Обмен веществ и энергии — важнейшая функция живого организма и один из важнейших признаков жизни. Между организмом и внешней средой обмен веществами и энергией осуществляется постоянно. Он начинается с поступления в организм воды и пищи и заканчивается удалением из него образовавшихся продуктов распада. В процессе обмена организм получает вещества, необходимые для построения и обновления структурных элементов клеток и тканей, и энергию для обеспечения процессов жизнедеятельности.
Обмен веществ складывается из двух процессов. Первый называется пластическим обменом или анаболизмом. В ходе пластического обмена происходит синтез веществ, из которых строится тело организма. При этом затрачивается энергия. Второй процесс, составляющий обмен веществ, называется энергетическим обменом или катаболизмом. В процессе энергетического обмена осуществляется распад сложных соединений на более простые. Это сопровождается выделением энергии. Пластический и энергетический обмены тесно связаны между собой. Так, энергия, которая выделяется в ходе энергетического обмена, используется в процессе пластического обмена.
Для того чтобы жить, растения должны постоянно получать из окружающей среды различные вещества — воду, минеральные соли, углекислый газ, кислород. Одновременно во внешнюю среду растения выделяют продукты своей жизнедеятельности. Вещества, поступившие извне в клетку организма, подвергаются различным превращениям. В зеленых клетках растений на свету из простых веществ — воды и углекислого газа — в результате фотосинтеза образуются сложные органические соединения — сахара, которые затем превращаются в крахмал, клетчатку, белки, жиры и некоторые другие вещества, необходимые растению. Они идут на построение новых клеток и органоидов, расходуются в процессе дыхания или откладываются в семенах, плодах или других частях растений про запас.
Холоднокровными называют животных, не способных поддерживать постоянную температуру тела. Так как реакции обмена веществ у них идут медленно, энергии в результате распада сложных соединений выделяется мало, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Холоднокровными животными являются рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и все беспозвоночные.
Растения поглощают из окружающей среды воду, минеральные соли, углекислый газ и кислород.
В результате своей жизнедеятельности растения выделяют во внешнюю среду воду, углекислый газ и кислород.
Теплокровными животными являются млекопитающие (медведь, слон, орангутанг, дельфин, летучая мышь, заяц, тушканчик, кит, куница, тигр, морж, тюлень, антилопа, зебра, горилла, лемур, бегемот, носорог, кенгуру, волк, утконос, лисица, еж, крот и др.) и птицы (воробей, голубь, ворона, синица, орел, цапля и др.).
У рыб обмен веществ протекает медленно. Например, сердце окуня делает лишь 18—20 ударов в минуту. По кровеносной системе течет кровь, слабо насыщенная кислородом. Поэтому реакции обмена веществ идут медленно, энергии в результате распада сложных соединений выделяется мало, и температура тела рыбы зависит от температуры окружающей среды.
Из внешней среды в организм животного поступают различные питательные вещества (белки, жиры, углеводы), а также вода, минеральные соли и кислород. Без этого невозможен рост и обновление клеток организма.
В результате своей жизнедеятельности животные выделяют во внешнюю среду углекислый газ, воду, мочевину и некоторые другие вещества.
У птиц переваривается очень быстро, а совершенные кровеносная и дыхательная системы обеспечивают богатое насыщение крови кислородом. Поэтому распад сложных органических веществ идет активно, высвобождается большое количество энергии, достаточное как для осуществления процессов жизнедеятельности, так и для поддержания постоянной температуры тела.
У земноводных и пресмыкающихся более совершенные кровеносная и дыхательная системы, чем у рыб, и поэтому обмен веществ у них протекает активнее.
Высокий уровень обмена веществ способствовал широкому распространению птиц и млекопитающих на нашей планете. Температура их тела не зависит от температуры окружающей среды, и это позволяет им легче приспособиться к неблагоприятным условиям.
Основными признаками живого организма являются обмен веществ, питание, дыхание, выделение, раздражимость, подвижность, размножение, рост и развитие.
У растений в обмене веществ принимают участие листья, стебель и корень.
В процессах обмена веществ у животных участвуют выделительная, дыхательная, кровеносная и пищеварительная системы, а также другие системы организма.