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一、能量的性质能量在一定状态的物质中体现，其绝对值难于测定。当物质的状态确定后，能量也就确定。能量的两种形式：热：由于温差而产生的能量传递方式，常伴随着质点的无序运动。功：体系与环境间的另外一种能量交换方式。任何一种功都伴随着体系质点的有序运动。§8.1生物能学的基本概念返回第1页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第1页。

二、能量的守恒与转化1、内能与焓2、热力学第一定律:△U=Q-W内能（U）：体系内部质点能量总和。焓（H）：体系的内能与该体系压力、体积的乘积之和。其中：△U：体系内能的变化，Q：体系吸收的热量W：体系对外做功。△H=△QP恒压过程吸收的热量在数值上等于体系的焓变。生物体是恒温、恒压环境，△U≈△H，合称能量的变化。返回△U=△QV恒容过程吸收的热量在数值上等于内能的变化。§8.1生物能学的基本概念第2页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第2页。

三、热力学第二定律与熵熵（S）：表示体系能量分散程度的状态函数称为熵。热力学第二定律：自发过程是体系与环境总熵增加的过程。△S=Q/T=△S体系+△S环境≥O§8.1生物能学的基本概念返回第3页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第3页。

§8.1生物能学的基本概念自由能:自由能变化(ΔG）:ΔG=ΔH-TΔSABΔG=GB-GA自由能（G）:指在一个体系的总能量中，在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量。ΔG是衡量过程自发性的标准：ΔG0，放能，过程可自发进行，产生有用的功；ΔG0，吸能，过程不可自发进行，须供给能量才能进行；ΔG=0,过程处平衡状态。第4页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第4页。

化学反应中自由能的变化及其意义:化学反应:aA+bBcC+dD1)当反应处平衡状态时，ΔG’=0则：无论各个ΔG数值大小如何，该链式反应可以自发进行。2)当A→B→C→D若：△G=△GAB+△GBC+△GCD≤0第5页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第5页。

四、最重要的高能化合物—ATP1、ATP的分子结构特点§8.1生物能学的基本概念返回第6页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第6页。

（2）ATP水解产物具有更大的共振稳定性，其水解产物ADP3-和Pi的某些电子的能量水平远远小于ATP。（3）H+的低浓度导致ATP4-向分解方向进行。（4）酸酐键溶剂化所需能量小于磷脂键。▲总的来说：反应物的不稳定性和产物的稳定性或反应物内的静电斥力和产物的共振稳定使ATP水解释放大量能量。§8.1生物能学的基本概念第7页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第7页。

2、ATP水解释放大量自由能，其主要原因是：②ATP分子内存在相反共振现象.由于在相邻的两个磷原子之间夹着一个氧原子，氧原子上存在有未共用电子对，而磷原子因P=O和P-O-间的诱电子效应带有部分正电荷，于是在两个相邻的磷原子之间存在竞争氧原子上的未共用电子的现象，这种作用的结果会影响ATP分子的结构稳定性。（1）ATP分子结构存在不稳定因素：①ATP分子内有4个负电荷（ATP4-），产生静电斥力，促使ATP水解成ADP3-，而减弱斥力。§8.1生物能学的基本概念第8页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第8页。

①ATP是生物体通用的能量货币。②ATP是磷酸基团转移反应的中间载体。ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，但不是能量的贮存者。3、ATP在能量转化中的作用ATPADPAMPPiPi△G0’=－7.3Kcal/mol△G0’=－7.3Kcal/mol§8.1生物能学的基本概念第9页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第9页。

ATP是磷酸基团转移反应的中间载体:磷酸基团往往从磷酸基团转移势能高的物质向势能低的物质转移。磷酸基团转移势能在数值上等于其水解反应的ΔG0’。磷酸基团转移势能（kcal/mol)246810121416ATPPEP1，3-二磷酸-甘油酸6-P-葡萄糖3-P-甘油第10页/共97页生物化学PPT课件全文共97页，当前为第10页。

ATP断裂形成A