نمونه سوالات متوسطه-هفتم تا کنکور دوازدهم علوم تجربی زیست شناسی 3 شارش انرژی درجهان - بخش (1)

در عضلانی که خون و اکسیژن کافی دریافت می کنند، گلوکز به طور کامل اکسید شده و انرژی زیادی تولید می کند که معادل 38 مولکول ATP است. در هنگام کمبود اکسیژن در عضله، گلوکز به اسید لاکتیک تجزیه می شود. در واقع به ازاء هر مولکول گلوکز، 2 مولکول اسید لاکتیک ایجاد می گردد و در این بین 2 مولکول ATP نیز تولید می شود.گرچه این فرایند-تخمیر- در برحه های فعالیت شدید، ATP موردنیاز را فراهم می کند، اما تجمع اسید لاکتیک به خستگی عضلاتی منجر می گردد و بازده کار عضلات شدیداً افت می کند.

کارایی تنفس سلولی را حدود 40 درصد تخمین می زنند، یعنی در اثر تنفس سلولی در حدود 40 درصد از انرژی حاصل از یک مولکول گلوکز مورد استفاده قرار می گیرد و بقیه به صورت گرما از بین می رود. به ازاء سوختن هر گلوکز، 3.8 کیلوکالری انرژی آزاد می شود که 1.7 کیلوکالری از آن داخل سلول ذخیره می گردد (به صورت ATP). بنابراین بازده این سیستم چیزی حدود 44% است. در روش تخمیر پس از آنکه گلوکز به صورت اسید پپروویک درآمد، به جای انتخاب چرخه کربنی، از این ترکیب 3 کربنی، الکل و CO2 ایجاد می گردد. چنین فرآیندی به اکسیژن احتیاج ندارد (تنفس بی هوازی) و ثانیاً یون های هیدروژن و الکترون ها به اسید پیروویک منتقل می شود، پس آب هم در آخر کار ایجاد نمی گردد. مقدار انرژی حاصل نسبت به روش قبل بسیار اندک و حدود 5% است.

گلیکولیز به معنی شکسته شدن مولکول گلوکز است. در این مرحله یک مولکول گلوکز 6 کربنی به دو مولکول اسید پیروویک 3 کربنی شکسته می شود.

در برخی گیاهان، فرآیند تنفس به شدت تحت تاثیر دمای محیط است، زیرا در مراحل مختلف تجزیه قند، آنزیم ها دست اندر کارند و واکنش های شیمیایی متعددی انجام می شود که همگی تحت تاثیر دمای محیط قرار دارند. افزایش اکسیژن محیط نیز موجب افزایش شدت تنفس است.

در اکوسیستم، گیاهان مسئولیت تولید مواد آلی موردنیاز سایر جانداران را بر عهده دارند. بنابراین برای حفظ زنجیره غذایی و بقای جانداران اکوسیستم وجودشان الزامی است. موجودات تجزیه کننده نیز جزء اجزای اصلی اکوسیستم هستند. چرا که موادی که توسط گیاهان به مواد آلی تبدیل شده اند، باید مجدداً به نحوی در اختیار گیاه قرار گیرند تا ادامه فرآیند تولید مواد آلی امکان پذیر گردد. گیاه خواران و گوشت خواران به عنوان مصرف کننده های اول و دوم مطرح می باشند. عدم وجود هیچکدام، به اکوسیستم لطمه چندانی نمی زند چرا که با تجزیه گیاه، مواد آلی که در آن ذخیره شده مجدداً به خاک باز می گردد می تواند مورد استفاده گیاهان دیگر قرار گیرد. از بین دو مصرف کننده فوق، عدم وجود گوشتخواران از اهمیت کمتری برخوردار است چرا که در رسیدن ماده و انرژی از گیاه به گیاهخوار مقداری اتلاف انرژی وجود دارد و در رسیدن ماده و انرژی از گیاه خوار به گوشت خوار نیز با اتلاف ماده و انرژی مواجه می باشیم. بنابراین اگر گوشت خواران از چرخه حیات حذف گردند، گرچه تعادل زیستی به هم خواهد خورد اما کمترین لطمه در مقایسه با حذف سایر جانداران، به آن وارد می گردد. توجه داشته باشید که با حذف گیاه خواران، گوشت خواران خود به خود به علت گرسنگی از بین خواهند رفت.