TERMODİNAMİK
TERMODİNAMİK
Enerji ve madde arasındaki iliĢkiyi inceler
Termodinamikte bir organizma, bir hücre veya birbiri ile reaksiyona giren iki madde, sistem olarak tanımlanır.
Bir sistem, bir çevre içinde yer almaktadır.
Sistem ve çevrenin ikisi birlikte de evren‟i oluĢtururlar.
sistem
Çevre
Evren
Sistem; termodinamikte, fiziksel vekimyasal olayların gerçekleĢmekteolduğu belirli sınırlar içindeki maddetopluluğuna denir.
Çevre; sistemin durumu üzerine etkiyapabilen,sistemle temas halindebulunan ve sistemi çevreleyen ortamdır.
Sistemler;
YalıtılmıĢ sistem; hacim, kütle ve enerji değiĢmez
Çevre
madde enerji
Sistemler;
Kapalı sistem; Çevre ile yalnızca enerji alıĢ-veriĢi yapar
Çevre
madde enerji
Sistemler;
Açık sistem; madde ve enerji alıĢ-veriĢi yapabilirler.
Çevre
enerjimadde
Süreç-1
Süreç; sistemde oluĢan ve herhangi bir değiĢime neden olan olaydır.
Sistemle çevre arasındaki enerji alıĢ-veriĢi son bulduğunda süreç dengeye ulaĢmıĢ demektir.
Sistem termodinamik durumunu termodinamik değiĢkenlerinin bir/birkaç‟ının değiĢmesiyle değiĢtirebilir.
Süreç-2
Bu değiĢimler;
DönüĢümlü süreçler ve
DönüĢümsüz süreçler
olarak 2 ye ayrılırlar.
Süreç-3
DönüĢümlü süreç(daima dengede kalır)
Buz Su(00C) (00C)
DönüĢümsüz süreçCanlının doğup, büyümesi ve sonunda ölmesi,
Tersi mümkün değil.
Termodinamik
Ġlgi alanları
- Basınç
- Hacim
- Isı
- Kimyasal BileĢim
Ġlgi alanına girmeyenler
- Zaman
- Reaksiyon mekanizması
- Reaksiyonun nasıl oluĢtuğu
Termodinamik çözümlemede, sistemin toplam enerjisini
oluĢturan değiĢik enerji biçimlerini makroskopik ve
mikroskopik olarak iki gurupta ele almak yararlı olur.
Makroskopik enerji, sistemin tümünün bir dıĢ referans noktasına göre sahip olduğu enerjidir, kinetik ve potansiyel enerji gibi.
Mikroskopik enerji ise, sistemin molekül yapısı ve molekül hareketliliğiyle ilgilidir ve dıĢ referans noktalarından bağımsızdır.
ISI KAPASİTESİ
Isı kapasitesi C birim kütle baĢına ısı miktarının (Q) sıcaklık değiĢimi T‟ye bölümü olarak adlandırılır.
Ģeklindedir.Tm
QC
Sabit hacimde ısı kapasitesi
m m
T
Isı
Yalıtım
Cv
Sabit hacimde tutulan bir malzemeye (katı, sıvı veya gaz) ısı verilmektedir. Bu durumda ısı kapasitesi Cv adını alır. Verilen ısı malzemenin iç enerjisinin, E artmasına neden olur. (Sisteme verilen enerji, sistemin iç enerjisinin artmasında kullanılır)
Bu durumda denklem;
TmCEQ v
Sistem elemanlarının sahip olduğu kinetik enerjinin toplamı Ġç Enerji olarak
adlandırılır.(E)
m mIsı
T
Cp
Sabit basınçta ısı kapasitesi
Sabit basınçta tutulan bir malzemeye (katı, sıvı veya gaz)
ısı verilsin. Bu durumda ölçülen ısıl kapasite Cp olarak
adlandırılır. Verilen ısı malzemenin iç enerjisinin artmasının
yanı sıra ağırlığın kaldırılmasını da sağlar. Dolayısıyla PV iĢi
de yapılmıĢ olur. Bu durumda:
TmCVPEQ p
Termodinamiğin Birinci Yasası
Termodinamiğin birinci kanunu veya diğer adıyla enerjinin korunumu ilkesi enerjinin değiĢik biçimleri arasındaki iliĢkileri ve genel olarak enerji etkileĢimlerini incelemek için sağlam bir temel oluĢturur.
