещества, питаясь тканями других растений или животных.

Пищеварение

Пищеварение — это комплекс последовательных процессов, в которых пища механически измельчается и расщепляется с помощью особых белков, называемых ферментами, до фрагментов, усваиваемых организмом. Последовательность этапов пищеварения обеспечивает пищеварительная система, строение и функции которой у животных связаны с особенностями пищевого рациона. Основные компоненты пищи, расщепляющиеся при помощи ферментов, — белки, жиры и углеводы.

Пищеварительная система человека: 1 — пищевод; 2 — желудок; 3 — поджелудочная железа; 4 — печень; 5 — желчный пузырь; 6 — тонкий кишечник; 7 — толстый кишечник; 8 — аппендикс; 9 — прямая кишка

Газообмен

Между организмом и окружающей средой постоянно происходит газообмен. Большинство животных и растений способны жить и развиваться только при наличии кислорода. Энергию, необходимую для жизни, организмы получают в процессе окисления органических соединений кислородом воздуха. В результате появляется энергия, которая запасается организмом, и выделяется углекислый газ, который должен выводиться из организма. Совокупность этих процессов называется дыханием.

Органы дыхания человека: 1 — носовая полость; 2 — ротовая полость; 3 — глотка; 4 — гортань; 5 — трахея; 6 — бронхи; 7 — легкие

В процессе дыхания происходит газообмен у человека и животных, у растений он идет в процессе дыхания и фотосинтеза. Сравнительно просто устроенные организмы дышат всей поверхностью тела, у высших растений газообмен происходит через устьица, расположенные на листьях; у животных развиваются специальные органы дыхания — жабры, трахеи, легкие, стенки которых пронизаны сетью кровеносных сосудов. Кровь доставляет кислород к другим тканям и органам и забирает у них углекислый газ.

Климент Аркадьевич Тимирязев (1843—1920) — российский естествоиспытатель, физиолог растений. Он стал широко известен как основоположник учения о фотосинтезе. Фотосинтез — это процесс образования органических соединений из неорганических веществ под действием солнечного света. Он происходит при помощи зеленого фермента — хлорофилла, содержащегося в растительных клетках. В результате химической реакции разложения (фотолиза) молекул воды в атмосферу выделяется кислород. Это так называемая световая фаза фотосинтеза. Второй этап называется темновой фазой и может протекать в темноте. Во время него из углекислого газа и воды образуются органические вещества — глюкоза и фруктоза.

Выделение

Выделение — это процесс освобождения организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, избытка воды и солей. Данный процесс играет важную роль в поддержании постоянства состава внутренней среды организма.

У простейших животных продукты распада накапливаются в выделительных вакуолях, а потом выводятся через оболочку клетки.

Выделительная система человека: 1 — почки; 2 — мочеточники; 3 — мочевой пузырь; 4 — мочеиспускательный канал

У многоклеточных животных формируются специальные органы выделения. У позвоночных в процессе выделения участвуют кожа, потовые, солевые железы, почки, желудочно-кишечный тракт.

Биология

При метаболизме происходят следующие процессы: пластический и энергетический обмен. При распаде сложных веществ получается энергия, которая необходима для построения и работы животного организма, человека. В биологии и анатомии рассматриваемые явления тесно взаимосвязаны между собой. С их помощью осуществляется рост тканей, сокращение мускулатуры, поддержка тепла.

Отличительные характеристики

Взаимосвязь между организмом и окружающей средой осуществляется через обмен веществ либо метаболизм. Чтобы обеспечить жизнедеятельность, необходимо постоянное поступление внутрь организма пищи, воздуха, неорганических и органических веществ. К последним элементам относятся:

жиры;
белки;
соли;
углеводы;
кислород;
витамины.

Их значение для человека и животных связано с проведением химических реакций.

Таблица: сравнительные характеристики энергетического и пластического обмена

Название процесса	Функции
Энергетический (катаболизм, окисление, диссимиляция)	Расщепляет органические компоненты, которые поступают из внешней среды либо образовались в ходе пластического обмена. В результате реакции выделяется энергия — молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), которые синтезируют вещества.
Пластический (биосинтез, анаболизм, ассимиляция)	При синтезе специфических веществ органического класса затрачивается энергия. Полученные компоненты называются строительным материалом и энергетическим запасом.

