Обмен веществ и энергии в живых организмах.

Обмен энергии у живых организмов подчиняется всем физическим законам. Процессы роста и поддержания жизни требуют затрат энергии, которые должны каким-то образом возмещены. Живые организмы поглощают из окружающей среды энергию в такой форме, чтобы ее можно было использовать в конкретных условиях их существования при данных значения температуры и давления. Живые организмы создают и поддерживают сложные, упорядоченные и целенаправленные элементы своей структуры за счет свободной энергии окружающей среды, эту энергию они затем возвращают в среду в менее пригодной для них форме. Для всех живых организмов в земной биосфере источником энергии служит в конечном счете солнечное излучение, которое возникает в результате реакции ядерного синтеза. Другие организмы не способные к фотосинтезу, получают необходимую энергию путем окисления богатых энергией растительных продуктов атмосферным кислородом. Образующийся в результате окисления углекислый газ попадает в окружающую среду и снова вовлекается растениями.

Энергетические потребности всех живых организмов прямо или косвенно удовлетворяются за счет солнечной энергии АТР либо за счет солнечной энергии (в фотосинтезирующих клетках), либо за счет химической энергии (в животных клетках).

Живые клетки представляют собой химические машины, работающие при постоянной температуре. Клетки используют химическую энергию для выполнения химической работы в процессе их роста и биосинтеза клеточных компонентов, а также осмотической работы, необходимой для переноса питательных веществ в клетку, и механической работы сократительного и двигательного аппаратов. Системы преобразования энергии в живых клетках целиком построены из сравнительно хрупких и неустойчивых органических молекул, не способных выдерживать высокие температуры, сильный электрический ток, действие сильных кислот и оснований. Все части живой клетки имеют примерно одну и ту же температуру. Отсюда можно заключить, что клетки не могут использовать тепло как источник энергии, поскольку тепло может совершать работу лишь тогда когда оно переходит от более нагретого тела к более холодному. Живые клетки улавливают, сохраняют и передают энергию в химической форме главным образом в виде энергии, заключенной в молекулах аденозинтрифосфата (АТР).