Kapalı sistem olarak tanımlanan, belirli sınırlar içinde bulunan sabit bir kütle için termodinamiğin birinci yasası veya enerjinin korunumu ilkesi aĢağıdaki gibi ifadelendirilebilir:
Q, sistem sınırlarından net ısı geçiĢini;
W, değiĢik biçimleri kapsayan net iĢi;
E, sistemdeki toplam enerji değiĢimini ifade eder.
EWQ
Termodinamiğin birinci yasası deneysel
gözlemlere dayanarak, enerjinin var
veya yok edilemeyeceğini, ancak bir
biçimden diğerine dönüĢebileceğini
vurgular.
WEQ
Q; Sistemin çevreden aldığı veya verdiği enerji kcal, kjoule
E; Sistemdeki iç enerji değiĢikliği
E=E2-E1
W; Sistemin yaptığı iĢ
Bir sisteme dıĢarıdan Q kadar ısı enerjisi verdiğimizde bunun bir
kısmı iç enerjisini arttırırken bir kısmı da sisteme iĢ yaptırır.
WEQ
Biyokimyasal reaksiyonlarda (P sbt)
W=P. V
V= V2 – V1
Q= E + P. V
H=E+P.V(entalpi)
Entalpi (H), enerji ile iliĢkili bir durum fonksiyonudur.
Durum fonksiyonu; Herhangi bir termodinamik sistemin
enerji değiĢikliği sistemim ilk ve son durumuna bağlıdır.
Sistemin son durumuna hangi hızla ve nasıl geldiğinin bir
önemi yoktur.
ENTALPĠ
Entalpi değişikliği ( H),
Sistemin volüm artıĢı veya volüm azalmasından baĢka iĢ yapılmazsa
Entalpi değişikliği ( H),
çevreden alınan veya çevreye verilen ısı miktarıdır.
1- Çevreden ısı alarak gerçekleĢen olaylar ENDOTERMĠK reaksiyonlar
2- Çevreye ısı vererek gerçekleĢen olaylar ise EKZOTERMĠK reaksiyonlardır
Entalpi değiĢiminin belirlenmesi
1- Bomba kalorimetreleri ile ölçülebilirler,
2-Standart entalpi değiĢikliklerinden hesaplanabilirler.
Bomba Kalorimetresi-1
Vücudumuzda kullanılan besin maddeleri oksitlendiklerinde enerji açığa çıkarırlar. Besin maddelerinin oksitlenme entalpileri bomba kalorimetreleri ile ölçülebilir.
Karbonhidratların ve yağların O2‟le yakılması kalorimetre ile ölçülebilecek değerler elde edilir.
Bomba Kalorimetresi-2
Hess Yasası
Bir reaksiyon birden fazla basamakta gerçekleĢiyorsa reaksiyonun entalpi değiĢimi, her basamaktaki entalpi değiĢiminin toplamına eĢittir. Bu olay HESS yasası olarak bilinir.
Entalpi değiĢikliklerinin toplanabilme özelliğidir.
H= H(ürünler)- H(reaktanlar)
H= H(ürünler)- H(reaktanlar)
H<0 sistem ısı kaybeder(ekzotermik reak.)
H>0 sistem ısı kazanır(endotermik reak.)
Termodinamiğin ikinci yasası
Entropi
Reaksiyonlar oluĢurken bazılarının endotermik, bazılarının ise ekzotermik olduğunu tespit ettik.
Reaksiyonlardan bazılarının oluĢması için uyarı gerekirken, bazılarının baĢlaması için uyarıya gerek yoktur yani kendiliğindendir.
