Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Wanneer 10000 moleculen ATP worden gehydrolzeerd tot ADP en PI in een testbuis, wordt ongeveer twee keer zoveel warmte bevrijd wanneer cel dezelfde hoeveelheid hydrolyseerde, welke beste verklaring?

De verklaring is een beetje misleidend. Hoewel het waar is dat ATP -hydrolyse in een testbuis meer warmte afgeeft dan in een cel, is het niet noodzakelijkerwijs * twee keer * zoveel * zoveel. Hier is een uitsplitsing van waarom:

ATP -hydrolyse in een testbuis versus een cel:

* Testbuis: In een testbuis treedt ATP -hydrolyse voor in een geïsoleerd systeem. De vrijgegeven energie wordt voornamelijk omgezet in warmte vanwege het ontbreken van andere processen om deze te gebruiken.

* cel: Binnen een cel wordt ATP -hydrolyse gekoppeld aan verschillende cellulaire processen. Dit betekent dat de vrijgegeven energie wordt gekanaliseerd in rij -reacties zoals spiercontractie, eiwitsynthese, actief transport, enz. Slechts een klein deel van de energie gaat verloren als warmte.

Key Concepts:

* koppeling: In cellen wordt energie vrijgegeven uit één reactie (zoals ATP -hydrolyse) gebruikt om een andere reactie te voeden die energie vereist. Daarom kunnen cellen veel efficiënter zijn in het gebruik van energie.

* Entropie: De totale entropie (stoornis) van een systeem moet toenemen voor elk spontaan proces. In een testbuis wordt de energie van ATP -hydrolyse voornamelijk gedissipeerd als warmte, waardoor de entropie toeneemt. In een cel wordt de energie gebruikt in geordende processen, waardoor de entropie -toename wordt verminderd.

Waarom het verschil in warmteafgifte?

* Efficiëntie: Cellen zijn ongelooflijk efficiënt in het gebruik van de energie die wordt afgegeven uit ATP -hydrolyse.

* Regulering: Cellulaire processen zijn strak gereguleerd, waardoor ongecontroleerde energie afgifte als warmte wordt voorkomen.

Conclusie:

Het verschil in warmteafgifte tussen ATP -hydrolyse in een testbuis en een cel is niet noodzakelijk een factor twee. Het belangrijkste verschil ligt in de gekoppelde reacties en de efficiëntie van het energieverbruik in een levende cel.