深圳航空电子行程单:什么是自由能??

生物是开放的系统，不断消耗能量、转化能量和摄入能量。一切物理及化学过程均趋向平衡，由有序状态趋向无序状态。一个系统一旦达到平衡，它内部的能量呈最大的无序状态。无序的能量称为熵，不再用于作功；用于作功的总能量成分即有用能，称为自由能。宇宙整体的熵由于退降过程而增大，趋向最小自由能或最大熵状态。生物是这一过程的受惠者。绿色植物或某些细菌通过光合作用或化学能的利用，从无序中继续建立有序，维持高度的自由能状态。动物和微生物利用低级形式的能，即食物的有机分子的化学能，维持同样高度的自由能状态，但能量利用率低，明显增大环境中的熵。生命现象基本上是能量转换和能量消耗的过程，只有在提供各种所需能量的情况下，生命才能够继续存在。
生物的这种特性是由于细胞的特性决定的。这是因为细胞是一个开放的系统。不但单细胞生物还是多细胞生物，其存在都必须要求能量获取，能量利用和能量释放，这过程也可以称为能量代谢。生命一旦发生，就获得了控制周围环境的手段，在某种意义上支配外界能源为其自身使用。正是因为要增强能量获取和能量利用的能力，细胞才会积聚在一起，有所分工，形成复杂的多细胞生物，人类正是细胞有效集结的最高体现。在漫长的进化过程中，在存在需求和发展需求以及生存竞争和环境的共同作用下，生命（细胞）通过某种方式获得特定类型的结构。生命系统的能量支配不是随意的，而是由细胞特殊部分的编码信息所指导的。支配能量的结构和方式的演变，构成了生物进化的过程。

答：
生物自由能变化是判断一个化学反应能否发生的指标。如果一个反应的自由能变化是负值，这个反应能自发发生；反之，就不能发生。代谢中有些反应在能量上是不利的，单独地看似乎不能发生。但代谢的反应是偶联反应，如果第一个反应的自由能变化是正值，但与它偶联的下一个反应的自由能变化是负值，而且两个反应的自由能变化相加还是负值，则第一个反应还是能够发生。这就像一位精明的商人，赔本的生意他是不做的。但是，第一笔赔本的交易如果能为他带来取得更大盈利的第二笔交易，这生意他是一定要做的。
生物体需要不断摄取自由能，以满足三项需求：(1)肌肉收缩和别的细胞运动作机械功；(2)分子和离子的活性运输；(3)从简单的前体化合物合成大分子和其他复杂分子。这些生命活动需要一种通用的自由能载体，作为能量“通货”，这就是ATP。ATP是腺苷三磷酸的英文名字的缩写，它由腺嘌呤、核糖和三磷酸三个部分构成。它的结构可以用图1来表示。为了简明起见，其中与碳原子直接相连的氢原子没有画出。