Örneğin
1-0oC‟daki buzun oda sıcaklığında erimesi için herhangi bir uyarıya gerek yok, H>0
2- NötürleĢme reaksiyonları H<0
3- Ġdeal gazın balonlar arası geçiĢi H=0
3-
H=0
Bir yönde kendiliğinden (spontan) olan olaylar diğer yönde spontan değildirler.
Doğada kendiliğinden olan olaylar genelde enerji kaybıyla sonuçlanırlar.
Spontanlık sistemlerin düzenleri ile ilgilidir.
Termodinamiğin ikinci yasası
Kendiliğinden gerçekleşen herhangi bir
süreçte sistem ve çevrenin total entropisi artar.
“Evren
kaçınılmaz olarak
düzenli durumdan
daha düzensiz
duruma gider.”
S- Entropi;
Madde ve enerjinin düzensizlik halinin bir ölçüsüdür.
Doğada kendi halinde bırakılan her Ģeyin entropisi artar.
Entropi
GeliĢigüzellik/Dağınıklık entropi ile ifade edilir.
ΔS = S(son) - S(ilk)
Bir maddenin Sıvı hali, katı haline göre daha yüksek entropiye sahiptir.
Bir maddenin gaz hali, sıvı haline göre daha yüksek entropiye sahiptir.
Sıcaklık yükseldikçe maddenin entropisi yükselir.
Bir kimyasal reaksiyonda gaz moleküllerin sayısı artıkça entropi artar.
T
QS
S, entropideki değiĢme miktarı,
Q; ısı enerjisindeki değiĢme,
T; mutlak sıcaklık
Entropi değiĢimi enerji boyutuna sahiptir
Entropi
Entropi; Bir termodinamik durumun düzensizliğinin ölçüsü olan
termodinamik değiĢkendir. Sistemin her termodinamik durumunun
bir durumunun bir entropisi vardır.
Birden fazla alt birimden oluĢan bir sistemin entropisi, basit olarak alt
sistemlerin entropilerinin toplamıdır.
S(evren)= S(sistem) + S(çevre)
Entropi değiĢimi sürecin niteliği hakkında bilgi verir.
Entropi değiĢimi sürecin niteliği hakkında bilgi verir.
S = 0 dönüĢümlü,
S> 0 dönüĢümsüz,
S <0 olanaksız.
Entropi
SERBEST ENERJĠ
STQ
vpQ Termodinamiğin 1. yasası
Termodinamiğin 2. yasası
GST
STvp
STvp
0
SERBEST ENERJĠ-(Gibbs Enerjisi)
•Bir kimyasal reaksiyonun yönü ve ne kadar devam edeceği, reaksiyon sırasında iki faktörün ne derece değiĢeceğine bağlıdır. Bunlar, entalpi ( H, reaksiyona girenlerin ve ürünlerin ısı içeriklerindeki değiĢimlerin ölçüsüdür) ve entropi ( S, reaksiyona girenlerin ve ürünlerin geliĢigüzelliği ve düzensizliğindeki değiĢimin ölçüsüdür.
•Bu termodinamik birimlerin hiçbirisi kendi baĢına bir kimyasal reaksiyonun yazıldığı yönde spontan olarak ilerleyip ilerlemeyeceğini saptamak için yeterli değildir. Ancak, matematiksel olarak birleĢtirildiklerinde entalpi ve entropi üçüncü bir birimi, serbest reaksiyonunun spontan olarak ilerleyeceği yönü tahmin eden serbest enerjiyi tanımlamak için kullanılabilir.
SERBEST ENERJĠ
SERBEST ENERJĠ DEĞĠġĠMĠ
Serbest enerjideki değiĢim 2 Ģekilde olabilir.
1- G (Serbest Enerji DeğiĢimi)
Daha geneldir. , çünkü serbest enerjideki değiĢimi ve böylece ürünlerin ve reaktanların belirli konsantrasyonlarında reaksiyonun yönünü tahmin eder.
