Питание клетки
Введение
Организмы представляют собой открытые системы, которые постоянно обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Энергия необходима клетке для различных процессов жизнедеятельности: биосинтетических процессов (синтез веществ, построение органоидов, построение самой клетки), деления клетки, а также для механической работы. Иными словами, энергия необходима клетке для процессов ассимиляции. Однако для «клеточного строительства» необходима не только энергия, но и «стройматериалы». Поэтому большая часть веществ, поступающих из окружающей среды, расходуется не для получения энергии, а на синтез новых веществ, необходимых клетке или организму.
Питание. Способы питания
Питание – совокупность процессов, включающих поступление в организм, переваривание, всасывание и усвоение им пищевых веществ.
В процессе питания организмы получают химические соединения, используемые ими для всех процессов жизнедеятельности.
По способу получения органических веществ (по способу питания) все живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов (см. Рис. 1).
Рис. 1. Деление организмов по способу питания
Автотрофы
Автотрофы могут сами синтезировать необходимые им органические вещества, получая из окружающей среды углерод в виде 
, воду и минеральные соли.
Все автотрофы делятся на:
1. Фототрофы (фотосинтетики) – организмы, источником энергии реакций биосинтеза для которых служит солнечный свет. К фототрофным относятся зеленые растения, а также бактерии, способные к фотосинтезу (цианобактерии).
Для фототрофов характерно наличие пигментов (обязательное условие – та или иная форма хлорофилла), которые поглощают энергию света и превращают ее в химическую энергию.
2. Хемотрофы (хемосинтетики) – автотрофы, использующие для синтеза органических веществ энергию, высвобождающуюся в ходе химических превращений неорганических соединений. К хемотрофам относятся некоторые бактерии, например нитрифицирующие бактерии, водородные бактерии.
Гетеротрофы
Гетеротрофы не могут сами синтезировать весь набор необходимых им для жизнедеятельности органических веществ. Поэтому они поглощают нужные им соединения из окружающей среды. Затем они строят из полученных органических веществ собственные белки, липиды, углеводы. К гетеротрофам относятся грибы, животные, бактерии (см. Рис. 2).
Рис. 2. Гетеротрофы
Организмы, использующие два способа питания. Растения-паразиты
Существуют организмы, которые способны использовать два способа питания. Например, эвглена зеленая (см. Рис. 3), которую ботаники относят к одноклеточным зеленым водорослям, а зоологи – к жгутиковым простейшим. На свету этот организм – фототроф, а в темноте – гетеротроф.
Рис. 3. Эвглена зеленая
Некоторые растения перешли частично к паразитическому образу жизни и, помимо фотосинтеза, могут получать органические вещества, а также минеральные вещества и воду из организма хозяина. К таким растениям относятся омела (полупаразит), повилика и петров крест (паразиты).
Полученные авто- или гетеротрофным путем органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. Сначала должна синтезироваться молекула АТФ за счет энергии, которая скопилась в связях органических веществ, так как АТФ является универсальным источником энергии для всех живых существ.
Насекомоядные растения
Насекомоядные растения – это растения, у которых имеются ловчие аппараты, предназначенные для ловли мелких насекомых.
На рисунке 4 изображено насекомоядное растение жирянка, у которой в ловчий аппарат преобразовались листья, на поверхности которых находятся столбчатые (см. Рис. 5) и сидячие (см. Рис. 6) желёзки.
Рис. 4. Жирянка
Рис. 5. Столбчатые желёзки
Рис. 6. Сидячие желёзки
Столбчатые желёзки выделяют секрет наподобие клейкого вещества, и к ним приклеиваются мелкие насекомые. Как только насекомые касаются сидячих желёзок, секрет из этих желёзок изливается, образуется лужица богатая ферментами и насекомое начинает перевариваться. Далее полупереваренное содержимое насекомого всасывается сидячими желёзками в лист и эти органические, а также минеральные вещества распределяются по всем частям растения.
Растения-паразиты. Повилика
К роду повилика относятся наиболее опасные для культурных растений растения-паразиты, поскольку повилика сочетает высокую жизнеспособность с высокой плодовитостью.
Растение повилика (см. Рис. 7) является типичным паразитом, она не может существовать без растения хозяина.
Рис. 7. Повилика
Сама по себе повилика очень невзрачная. Она имеет вьющийся шнуровидный стебель желтоватого или зеленовато-желтоватого цвета. Это растение лишено корней, питается и прикрепляется к растению хозяину при помощи присосок, которые носят название гаустории. С помощью них оно внедряется в проводящую систему растения хозяина и потребляет органические и минеральные вещества.
Само по себе это растение синтезировать не может.
Растения-паразиты. Омела
Множество легенд складывали люди о растениях-паразитах, которые привлекают нас своим обликом. Это относится и к полупаразиту омела белая. Данный вид омелы поселяется в кроне различных деревьев. Она использует около 32 видов деревьев, в том числе яблони, груши, липы.
Поселяясь в кроне деревьев, омела начинает разрастаться и образует шары (см. Рис. 8) диаметром около 1 метра.
Рис. 8. Омела на тополе
В отличие от повилики омела является полупаразитом, она пробуравливается через кору в проводящую систему растения и поглощает только минеральные вещества, поскольку сама по себе способна к фотосинтезу
Классификация живых организмов в соответствии с основным источником углерода и энергии
На рисунке 9 представлена таблиц «Классификация живых организмов в соответствии с основным источником углерода и энергии».
Рис. 9. Классификация живых организмов в соответствии с основным источником углерода и энергии
Из этой таблицы видно, что по способу получения энергии и углерода живые организмы можно подразделить на 4 группы:
1. Фотоавтотрофы
2. Фотогетеротрофы
3. Хемоавтотрофы
4. Хемогетеротрофы
Самые многочисленные из них – это фотоавтотрофы и хемогетеротрофы.