termodinamik-2

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.
Çevre
sistem
Evren


Sistem; termodinamikte, fiziksel ve
kimyasal
olayların
gerçekleĢmekte
olduğu belirli sınırlar içindeki madde
topluluğuna denir.
Çevre; sistemin durumu üzerine etki
yapabilen,sistemle
temas
halinde
bulunan ve sistemi çevreleyen ortamdır.
Sistemler;

YalıtılmıĢ sistem; hacim, kütle ve enerji
değiĢmez
madde
Çevre
enerji
Sistemler;

Kapalı sistem; Çevre ile yalnızca enerji
alıĢ-veriĢi yapar
madde
Çevre
enerji
Sistemler;

Açık sistem; madde ve enerji alıĢ-veriĢi
yapabilirler.
madde
enerji
Çevre
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
(00C)

Su
(00C)
DönüĢümsüz süreç
Canlının 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.
C
Ģeklindedir.
Q
m T
Cv
T
m
m
Isı
Yalıtım
Sabit hacimde ısı kapasitesi
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;
Q
E
mC v T

Sistem elemanlarının sahip olduğu
kinetik enerjinin toplamı Ġç Enerji olarak
adlandırılır.(E)
Cp
T
m
Isı
m
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:
Q
E
P V
mC p T
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



W
E
Q, sistem sınırlarından net ısı geçiĢini;
W, değiĢik biçimleri kapsayan net iĢi;
E, sistemdeki toplam enerji değiĢimini ifade
eder.
Termodinamiğin birinci yasası deneysel
gözlemlere dayanarak, enerjinin var
veya yok edilemeyeceğini, ancak bir
biçimden diğerine dönüĢebileceğini
vurgular.
Q
E
W
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.
Q
E W
Biyokimyasal reaksiyonlarda (P sbt)
W=P. V
V= V2 – V1
Q= E + P. V
H=E+P.V(entalpi)
ENTALPĠ
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.
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
Bomba Kalorimetresi-2
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.
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

H>0
sistem ısı kaybeder(ekzotermik reak.)
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.
Entropi
Entropi değiĢimi enerji boyutuna sahiptir
S, entropideki değiĢme miktarı,
Q; ısı enerjisindeki değiĢme,
T; mutlak sıcaklık
S
Q
T



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
Entropi değiĢimi sürecin niteliği hakkında
bilgi verir.

S = 0 dönüĢümlü,

S> 0 dönüĢümsüz,

S <0 olanaksız.
SERBEST ENERJĠ
Q
Q
p v
Termodinamiğin 1. yasası
T S
Termodinamiğin 2. yasası
p v T S
p v T S 0
T S
G
SERBEST ENERJĠ-(Gibbs Enerjisi)
SERBEST ENERJĠ
•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 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 dirkabul 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.
Serbest Enerji ve Denge Katsayısı
A
A
B
B
K
B
A
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.

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)
BĠYOENERJETĠK
Canlı sistemde; enerji iletilmelerini, enerji
akımlarını ve enerjinin oluĢturduğu
süreçleri inceleyen bilim dalına
biyoenerjetik adı verilir.
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.
FOTOSENTEZĠN TERMODĠNAMĠK ÖZELLĠKLERĠ
Fotosentez‟de enerji güneĢten elde edilir ve enerji glikoza yüklenir.
6CO2
6H 2O
C6 H 12O6
6O2
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.
Solunum
C6 H 12O6
6O2
6CO2
G=-686 kcal/mol
H= -673 kcal/mol
S=+43,6 kcal/mol
6H 2O
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
reaksiyonlar
Canlı 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 fosfat
grubu(-) yüklüdür. ATP 4(-) yüke
sahiptir. Bu nedenle canlı hücrede
anyon Ģeklinde çok az bulunur ve
genel 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.
G



n.F.
E0- Elektron taĢıyıcıları arasındaki redoks pot
n- aktarılan elektron sayısı
F- Faraday katsayısı
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 iç
membran
partikülleri
olarak adlandırılırlar ve
mitokondri iç zarının iç
yüzeyine bağlanmıĢlardır.
Mitokondri
matriksine
doğru
uzanan
küreler
Ģeklinde görülürler.

Elektron taĢıyıcılar ;
NAD, FAD , sitokromlar, kinonlar ve flavoproteinlerdir..
NAD, FAD , kinonlar Hem elektron, hem proton (H+) taĢırlar
Sitokromlar

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 olarak
1- 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.
S↑
E
G
Pasif iletimin oluĢması

Bölmeler arasında bir yoğunluk farkının oluĢumuna
yol açacak bir iletim
S
E↑
G↑
Aktif iletim