Экзергонические и эндергонические реакции
При экзергонических реакциях высвобождается свободная энергия и реакция может осуществляться самопроизвольно, то есть спонтанно. В этом случае изменение свободной энергии меньше нуля, или ∆G<0. Для эндергонических реакций требуется дополнительная энергия. В этом случае изменение свободной энергии выше нуля, или ∆G>0. Эндергонические реакции могут протекать в клетке, если они сопряжены с экзергоническими.
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики – это закон о сохранении энергии и об эквивалентности работы и теплоты, так как они представляют собой разные формы энергии и могут переходить друг в друга.
Второй закон термодинамики
Во время химической реакции, когда молекулярная упорядоченность нарушается, энтропия (S) системы возрастает. Второй закон термодинамики – это закон о том, что энтропия изолированной системы реакций стремится к некоторому максимальному значению, при котором достигается равновесие и реакция прекращается.
Сопряженные реакции
В процессе метаболизма реакции, происходящие с затратой энергии (эндергонические, термодинамически неустойчивые) должны быть сопряжены с реакциями, сопровождаемыми высвобождением энергии (экзергонические, термодинамически устойчивые). Например:
Глюкоза + Рi Гл-6-ф + Н2О ∆ Go′ = +3,3 ккал/ моль
ATФ + H2O АДФ + Pi ∆ Go′ = - 7,3 ккал/моль
В конечном итоге уравнения и энергия могут быть суммированы следующим образом:
Глюкоза + АТФ Гл-6-ф + АДФ ∆ Go′= - 4,0 ккал\моль
Аутотрофы
Аутотрофы – к ним относятся растения. Они способны к первичному синтезу органических веществ при поглощении солнечной энергии.
Фотосинтез
Фотосинтез – это процесс, посредством которого зеленые растения усваивают энергию и запасают ее в форме углеводов:
Гетеротрофы
Гетеротрофы – это животные, они не могут осуществлять фотосинтез. Они поедают растения или животных, питающихся растениями. Как высшие животные, так и растения, используют энергию, запасенную в органических веществах, «сжигая» их в присутствии кислорода, который поступает при дыхании. Этот процесс описывается уравнением:
Часть энергии запасается в форме химической энергии (АТФ) и затем используется при выполнении работы, а часть идет на теплоизлучение.
Достарыңызбен бөлісу: |
