تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية والبيولوجية داخل وخارج جسم الإنسان بشكل مستمر. بعضها عفوي وبعضها غير عفوي. تسمى التفاعلات العفوية على أنها تفاعلات مفرطة الطاقة بينما تسمى التفاعلات غير العفوية على أنها تفاعلات endergonic.

ردود الفعل Endergonic

هناك العديد من التفاعلات في الطبيعة التي يمكن أن تحدث فقط عندما يتم توفير طاقة كافية من البيئة المحيطة. لا يمكن أن تحدث هذه التفاعلات من تلقاء نفسها لأنها تتطلب كمية كبيرة من الطاقة لكسر الروابط الكيميائية. الطاقة الخارجية تساعد على كسر هذه الروابط. الطاقة المنبعثة من كسر الروابط تحافظ على التفاعل. في بعض الأحيان ، تكون الطاقة المنبعثة أثناء تكسير الروابط الكيميائية أقل من أن تحافظ على التفاعل. في مثل هذه الحالات ، تكون الطاقة الخارجية مطلوبة لمواصلة التفاعل. ردود الفعل هذه تسمى ردود الفعل endergonic.

في الديناميكا الحرارية الكيميائية ، تسمى هذه التفاعلات أيضًا تفاعلات غير مواتية أو غير عفوية. تكون طاقة جيبس ​​الحرة موجبة تحت درجة حرارة وضغط ثابتين مما يعني امتصاص المزيد من الطاقة بدلاً من إطلاقها.

تشمل الأمثلة على التفاعلات العصبية تخليق البروتين ومضخة الصوديوم والبوتاسيوم على غشاء الخلية والتوصيل العصبي وتقلص العضلات. تخليق البروتين هو تفاعل ابتنائي يتطلب أن تتجمع جزيئات الأحماض الأمينية الصغيرة معًا لتشكيل جزيء بروتين. يتطلب الكثير من الطاقة لتشكيل روابط الببتيد. تهتم مضخة بوتاسيوم الصوديوم الموجودة على غشاء الخلية بضخ أيونات الصوديوم وحركة أيونات البوتاسيوم ضد تدرج التركيز للسماح بإزالة استقطاب الخلايا والتوصيل العصبي. تتطلب هذه الحركة ضد تدرج التركيز الكثير من الطاقة التي تأتي من انهيار جزيء ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). وبالمثل ، يمكن أن يحدث تقلص العضلات فقط عندما تنكسر الروابط الموجودة بين ألياف الأكتين والميوسين (بروتينات العضلات) لتكوين روابط جديدة. يتطلب هذا أيضًا قدرًا هائلاً من الطاقة التي تأتي من انهيار ATP. ولهذا السبب يُعرف ATP باسم جزيء الطاقة العالمي. يعتبر التمثيل الضوئي في النباتات مثالًا آخر على تفاعل الطاقة. تحتوي الورقة على الماء والجلوكوز ، ومع ذلك لا يمكنها إنتاج طعامها إلا إذا تعرضت لأشعة الشمس. ضوء الشمس هو المصدر الخارجي للطاقة في هذه الحالة.

من أجل حدوث تفاعل ماص للحرارة مستدام ، يجب التخلص من المنتجات التي يتفاعل معها التفاعل من خلال تفاعل طارد للطاقة لاحقًا حتى يظل تركيز المنتج منخفضًا دائمًا. مثال آخر هو ذوبان الجليد الذي يتطلب حرارة كامنة للوصول إلى نقطة الانصهار. إن عملية الوصول إلى مستوى حاجز طاقة التنشيط للحالة الانتقالية هي عملية إندرجونية. بمجرد الوصول إلى المرحلة الانتقالية ، يمكن أن يستمر التفاعل لإنتاج منتجات أكثر استقرارًا.

تفاعلات مفرطة

هذه التفاعلات هي تفاعلات لا رجعة فيها تحدث بشكل عفوي في الطبيعة. يعني ذلك تلقائيًا أنك مستعد أو حريص على الحدوث مع القليل جدًا من المحفزات الخارجية. مثال على ذلك احتراق الصوديوم عند تعرضه للأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. يعد حرق السجل مثالًا آخر على التفاعلات الطاردة للطاقة. هذه التفاعلات تحرر المزيد من الحرارة وتسمى تفاعلات مواتية في مجال الديناميكا الحرارية الكيميائية. تكون طاقة جيبس ​​الحرة سالبة تحت درجة حرارة وضغط ثابتين مما يعني إطلاق المزيد من الطاقة بدلاً من امتصاصها. هذه ردود أفعال لا رجعة فيها.

التنفس الخلوي هو مثال كلاسيكي على رد الفعل المفرط. يتم إطلاق حوالي 3012 كيلو جول من الطاقة عندما يتم تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون. يتم استخدام هذا المنتج من قبل الكائنات الحية في الأنشطة الخلوية الأخرى. جميع التفاعلات التقويضية ، أي تكسير جزيء كبير إلى جزيئات أصغر هو تفاعل طارد للطاقة. على سبيل المثال – يطلق تحلل الكربوهيدرات والدهون والبروتين الطاقة للكائنات الحية للقيام بعملها.

لا تحدث بعض تفاعلات الطاقة المفرطة تلقائيًا وتتطلب مدخلًا صغيرًا من الطاقة لبدء التفاعل. هذا المدخل من الطاقة يسمى طاقة التنشيط. بمجرد تلبية متطلبات طاقة التنشيط بواسطة مصدر خارجي ، يستمر التفاعل في كسر الروابط وتشكيل روابط جديدة ويتم إطلاق الطاقة أثناء حدوث التفاعل. ينتج عن هذا ربح صافٍ في الطاقة في النظام المحيط وخسارة صافية في الطاقة من نظام التفاعل.

http://t0.gstatic.com/images؟q=tbn:ANd9GcQo0O2KAkGPkLaD6r9_u5eqPFHntE2vWdGrLi0UgkyNGkz2RIvW

http://teamtwow10.wikispaces.com/Module+5+Review

http://t0.gstatic.com/images؟q=tbn:ANd9GcSVubhgSjHgxvQVCa2tjx5udG8md7aE58ORX55oHo8syXStjJ1o6Q

http://bioserv.fiu.edu/~walterm/FallSpring/cell_transport/energy.htm

المصدر

المادة السابقةالفرق بين التهاب الوريد والتسلل
المقالة القادمةالفرق بين الصورة الحقيقية والصورة الافتراضية

ترك الرد

من فضلك ادخل تعليقك
من فضلك ادخل اسمك هنا