§ 44. Зачем живые организмы запасают питательные вещества? 150

Определения и обозначения

Питательные вещества — вещества, которые организм получает из окружающей среды и использует для роста, энергии и жизнедеятельности. К ним относятся, например, сахара, жиры и белки. Они нужны клеткам как строительный материал и источник энергии.

Запас питательных веществ — накопленные вещества, которые организм может использовать позднее. Такой запас появляется в период, когда пищи или света достаточно. Он помогает организму не прекратить рост и жизнедеятельность при неблагоприятных условиях.

Крахмал — запасной углевод растений, накапливающийся главным образом в семенах, клубнях и корнях. Он образуется из сахаров, полученных растением при фотосинтезе. При необходимости крахмал снова превращается в вещества, доступные для питания клеток.

Гликоген — запасной углевод животных и грибов, который откладывается в клетках и расходуется при необходимости. У животных его особенно много в печени и мышцах. Гликоген быстро расщепляется, когда организму требуется энергия.

Как это устроено

Организму выгодно запасать питательные вещества тогда, когда пища, свет или вода доступны в достаточном количестве. Полученный избыток нельзя каждый раз использовать сразу, поэтому часть веществ откладывается в клетках или специальных органах. Позже этот запас поддерживает жизнь, когда внешних ресурсов становится меньше.

Растения на свету образуют органические вещества в процессе фотосинтеза. Сначала появляются сахара, необходимые для дыхания и роста. Если сахаров образуется больше, чем нужно в данный момент, растение превращает их часть в крахмал и откладывает в запас.

Запасы растений находятся в разных частях. В семенах они нужны зародышу, в плодах помогают развитию семян, а в клубнях, луковицах и корнях переживают неблагоприятный сезон. Эти части называют запасными органами, потому что в них накапливается питание и часто сохраняются почки будущих побегов.

Животные и грибы тоже создают запасы. Животные откладывают жиры и гликоген в жировой ткани, мышцах и печени, а грибы — гликоген и жиры в клетках грибницы и плодовых тел. При голоде, движении или росте запасные вещества расщепляются и снабжают клетки энергией.

Запас помогает пережить зиму, засуху и другие периоды недостатка пищи или света. Семя расходует его во время прорастания, пока не появились листья и самостоятельное питание. Значит, запас — это приспособление, которое повышает шансы организма выжить и продолжить рост.

Запасные питательные вещества у разных организмов

В таблице удобно сравнивать не только само вещество, но и место его хранения. Последний столбец показывает, при каких условиях организм обращается к запасу.

Разбор задач

Почему семя может прорасти в почве до появления зелёных листьев?

Семя находится в почве, где в первые дни у ростка ещё нет листьев. Значит, он пока не может получать органические вещества обычным фотосинтезом. Нужно определить, откуда зародыш берёт питание в это время.

1. Вспомним, что в семядолях или эндосперме семени хранятся крахмал, масла и белки.
2. При прорастании эти вещества расщепляются и становятся доступными клеткам зародыша.
3. Росток расходует запас на образование корня, стебля и первых листьев.

Ответ: семя прорастает благодаря запасным питательным веществам, накопленным в семядолях или эндосперме. Когда появляются зелёные листья, растение начинает самостоятельно образовывать органические вещества.

Какое запасное вещество преобладает в клубне картофеля и какую роль оно играет?

Клубень картофеля — это подземный орган, в котором растение накапливает питание. Нужно назвать главное вещество и связать его с дальнейшим ростом растения. Для этого достаточно вспомнить, какой углевод обычно запасают клубни.

1. Крахмал является основным запасным углеводом растений.
2. В клубне картофеля он накапливается в большом количестве.
3. При прорастании крахмал расщепляется до растворимых веществ и питает ростки.

Ответ: в клубне картофеля преобладает крахмал. Он служит запасом энергии и помогает новым побегам расти до появления достаточного самостоятельного питания.

Сравнение запасов семени фасоли и животного, переживающего зиму

Нужно сравнить два организма по трём признакам: виду запаса, месту накопления и причине расходования. У семени запас связан с началом развития, а у животного — с поддержанием жизни в период недостатка пищи. Поэтому одинаковыми будут не все признаки.

1. У фасоли запас находится в семядолях; это главным образом белки, масла и углеводы.
2. У животного запасы жиров и гликогена расположены в жировой ткани, мышцах и печени.
3. Фасоль расходует запас при прорастании до появления листьев, а животное — зимой при голоде и для поддержания температуры и движений.

Ответ: оба организма используют заранее накопленное питание, но семя — для начального роста, а животное — для получения энергии во время зимовки и недостатка пищи.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что запасные вещества нужны только растениям. Так думают из-за примеров с семенами и клубнями, но животные и грибы тоже делают запасы. Проверка простая: вспомните жир и гликоген у животных, а также гликоген у грибов.

Ошибка: путать запас питательных веществ с отходами. Запас сохраняется специально и позже расщепляется для питания клеток, тогда как отход не используется как полезный материал. Спросите себя, может ли организм вернуть вещество в обмен веществ.

Ошибка: утверждать, что растения запасают только воду. Вода действительно важна, но в семенах, клубнях и корнях находятся также крахмал, масла и белки. Чтобы проверить ответ, назовите хотя бы один запасной углевод и одно место его накопления.

Ошибка: считать, что запас расходуется постоянно и бесконтрольно. Обычно он используется при прорастании, росте, движении или недостатке пищи, а не без причины. Проверьте себя вопросом: какое условие заставило организм обратиться к запасу?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о признаках живых организмов, питании, росте и дыхании. Особенно важно помнить, что растения создают органические вещества на свету в процессе фотосинтеза. Тогда становится понятно, откуда берутся вещества для последующего запаса.

Дальше эти знания пригодятся при изучении семян и органов растений, пищевых цепей и обмена веществ. Запасы также связаны с приспособлениями организмов к зиме, засухе и другим условиям среды. Например, по месту хранения запаса можно объяснить, как растение возобновляет рост.

Что запомнить

• Организмы запасают питательные вещества на будущее.
• Запасы помогают пережить периоды недостатка пищи, света или воды.
• У растений важным запасным веществом является крахмал.
• У животных и грибов запасаются гликоген и жиры.
• Семена используют запас при прорастании.
• Запасы находятся в семенах, клубнях, корнях, луковицах, мышцах, печени и жировой ткани.
• Запасные вещества расходуются на рост, движение, дыхание и другие жизненные процессы.