Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Особенности термодинамики биологических систем ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5 Законы термодинамики универсальны и справедливы для любых систем. Однако живые организмы как объект термодинамических исследований имеют ряд особенностей. 1. Живой организм – это открытая система, которая непрерывно обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией. 2. Все биохимические процессы протекают при постоянных температуре и давлении и в отсутствии значительных изменений концентрации и объема. 3. Стандартное состояние для биологических систем отличается от стандартного состояния химических систем. В биологических системах при стандартном состоянии концентрации всех веществ в растворе равны 1 моль/л, парциальные давления газов 1 атм. Отличие касается концентрации ионов Н+, которая принимается равной 10-7 моль/л, что соответствует рН 7, характерному для большинства биологических сред. DG0/ - стандартная энергия Гиббса для биологических процессов. 4. Живой организм – это открытая система, находящаяся в стационарном состоянии. Стационарное состояние – это такое состояние системы, при котором все ее параметры постоянны по причине равенства скоростей притока и удаления вещества и энергии. Таким образом, при стационарном состоянии увеличение энтропии, связанное с процессами усвоения пищи, компенсируется отдачей ее в окружающую среду, а убыль энергии Гиббса восполняется за счет поступления энергии с пищевыми продуктами из окружающей среды. В результате поддерживается постоянство внутренней среды организма, которое в биологии называют гомеостазисом. В биоэнергетике используются понятия экзергонические и эндергонические процессы. Экзергоническими называют процессы, протекающие в направлении уменьшения энергии Гиббса (DG<0). Процессы, протекающие в направлении увеличения энергии Гиббса (DG>0) называют эндергоническими. В живых организмах одновременно протекают как экзергонические (расщепление пищевых веществ), так и эндергонические (синтез высокомолекулярных соединений и макроэргических веществ) процессы, что, на первый взгляд, противоречит второму закону термодинамики. Однако это противоречие кажущееся. Эндергонические процессы протекают не изолированно, а в сопряжении с экзергоническими процессами. Свободная энергия, выделяющаяся при окислении пищевых веществ, используется в процессах синтеза сложных биологических молекул, которые сопровождаются поглощением энергии Гиббса. В результате энергия Гиббса системы в целом не меняется или уменьшается в соответствии со вторым законом термодинамики. Две реакции, из которых одна возможна лишь при условии протекания другой реакции, называют сопряженными. Сопряжение между анаболическими (процессы синтеза) и катаболическими (процессы распада) процессами осуществляется за счет общих промежуточных соединений. В ходе экзергонических процессов синтезируются макроэргические вещества, которые обладают большими запасами свободной энергии в подвижной форме. Важнейшими макроэргическими вещества являются АТФ, АДФ, креатинфосфат. Большинство биохимических процессов в организме осуществляется благодаря сопряжению с процессом окисления глюкозы. Процесс окисления глюкозы сопряжен с синтезом макроэргического вещества – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Образующаяся молекула АТФ содержит макроэргические связи, которые легко расщепляются в результате гидролиза: Выделяющаяся при гидролизе АТФ свободная энергия обеспечивает протекание сопряженных с ее гидролизом термодинамически невыгодных анаболических процессов.
|