2- Gº (Standart Serbest Enerji DeğiĢimi)
Ürünler ve reaktanlar 1 mol/l iken olan enerji değiĢimidir. [Standart durumda reaktanlar veya ürünlerin konsantrasyonu 1 mol/l olmasına rağmen, protonların konsantrasyonunun 10-7 mol/l olduğu -ki bu pH= 7 dir-kabul edilir].
G işareti reaksiyonun yönünü tahmin eder
Serbest enerjideki değiĢim, G, sabit bir ısı ve basınçta reaksiyonun yönünün tahmini için kullanılabilir.
A B
Eğer G negatif bir sayı ise,
net bir enerji kaybı vardır ve
reaksiyon spontan olarak
yazıldığı yönde ilerler yani
A, B'ye çevrilir.
Reaksiyonun ekzergonik
olduğu söylenir.
Eğer G pozitif bir sayı
ise, net bir enerji kazancı
vardır ve reaksiyon
spontan olarak B'den A'ya
ilerlemez . Reaksiyonun
endergonik olduğu
söylenir ve reaksiyonun
B'den A'ya ilerleyebilmesi
için sisteme mutlaka enerji
eklemek gerekir.
G= O ise, reaktanlar denge halindedir.
Bir reaksiyon, spontan olarak ilerliyorsa yani serbest
enerji kaybediliyorsa reaksiyon, G sıfıra ulaĢıncaya ve
denge kuruluncaya kadar devam eder.
SERBEST ENERJĠ
Tepkimenin yönünü yada gerçekleĢebilirliğini belirleyen ve iĢ için değerlendirilebilen enerji Ģeklidir.
G=0 → Denge durumu
G<0 → Serbest enerjide azalma
Kendiliğinden gerçekleĢebilirliği
G>0 → Olayın oluĢması için sayısal değer olarak
serbest enerjiye ihtiyacı olduğunu gösterir.
1. H<0, S>0, G<0 olduğunda
reaksiyon bütün sıcaklıklarda kendiliğinden oluĢur.
2. H>0, S<0, G>0 Reaksiyon hiçbir sıcaklıkta kendiliğinden oluĢmaz,
3. H<0, S<0, G<0
reaksiyon düĢük sıcaklıklarda kendiğinden oluĢur,
yüksek sıcaklıklarda pozitif ve ters yönde spontan
4. H>0, S>0, G<0
yüksek sıcaklıklarda negatif ve yazıldığı yönde spontan.
A B
A B
K>1 ise B maddesi tepkime ürünü olarak gerçekleĢebilir.
K=1 ise A=B olur. A maddesinin yarısı B maddesine döner.
K<1 ise yeterince A maddesinden B dönüĢümü olmaz.
∆G negatif (−) ise reaksiyon ürünlere doğru (sağa doğru) spontan olarak gerçekleĢir.
Serbest Enerji ve Denge Katsayısı
A
BK
K Denge katsayısı, tıpkı serbest enerji değiĢimi ( G) gibi tepkimenin gerçekleĢebilirliğinin göstergesidir.
Bir tepkimenin G ile K arasındaki iliĢki
G= G0 + RT lnK
G0=- RT ln K
G0=- 2,3RT log K
K>1 ∆G<0; negatif (−) ise reaksiyon ürünlere doğru (sağa doğru) spontan olarak gerçekleĢir, reaksiyon ekzergonik‟tir
K=1 ∆G=0; Reaksiyon dengededir.
K<1 ∆G>0 , pozitiftir, reaksiyon yazıldığı Ģekilde soldan sağa doğru kendiliğinden ilerlemez ( G>0) ve reaksiyon endergonik‟tir.
Termodinamiğin biyolojik süreçlerdeki önemi
1- Birçok biyolojik enerji dönüĢümü, kimyasal reaksiyonları izleyen moleküller arasında yeniden bir enerji dağılımı sonucu oluĢur.
