Caracteristici ale organismelor vii ca un sistem termodinamic

Toate ființele vii sunt sisteme deschise, adică schimb cu mediul înconjurător și materia și energia.

Starea de echilibru a unui organism viu este inadmisibil, deoarece în acest caz, este imposibil să treacă orice procese dirijate, în afară de abaterile ocazionale de la poziția de echilibru. Prin urmare, termodinamica proceselor biologice este conceptul de bază al stării staționare a sistemului. În parametrii de stare de echilibru nu sunt modificate în timp, dar pot fi diferite în diferite părți ale sistemului. Acest lucru este posibil numai datorită fluxului de energie sau substanțe din mediul înconjurător.

legea lui Hess. Entalpia standardul de formare este independentă de calea de reacție și numai diferența este determinată numai de energiile interne ale materiilor prime și a produselor de reacție (cu V = const) sau diferența de entalpie (când p = const). In sistemele biologice, procesele sunt realizate la o presiune constantă, de aceea, reacțiile biochimice efect termic este schimbarea în entalpie în timpul reacției.

În 1780, Antuan Lavuaze și Per Laplas au dovedit validitatea primei legi a termodinamicii la obiectele biologice. Ei au masurat cantitatea de căldură (pentru rata de topire a gheții) și a emisiilor de dioxid de carbon la cobai în timpul vieții, și a comparat aceste valori cu căldura de reacție consumată de produse de combustie a CO 2 rezultate au aratat alimente egale interne de energie și de degajare de căldură. Acest lucru dovedește că organismele vii nu sunt o sursă independentă de energie, ci doar să efectueze transformarea unor tipuri de energie în altele.

Potențialul redox al purtători de electroni, de măsurare (ecuația Nernst) acesteia. Caracteristici și semnificația biologică a transportului de electroni. Asemănări și diferențe de CPE în mitocondrii și cloroplaste.

Redox - măsură a capacității unui produs chimic pentru a atașa electroni (restaurat).

Potențialul redox este determinat prin metode electrochimice folosind un electrod de sticlă cu funcție redox și exprimată în milivolți (mV) electrod standartnogovodorodnogo relativă în condiții standard.

Nernst Ecuația - ecuația privind potențialul redox al sistemului cu substanțe active în cadrul ecuației electrochimice, iar electrod standard de cupluri potentsialamiokislitelno-reducere.

· - potențial de electrod, - potențialul de electrod standard, se măsoară în volți; - gazul universal constant, egal cu 8,31 J / (mol · K); - temperatura absolută; - Faraday constantă egal 96485.35 Cl · mol -1; - numărul de moli de electroni implicate în proces;

ecuația Nernst din cartea pe biofizică.

Valoarea transportului de electroni biologic (= valoarea oxidare biologică)

Oxidarea biologică (celula sau respirația tisulară) - reacții redox care apar în celulele corpului, rezultând substanțe organice complexe sunt oxidați cu ajutorul oxigenului enzime specifice fiind livrate la sânge. Produsele finale ale oxidării biologice sunt apa si dioxid de carbon.

procesele de oxidare biologică asociate cu ciclul Krebs și enzimele lanțului respirator apar localizate în principal în mitocondrii și pe membranele lor.
Astfel, procesele de oxidare biologică asociate cu ciclul Krebs au semnificațiile ca în formarea compușilor cu energie ridicată și pentru comunicarea de carbohidrați, grăsimi și metabolismul proteinelor. Alte tipuri de oxidare biologică, pare să aibă un sens mai restrâns, de exemplu celule de alimentare cu energie.

lanț de transport de electroni mitocondrial

Transferul de electroni in membranele mitocondriale se realizează în mod constant sistem vector care sunt combinate într-un complecșii foarte bine organizate de molecule de proteine ​​care alcatuiesc membranele. La fiecare pas, electronul se mișcă odată cu scăderea energiei libere de la o moleculă la alta.

electron Molecule donarea denumit donor (agent de reducere), o molecula accepta electroni se numește un acceptor (oxidant). proces de transfer de electroni este însoțit de oxidarea donatorului și acceptor prin reducere. Separarea atomului de hidrogen dintr-o molecula numita dehidrogenare.

Oxigenul provenind din sânge la mitocondriile, se leaga de atomul de fier al hemului în a3 citocromul moleculele formă O2. Fiecare dintre atomii de oxigen sunt legați de doi electroni și doi protoni și transformate în molekuluvody.

transport electronic cloroplaste cu lanț: cloroplaste cu lanț de electroni de transport organizate în membrană tilacoidă și constă din trei polipeptide de complexe de proteine ​​transmembrană (photosystem II, citocromul b / f complex fotosistemul I), amplasate pe ele vector, și include, de asemenea, operatorii de telefonie mobilă de electroni ( pulplastohinonov, plastocyanin și feredoxin) asigurarea transportului de electroni între kompleksami.Suschestvuet mai multe moduri de transport posibile de electroni în eTC, care sunt realizate în f respective Condiții ziologicheskih:

-Un flux de electroni liniar

-Fluxul de electroni ciclic în photosystem I

-Fluxul de electroni ciclic în photosystem II

-Pseudo electroni flux (reacție Mehler, activat la intensități luminoase ridicate).