Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.4: Ентропія та енергія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4415

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Більшість студентів, які мали певну хімію, знають про принцип Другого закону термодинаміки щодо зростаючого розладу системи. Клітини - це дуже організовані або впорядковані структури, що призводить деяких до помилкового висновку, що життя якимось чином порушує другий закон. Насправді, це поняття невірне. Другий закон не говорить про те, що ентропія завжди збільшується, просто це, залишившись наодинці, вона має тенденцію робити це в ізольованій системі. Клітини не є ізольованими системами, в тому, що вони отримують енергію, або від сонця, якщо вони автотрофні, або харчові, якщо вони гетеротрофні. Для протидії загальній тенденції до розладу в локальному масштабі потрібна енергія. Як приклад візьмемо свіжу колоду карт, яка акуратно вирівняна з тузом короля-королеви. 4,3,2 для кожної масті. Киньте колоду в повітря, даючи картам розлетітися. Коли ви підберете їх, вони будуть більш невпорядкованими, ніж коли вони почали.

    Однак, якщо витратити кілька хвилин (і витратити трохи енергії), можна реорганізувати ту ж колоду назад в її попередній, організований стан. Якщо ентропія завжди збільшувалася всюди, ви не могли цього зробити. Однак з введенням енергії ви подолали розлад. Вартість боротьби з безладом - це енергія.

    Є, звичайно, й інші причини того, що організмам потрібна енергія. Прикладами є м'язове скорочення, синтез молекул, нейротрансмісія, сигналізація, терморегуляція та субклітинні рухи. Звідки береться ця енергія? Валюти енергії, як правило, високоенергетичні фосфатсодержащие молекули. АТФ - найвідоміший і найпоширеніший, але GTP також є важливим джерелом енергії (необхідним для синтезу білка). CTP бере участь в синтезі гліцерофосфоліпідів і UTP використовується для синтезу глікогену. У кожному з цих випадків енергія знаходиться у вигляді потенційної хімічної енергії, що зберігається в мультифосфатних зв'язках. Гідроліз цих зв'язків вивільняє енергію в них.

    З трифосфатів АТФ є первинним джерелом енергії, що діє для полегшення синтезу інших під дією ферменту НДПК. АТФ проводиться трьома різними типами фосфорилювання - окислювальним фосфорилуванням (в мітохондріях), фотофосфорилювання (в хлоропластах рослин) і фосфорилювання рівня субстрату (в ферментативно каталізованих реакціях).

    Дописувачі