2- Biyolojik fonksiyon, organizasyonu oluĢturmak için kullanılan enerjiyle iliĢkilidir.
3-Termodinamiğe göre; kendi haline bırakılan bir sistem maksimum bir entropi durumuna doğru yol alır.
Canlı, oldukça karmaĢık ve düzenli bir duruma doğru geliĢir. Doğal termodinamik gidiĢ yönüne ters yönde etki eden, sisteme eĢdeğer enerjinin girmesidir.(GüneĢ enerjisi)
Canlı sistemde; enerji iletilmelerini, enerji akımlarını ve enerjinin oluĢturduğu
süreçleri inceleyen bilim dalına
biyoenerjetik adı verilir.
BĠYOENERJETĠK
BĠYOENERJETĠK
Bütün canlılar varlıklarını sürdürebilmek için 3 tip iĢ yapmak zorundadırlar ve bunun için enerjiye ihtiyaçları vardır.
1- Biyosentez,
2- Ozmotik iĢ,
3- Mekanik iĢ
Biyolojik enerji akımları
Besinlerin oksitlenmesi sonucu ortaya çıkan enerjiden iĢ yapmak için yararlanırız. Bu enerjinin ne kadarının doğrudan iĢe dönüĢtürüleceği söz konusu metabolik yolun verimliliğine bağlıdır.
Spontan Olaylar; Serbest enerji değiĢikliği iĢ yapmakta kullanılabilecek enerji miktarının teorik maksimum değerini belirtir,
Spontan Olmayan Olaylar; ĠĢ yapmak için sisteme dıĢarıdan sağlanması gereken minimum enerji miktarıdır.
Biyosentezi amacı, canlının ihtiyacı olan kendine özgü karmaĢık moleküllerin yapılmasıdır.
CO2, NH4 ve su gibi basit moleküllerden karmaĢık molekülleri sentezleyebilen canlılar, “ototrof canlılar” dır.
2612622 666 OOHCOHCO
Fotosentez‟de enerji güneĢten elde edilir ve enerji glikoza yüklenir.
FOTOSENTEZĠN TERMODĠNAMĠK ÖZELLĠKLERĠ
G=686 kcal/mol (Yüksek serbest en. )
H=673 kcal/mol
S=-43,6 kcal/mol (entropi )
(1mol glikoz için 686 kcal güneĢ enerjisinden harcanıyor)
Heterotrofik Canlılar, besleyici moleküllerin yıkılması
vasıtasıyla bir kimyasal formdan serbest enerji elde
ederler ve besin moleküllerinin yakılma süreci
solunum olarak adlandırılır.
OHCOOOHC 2226126 666
G=-686 kcal/mol
H= -673 kcal/mol
S=+43,6 kcal/mol
Solunum
Biyolojik Enerji Akımı
Biyolojik Enerji Akımı
BaĢlıca 3 aĢamada gerçekleĢir;
1-GüneĢ Enerjisi,
2- ATP moleküllerinin oluĢumunda
3- ATP içeriğinin çeĢitli biyolojik iĢlerde kullanılmasında
ADP ile Pi’tan oluşturulan ATP, daha sonra
kimyasal enerjisinin bir kısmını
-metabolik ara maddeler ve küçük ön
maddelerden makromoleküllerin sentezi,
-konsantrasyon gradientine karşı membranların
bir tarafından diğer tarafına maddelerin taşınması
-mekanik hareket gibi endergonik süreçler için
kullanır.
Canlı hücredeki reaksiyonlarCanlı hücredeki reaksiyonların çoğu, beş
genel kategoriden birine uyar:
•Fonksiyonel grup transferi
•Oksidasyon-redüksiyon
•Bir veya daha fazla karbon atomu çevresindeki bağ
yapısının yeniden düzenlenmesi
•C C bağlarını oluşturan veya yıkan reaksiyonlar
•Bir molekül su çıkışıyla iki molekülün kondensasyonu
reaksiyonları
Canlı hücrede pH=7 dolaylarında
ATP molekülündeki her fosfatgrubu(-) yüklüdür. ATP 4(-) yükesahiptir. Bu nedenle canlı hücredeanyon Ģeklinde çok az bulunur vegenel olarak Mg ile kompleks yapar.
https://eapbiofield.wikispaces.com/
ATP hücrelere enerji veren reaksiyonlarla, enerji harcayan reaksiyonları bağlayan ortak ara bileĢiktir.
