植物化学课件第4章(1)
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第四章光合作用按照热力学第二定律,一个系统中的自发过程总是朝着熵值不断增大的方向进行,如果将生物体当作一个系统,生物体的生长发育过程却是一个从无序到有序或者说是一个有序性增加的过程,这似乎与热力学第二定律相悖,这一问题曾长期困惑着生物学家和物理学家。
但在这里,他们忽略了一个基本问题,即生命体不是一个孤立系统,它是在不断地同外界进行物质和能量交换,生物体维持其有序性或生长发育是以不断消耗能量为代价的,就象制冰机要将液态水变成更为有序的固态冰,需不断消耗电能一样。
一、生物体的获能方式按热力学第一定律,生物体不能自己创造能量,只能从外界获取能量。
交总体说来,生物体获取能量,有两种方式:1、自养型生物(如植物和行光合作用的藻类):利用光合作用将和转化成有机化合物,(如糖、脂肪、蛋白质等),将光能转化为化学能供机体选用。
这类生物在生态系统中是生产者。
+ + —→有机物(糖、脂肪、蛋白质等)(化学能)2、异养生物(动物和绝大多数微生物):从自养生物那里获取有机物,依靠有机物的分解获取能量,这类生物在生态系统中是消费者。
因此,从整个物质世界的角度来看,生物体及生命过程只不过是一种物质和能量的转换机构和转换过程而已。
对活的生物体而言,其所需的能量归根结底来自太阳能,光合作用是将太阳能转换成生物能的一种途径。
二、生命体的能量通货——ATP生物体并不能直接利用有物中的化学能,而是首先需要将有机化合物分解,将其中的化学能转移到ATP分子中,再由ATP分解释放能量提供给需能过程。
(如神经冲动的传导与神经纤维膜内外的NA.K+分布不均形成的电位有关.这一电位差由分解ATP的NA.K+泵来完成.)所以,ATP是细胞(生物体)的能量通货。
1、ATP的分子结构:ATP:腺苷酸呤核苷三磷酸(O2腺苷三磷酸,O2三磷酸腺苷)特点:ATP不稳定,含有两个高能磷酚键(),水解时断裂放出能量:ATP + H2O →ATP + H2O →2、生物体内化学能的利用生物体摄取的有机物,在酶的催化作用下,氧化分解,将贮存其中的化学能的自由能的形式释放,释放出的自由能一部分使熵值增加,一部分以热能形式散发或维持体温;一部分用于促进ADP与P结合生成ADP以高能磷酸酯键的形式贮存在ATP中。