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Energy and Catalysis
Cell Energy Loss and Entropy
Description
Cell energy loss and entropy explain why living things need constant energy input. Cells obtain energy, transform it, and use it to do work, but these transfers are never completely efficient. In each transfer, some energy is lost in a form that cannot be used. In many cases, that lost energy is heat energy.
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Transcript
活细胞遵循热力学第二定律,该定律指出,在没有外界输入的情况下,系统倾向于从低熵的有序状态向高熵的无序状态发展。
例如,氧气从肺部向含氧量较低的血液进行被动运输时,高浓度的氧气会扩散,从而使氧分子分散,增加系统的熵。
细胞通过分解葡萄糖等分子获取能量。反应的副产物——二氧化碳、水和热量被释放到周围环境中,从而增加了环境的熵。
细胞的存活依赖于高度有序的系统,例如DNA和蛋白质。这些有序结构的形成会导致系统熵的降低,因此必须伴随着周围环境熵的相等或更大的增加。
单条DNA链处于无序状态,当它们重新退火形成有序的双螺旋结构时,其熵会降低。
同时,在双螺旋结构形成过程中,能量会释放到周围环境中。这种能量使周围环境变得更加无序...
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