ATP‟ nin negatifliğinin nedenleri ve önemi
1- Hücrede suyun nötral ancak polar ortamında ATP molekülünün 3 fosfat grubu proton ayrıĢmasıyla 4(-) yük taĢır.
Elektronegatiflik nitelik- ATP hidrolizinin enerjetiğini belirler.
Hidroliz sonucu oluĢan ürünler elektronegatif yükleri nedeniyle birleĢme eğilimi göstermezler.
2- ATP hidrolizinin G‟nin yüksek negatif değerinin önemli bir nedeni ise tepkime ürünlerinin ADP ve fosfatın olanaklı olan en düĢük enerji seviyesinde olmasındandır.
Bu bağlara yüksek enerjili fosfat bağları denmesinin nedeni……?????
G=-7,3 kcal/mol
Tepkimeye giren fosfat türevinin hidrolizi sonucu kimyasal iĢ gücündeki değiĢmedir.
Oksijenli Solunum 3 Kademede GerçekleĢir
Glikoliz Evresi
Krebs Devri
Oksidatif Fosforilasyon Evresi (ETS)
sitoplazma
Mitekondri
matriksi
Mitekondri
zarı
Elektron Transport Zinciri
Q
Elektromotif güç
Her elektron vericisinin bir elektron verme gücü yada eğilimi, alıcısınında elektronlara yönelik bir ilginliği vardır. Bir elektron vericisinin elektron verme gücü, elektromotif güç yada redoks potansiyeli denir.
Elektronların iletimi enerji salan bir olaydır.
Bu süreçte serbest enerjideki değiĢme redoks potansiyeli ile doğrudan orantılıdır.
E0- Elektron taĢıyıcıları arasındaki redoks pot
n- aktarılan elektron sayısı
F- Faraday katsayısı
..FnG
Bir glikoz molekülünün oksitlenmesi sonucu 12 e- çifti solunum zinciri yolu ile O2 ne aktarılır ve 624 kcal/mol enerji elde edilir.
Elektron transport zinciri
mitokondri iç zarındadır ve
vücutta farklı yakıtlardan elde
edilen elektronların oksijene
iletilmelerindeki son ortak yoldur.
Elektron trasportu ve oksidatif
fosforilasyon ile ATP sentezi
vücudun mitokondri taşıyan tüm
hücrelerinde sürekli oluşur.
Elektron transport zincirinin
komponentleri iç zarda yerleşmiştir. Dış
zar birçok iyonun ve küçük molekülün
serbestçe geçişini sağlayan porlar
(gözenekler) taşımasına rağmen,
mitokondri iç zarı H+, Na+, K+ da dahil
olmak üzere küçük iyonların çoğuna,
ATP, ADP, pirüvat gibi küçük moleküllere
ve mitokondri fonksiyonu için önemli
olan diğer metabolitlere geçirgen
olmayan özelleşmiş bir yapıdır.
ATP sentetaz kompleksleri
Bu protein kompleksleri içmembran partikülleriolarak adlandırılırlar vemitokondri iç zarının içyüzeyine bağlanmıĢlardır.Mitokondri matriksinedoğru uzanan kürelerĢeklinde görülürler.
Elektron taĢıyıcılar ;NAD, FAD , sitokromlar, kinonlar ve flavoproteinlerdir..
NAD, FAD , kinonlar Hem elektron, hem proton (H+) taĢırlarSitokromlar Sadece elektron taĢıyıcısıdırlar.