Энергетический обмен (катаболизм) отличается от пластического тем, что направлен на получение энергии в результате расщепления сложных компонентов на простые. В обратном направлении происходит пластический процесс (анаболизм). Он связан с синтезом сложных веществ из простых. Для его проведения требуется энергия.

Кратко про этапы катаболизма:

подготовительный;
анаэробное брожение (гликолиз);
дыхание на уровне клеток.

На первом этапе желудочный сок и ферменты расщепляют белки на аминокислоты, а липиды на глицерин и высшие кислоты. Из углеводов получаются простые структуры (моносахариды). Следующие 2 этапы осуществляются внутри организма. Для анаэробной реакции, в отличие от аэробной, кислород не нужен.

При гликолизе расщепляется глюкоза на простые компоненты, включая молочную кислоту и этиловый спирт. Процесс характеризуется выделением углекислого газа. Реакция протекает в специальных структурах клетки. Она сопровождается получением АТФ.

Последняя стадия энергетического обмена протекает в митохондриях. Для нее характерно клеточное дыхание. Для выполнения реакции необходим кислород. При сжигании органических веществ вырабатываются природные катализаторы — ферменты. Другой процесс, который протекает в митохондриях — сжигание пировиноградной кислоты, что приводит к высвобождению энергии.

В результате пластического обмена образуются вещества, необходимые для построения клеток и организма. Для него характерны 3 разновидности:

фотосинтез;
хемосинтез;
биосинтез.

Первое явление характерно для растений и бактерий фотосинтезирующей группы (автотрофы). Они способы для себя вырабатывать органические вещества из неорганических. Второй процесс протекает в бактериях и не требует кислород.

Организмы, которые выбирают хемосинтез, называются хемотрофами. Грибы и животные относятся к гетеротрофам. Существа получают органические компоненты из иных организмов.

Этапы фотосинтеза и хемосинтеза

Явление считается основой жизни на Земле. Растительные организмы забирают из атмосферы углекислый газ, отдавая кислород. В основе процесса находится образование глюкозы с кислородом из углекислого газа и воды. Фактор, обеспечивающий протекание реакции — наличие солнечной энергии.

При таком химическом воздействии из 6 молекул углекислого газа и воды образуются молекулы кислорода и глюкоза. Место проведения процесса — зеленые листья растений (хлоропласты). В состав органелл входит хлорофилл. Он обеспечивает фотосинтез, придавая листьям зеленый оттенок. Вокруг хлоропласта предусмотрены 2 мембраны, а в цитоплазме граны.

В микроорганизмах, железобактериях протекает пластический обмен — хемосинтез. Для него требуется энергия, которая получается при окислении некоторых компонентов. Вещество, окисляющее бактерии, является сероводородом.

Транскрипция и трансляция

При обмене белков наблюдается расщепление тех веществ, которые находились в пище, на аминокислоты. Их последних формируются личные белки. Для пластического обмена характерен и синтез белков, который включает в себя следующие процессы:

В первом случае синтезируется информационная РНК путем комплементарности. Явление протекает в ядре в 3 стадиях: образование первого транскрипта, процессинг (обработка информации), сплайсинг (сращивание). При трансляции переносится зашифрованная информация о структуре белка на синтезирующийся полипептид.

Процесс протекает в цитоплазме клетки — рибосоме (органоид, отвечающий за синтез белков). Для органа характерна овальная форма, состоящая из 2 частей. Они соединяются под воздействием иРНК. Трансляция состоит из 4 этапов. Предварительно активируются аминокислоты под влиянием специального фермента. На первой стадии рибосома может выбрать АТФ.

На следующем этапе формируется аминоациладенилат. К транспортной РНК присоединяются активированные аминокислоты. На 3-й стадии аминокислоты с РНК соединяются с рибосомой. На последнем этапе аминокислота входит в структуру белка, при этом высвобождается транспортная РНК. При воспалительных, инфекционных или онкологических реакциях нарушается работа всего организма, включая обменные процессы. Для постановки диагноза проводятся лабораторные исследования.