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プログラミング、3DCGとその他いろいろについて

ブドウ糖の復習

ブドウ糖の復習をします。ブドウ糖はエネルギーたっぷりですが、燃やすと水と二酸化炭素になりエネルギーはなくなってしまいます。生き物はこのエネルギーの変化を利用して動いています。


ブドウ糖のエネルギー

私たちは甘いものが好きですが、それは甘いものにはエネルギーがたくさんあり、脳を動かすことができるからです。ブドウ糖を燃やすとエネルギーが開放され、生きるのに利用することができます。燃えカスの水と二酸化炭素にはあまりエネルギーがありません。次の図はエネルギーの模式図です:

なお、各分子の対応は次のようになっています(各画像はWikipediaからもってきました):

最初の画像を見て下さい。中央に山があり、左右に化学物質の載った凹みがあります。左の凹みはブドウ糖と酸素で、右の凹みはそれらを燃やしてできる水と二酸化炭素です。左の凹みより右の凹みのほうが低いので、状態が左から右に変化すると、(川を流れを利用して動く水車のように)差分のエネルギーを利用できるのです。

山をこえる

注意してほしいのは、2つの凹みの間に山があり、左から右に行くには一度山を乗り越える必要があるという点です。これは外部からエネルギーを与えなければいけないということで、たとえば火をつけるとその熱エネルギーで山を超えることができます。紙はほっといても燃えないのに一度火をつけると勝手に燃え広がるのは、火には山を乗り越えさせる力があるからです。紙のある一点が山を超えるとその近くでも熱で山を超えやすくなり、山を超える連鎖反応が起こるのです。

生物の場合は火をつけるというよりは、山を低くして自然に乗り越えやすくするという戦略が多く取られるようです。触媒とか酵素と呼ばれるやつがそれで、酵素があると、山は低くなり、反応が進みやすくなります。洗濯物の汚れを酵素のチカラで落とすとかいうCMは、山を低くして汚れが勝手に水に溶けやすくするのを助けると言っているのです。

植物

私たちは左から右へ移動する反応を行っていますが、植物の光合成の場合は逆に、右から左へ反応を行っています。バラバラの分子をあつめて、1つの大きなブドウ糖分子を組み立てるのです。一見エネルギーが勝手に増えているかのようですが、実際には太陽のエネルギーを使ってこの反応をしているので、永久機関なわけではありません。わたしたちが甘いものを食べるとき、実際には太陽のエネルギーを取り入れているのです。植物が光合成をおこわなければ私たちは生きていけないでしょう。

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