Aktarım sırasında protonlar hücre dıĢına çıkar, OH- lar hücre içinde kalır. Böylece membranın dıĢı kısmen pozitif içi ise kısmen negatif yüklü olur. Burada bir membranda bir iyon gradienti oluĢur. Bu bir enerji oluĢumu sağlar. Tıpkı bir pil gibi artı ve eksi iyonların zıt kutuplardaki etkileĢimi sonucu membran enerjili bir hal alır ve bu enerjili hal ATP sentezi için kullanılır.
Protonların membran dıĢına çıkması ve membranın bu iyon gradienti sonucu enerjili bir hal alması olayına
PMG(proton motif güç) denir.
Hücre dıĢındaki protonların tekrar
hücre içine girmesi gerekir.
Protonlar yüklü olduğu için özel
taĢıma proteinleriyle hücre içine
alınırlar. Bu özel protein ATPase
enzimi ve bu enzimin F0 F1
komponentleridir. ATPase enzimleri
hücre membranına gömülü
durumdadır..
PROTON MOTIVE GÜÇ İLE ENERJİ ELDESİ
NADH + H+ gibi Hidrojen taĢıyıcıları hidrojen atomları 2e- ve 2H+ ayrılır.
e- ETS ile taĢınır.H+ (protonlar) hücre dıĢına pompalanır.Böylece hafif asidik bir hücre membranı yüzeyi oluĢur.
ETS‟de taĢınan e-„lar son e- alıcısına( O2 solunumda O2 ) aktarılır.Eğer O2 H2O indirgenecekse,reaksiyonu tamamlamak için sitoplazmadan H+ ihtiyacı vardır.
Bu protonlar suyun hidrolizinde sağlanır.
( H2O H+ + OH- )
PROTON MOTIVE GÜÇ İLE ENERJİ ELDESİ
H+‟in O2 indirgenmede kullanılması ve H+ „nın ETS ile dıĢarı atılması sitoplazmik zarın iç tarafında OH- birikimine neden olur. Küçük olmalarına karĢın H+ ve OH- yüklü olmaları nedeniyle membandan kolayca geçemez. Sonuçta denge kendiliğinden oluĢamaz.
Sonuçta sitoplazmik membranın iki tarafı arasında bir PH GRADĠENTĠ ve membrana karĢı bir ELEKTROKĠMYASAL POTANSĠYEL oluĢur. Sitoplazmik membranın iç tarafı ( - ) negatif alkali sitoplazmik membranın dıĢ tarafı ( + ) pozitif asidik olur.
Bu pH gradienti ve elektrokimyasal potansiyel bir pil gibi enerji barındırmaktadır. Bu elektriksel enerji ise hücre tarafından kullanılır ve depolanır.
Pildeki enerjitik durum elektromotive güç membranda ise proton motive güç olarak ifade edilir.
Canlıların ATP Hidrolizine bağımlı olarak1- Biyosentez,
2- Ozmotik iĢ,
3- Mekanik iĢ,
yaparlar.
Biyosentezin Termodinamik Özellikleri
1- Küçük ve basit bileĢiklerden, büyük ve karmaĢık makromoleküllerin sentez edildiği biyosentez reaksiyonlarında entropi azalır.
2-Biyosentez reaksiyonlarında yeralan reaktantlar standart konsantrasyonlarında değil seyreltik çözeltileri halinde bulunurlar. Ters yönde gerçekleĢme eğilimindedirler.
Ortak ara bileĢik kullanımı ilkesine uyarlar.
Enerjetik açıdan partiküller membranı 2 farklı biçimde geçebilir,
1- Pasif iletim,
2- Aktif iletim.
Biyoenerjetik ilkeleri ile iletim
Maddenin 2 bölme arasında yoğunluk farkını ortadan
kaldırması ve olayın kendiliğinden oluĢması beklenir.
Pasif iletimin oluĢması
S ↑E G
Bölmeler arasında bir yoğunluk farkının oluĢumuna yol açacak bir iletim
S E ↑G ↑
Aktif iletim