BBO第八章其二

云岿点穴手 ·

热力学第一定律:能量可以转移、转换,不能凭空创造,也不能凭空消灭。生物只能把光能、化学能互相转变。 热力学第二定律:任何能量转移 / 转化,都会增加宇宙总熵(总混乱度)。 注:生物体自身熵可以降低(变有序),但是会向环境释放热量,环境熵增加;宇宙总熵一定上升。 热力学告诉我们反应能不能发生,但不能告诉反应有多快。酶解决速率问题。

孤立系统:不和外界交换物质、能量(比如保温热水瓶) 开放系统:和外界交换物质、能量。生物体是开放系统!

∆G = ∆H - T∆S ∆G小于零为放能反应(自发,释放自由能);大于零为吸能反应(非自发,吸收自由能);等于零则不能做功,没有净反应。 ∆G只告诉反应能不能自发,完全不代表反应快慢。自发反应可以极其慢,需要酶来加速。 活细胞绝对不能处于化学平衡,因为平衡等同于死亡。细胞需持续进出物质,远离平衡。 细胞策略:放能反应(比如 ATP 水解)释放 ΔG,用来驱动吸能反应。

细胞做功三类 化学做功:驱动非自发的吸能化学反应 转运做功:主动运输,逆浓度搬运物质 机械做功:肌肉收缩、鞭毛、染色体移动

ATP结构:腺苷加上三个磷酸基团;末端磷酸键水解,释放大量自由能。 磷酸基团都带负电,互相排斥,如同压缩弹簧,储存势能。 磷酸化:ATP 把磷酸基团转移给别的分子,让底物分子被激活,更容易发生反应。

ATP 可以再生:ADP + Pi → ATP,这个反应本身是吸能,靠细胞放能分解反应供能。 逻辑链:分解代谢放能 → 合成 ATP;ATP 水解放能 → 驱动各类细胞做功。

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