Биохимиялық Қуат және оның өзгеруі

Тірі клеткалардағы қуат қандай өзгерістерге үш ырауы м үм кін? Қуат бірнеше түрде бола алады және ол бір түрден екінш і түрге ауыса ала- ды. Қуат барлық тірі организмдерге керек және олар қуаттың алуан күйдегі түрлерін пайдаланады. М ысалы, қимы л м еханикалы қ қуатты қажет етсе, денедегі температураны қамтамасыз ету үшін жылу түріндегі қуат пайдала- нылады. Фотосинтез Күн сәулесіндегі қуатты қажет етеді. Балықтардың кейбір түрлеріне жататын бірқатар организмдер химиялық қуатты пайдалана отырып электрлік қуатты тудырады (1.26-сурет). Биомолекулалардың түзілуі мен ыды- рауы химиялы қ қуаттың өзгеруі арқылы жүзеге асады. С ы р тқ ы о р т ан ы н ә с е р ін с із ж үріп о ты р аты н кез келген үдеріс терм оди н ам и калы қ ұғыммен айтқанда өздігінен жүретін үдеріс деп ата- лады . Ө здігінен жүреді деген ұғым «жылдам жүреді» деген м ағы нада а й т ы л м а ға н . Ө зд ігін ен ж ү р е тін кейбір үдерістерге көп уақы т қажет. Ө здігінен ту- атын үдерістер қуат ж ағы нан тиім ді екені аны қ. Т ерм одинам иканы ң заңды лы қтары н қуаттың бір түрден баска түрге ауысуын, яғни қуаттың қандай да бір өзгеріске ұшырауын алдын-ала болжап білу үшін қолдануға бола- ды. Ондай өзгеріске мысал ретінде, химиялық р е а к ц и я д а ғы к о в а л е н т т ік б ай л ан ы ст ы ң б ұ зы л ы п , ж а ң а тү р д егі б а й л а н ы с т ы ң түзілуін келтіруге болады. Сонымен қатар, ақуыздардың үшінші реттік құрылымы түзілу барысында орын алатын сутектік немесе ги- дрофобты байланыстар сияқты , ковалентсіз әрекеттесу реакциялары да мысал бола ала- ды. П олярлы және полярлы емес заттардың өзіне тән ж аққа қарай жылжуы мен тарты- луы жеке молекулалардың қуат арқылы өзара әрекеттесуін білдіреді, басқаш а ай тқанда, ө зар а б ай л а н ы ст ы ң т ер м о д и н ам и к асы н көрсетеді. Энтропия тұжырымына мысал ретінде өте қарапайым жүйені қарастырып көрейік. Қрының ішіне төрт молекула сапынған. Әрбір молекуланың кұгы ішінде он жакта немесе сол жақта орналасу ыкгималдығы бірдей болады. Математикалық тұрғыдан алғанда, берілген молекулалардың барлығының бір жақга орнала- су ықтималдылығы ‘Л шамасына тен болады. Кез-келген ықтималдылықгы нөл күйінен (0 = мүмкін емес) бір күйіне (1 = мүмкін) жүріп өткен бөлшек ретінде көрсетуге болады. Құты ішіңдегі төрт молекуланың белгілі бір ретпен орналасуының мүмкін болатьш 16 түрлі жолы бар. Төрт молекуланың барлығының сол жақга ор- наласуы бір жағдайда ғана мүмкін болады. Ал, кұгы ішіндегі төрт молекуланың орналасуынын мүмкін бола- тын алты жағдайынын ықгималдылығы оң жақта да, сол жақга да бірдей болады. Анағұрлым ретсіз орналасу ыктимаддылығы жоғары ретгілікпен орналасуға карағанда әлдеқайда жоғары. Энтропия молекулалардын ор- напасу ықгималдылықгарының сандық көрсеткіші болып табылады. Больңманның энтропиялық теңдеуі: 5 = к Іп IV. Бұл теңцеудегі IV — молекулалардын орналасу ықтималдылығының сандық көрсеткішін білдіреді. 1п — е негізінің логарифмдік көрсеткіші, ал к — Больцман константасы. Больңман константасы К/ЧЧ тең. Мұндағы, К — газ константасы, ал N — Авогадро саны (6.02* 1023), яғни бір мольдегі молекулалар саны.