Lý sinh học phần 3 ppsx

sống (kí hiệu là

dt

dSC ) và sự thay đổi entropi của môi trường (kí hiệu là

dt

dSm ) như thế

nào? Entropi là một hàm trạng thái và có tính chất cộng tính (tức là entropi của hệ bằng

tổng entropi của các thành phần nằm trong hệ) nên sự thay đổi entropi của hệ sẽ được xác

định theo công thức:

dt

dS

dt

dS

dt

dS C m += (1.20)

Thành phần

dt

dSC = 0 khi các quá trình diễn ra trong cơ thể sống đều là quá trình thuận

nghịch. Song trên thực tế phần lớn các quá trình diễn ra ở cơ thể sống là những quá trình

bất thuận nghịch, do vậy dt

dSC >0

Thành phần

dt

dSm = 0 khi giữa cơ thể sống và môi trường không xảy ra quá trình trao đổi

vật chất và năng lượng. Điều này không xảy ra vì trái với thực tế. Quá trình trao đổi vật

chất và năng lượng giữa cơ thể sống với môi trường là quá trình bất thuận nghịch (nhất là

quá trình trao đổi nhiệt) do vậy dt

dSm >0. Như vậy, khi dt

dSC >0 và

dt

dSm >0 thì

dt

dS >0.

Điều này là phù hợp với định luật II nhiệt động học.

Trong cơ thể sống xảy ra trường hợp khi quá trình đồng hóa diễn ra với cường độ mạnh

hơn so với quá trình dị hóa thì

dt

dSC <0. Trường hợp này gặp ở quá trình quang hợp của

thực vật, khi đó có

dt

dSC <0. Bù lại, quá trình trao đổi chất giữa thực vật với môi trường

nước, không khí và nhất là sự hấp thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời đã làm tăng

entropi của môi trường lên rất cao nhất là ở trung tâm mặt trời đã xảy ra các phản ứng hạt

nhân để giải phóng năng lượng ánh sáng chiếu xuống trái đất. Các phản ứng hạt nhân bao

giờ cũng có entropi vô cùng lớn. Do vậy, giá trị dt

dSm sẽ lớn hơn không rất nhiều nên sự

thay đổi entropi của hệ là

dt

dS

vẫn lớn hơn không, phù hợp với định luật II nhiệt động

học.

Tóm lại khi áp dụng định luật II nhiệt động học vào hệ thống sống thì ta không nên tách

rời cơ thể sống ra khỏi môi trường sống mà phải xem cơ thể sống và môi trường sống là

cùng nằm trong một hệ.

Về mối liên quan giữa entropi và độ trật tự cấu trúc của cơ thể sống, Schrodinger cho

rằng: "Sự sống là sự hấp thụ entropi âm". Giải thích quan điểm này, theo tác giả là cơ thể

sống luôn luôn duy trì độ trật tự cao của mình bằng cách hấp thụ chất dinh dưỡng có độ

trật tự cao như protit, Gluxit, Lipit qua thức ăn. Thực ra, khi tiêu thụ chất dinh dưỡng, cơ

thể sống không sử dụng chúng như một nguồn trật tự (để nguyên và dùng làm nguyên

liệu để xây dựng nên cơ thể sống) mà chất dinh dưỡng sau khi hấp thụ được phân giải

thành chất để tế bào có thể hấp thu được. Chẳng hạn Protein của thịt gà có độ trật tự cao

(tức entropi thấp) khi được cơ thể hấp thụ nó sẽ bị phân giải thành các axit amin nên có