[목차][[분류:생화학]] == 개요 == {{{+1 物質代謝 metabolic process}}} 생체의 화학적 반응의 총칭. [[신진대사]]라고도 한다. == 내용 == 생물은 자신의 생명 활동을 이어가기 위해서 세포 내외부의 물질과 에너지 출입을 조절한다. 생물체는 몸 밖으로부터 섭취한 영양물질을 몸 안에서 분해하고, 합성하여 생체 성분이나 생명 활동에 쓰는 물질이나 에너지를 생성하고 필요하지 않은 물질을 몸 밖으로 내보낸다. 이렇게 세포 내의 물질과 에너지를 관리하는 것을 물질대사라고 한다. 복잡한 분자를 단순한 분자로 분해하는 과정을 이화작용경로라고 하며, 반대로 단순한 분자를 모아 복잡한 분자로 만드는 과정을 동화작용경로라 한다. == [[에너지]] == [[에너지]] 문서 참고. 에너지는 일을 할 수 있는 능력, 즉 변화를 일으킬 수 있는 능력이다. 에너지는 열에너지, 운동에너지, 위치에너지 등 다양한 형태로 존재하며, 생물의 능력에 따라 한 에너지를 다른 에너지로 바꿀 수도 있다. 생물은 보통 화학에너지의 형태로 자신의 생명 활동에 필요한 에너지를 저장한다. == [[열역학|열역학 법칙]] == [[열역학]] 문서 참고. 생물은 [[영구기관]] 같은 게 아니니, 당연히 열역학 법칙의 지배를 받는다. 따라서 생물에서 일어나는 에너지 변환에도 열역학 법칙이 적용된다. === [[열역학#s-2.2|열역학 제1법칙]] === 에너지 보존의 법칙. 식물이 광합성을 통해 포도당을 생산하지만, 식물은 태양에게서 받은 빛에너지를 화학에너지로 전환할 뿐이지 식물이 에너지 생산자인 것은 아니다. === [[열역학#s-2.3|열역학 제2법칙]] === 엔트로피 증가의 법칙. 어떤 물질대사가 자발적으로 일어나기 위해서는 우주 전체의 [[엔트로피]]가 증가되어야만 한다. == 반응의 자발성 == === 깁스 자유 에너지 변화 === 깁스 자유 에너지 변화는 어떤 화학 반응이 자발적으로 일어날 것인지 알 수 있는 함수이다. 이 함수는 다음과 같이 표현된다. > [math(\Delta G = \Delta H - T\Delta S)] [math(\Delta H)]는 반응에서 계의 엔탈피 변화를 나타내며, [math(T)]는 절대 온도를, [math(\Delta S)]는 반응에서 계의 엔트로피 변화를 나타낸다. [math(\Delta G)]는 반응의 자발성을 나타내며 [math(\Delta G<0)]이면 반응이 자발적으로 일어나며, [math(\Delta G>0)]일 때는 반응이 비자발적으로 일어난다. === 평형 === 모든 화학반응은 평형을 향해 진행된다. 어떤 때에 화학반응이 정반응 쪽으로 치우쳐져 있다면, 정반응의 속도가 느려지고 역반응의 속도가 빨라져 평형에 도달하게 된다. == [[아데노신3인산|ATP]]의 기능 == 세포가 자신의 생명 활동을 유지하기 위해 3가지의 중요한 작업을 한다 * 화학적 작업 광합성과 같이 자발적으로 발생하지 않는 흡열 반응을 일으켜 자신에게 필요한 물질을 만들어 낸다. * 수송 작업 자발적인 이동 방향을 거슬러서 물질을 막을 통해 이동시킨다. * 기계적인 작업 근육의 움직임 및 섬모의 이동과 같은 일을 수행한다. 이러한 작업에는 에너지가 필요한데, ATP는 자신이 가진 고에너지 인산기 간의 결합에 저장한 화학에너지를 방출하며 필요한 에너지를 방출한다. 특히, ATP는 분해되면서 -'''{{{#000047 47}}}''' kcal/mol이나 되는 [math(\Delta G)]를 방출하기 때문에 자발적으로 일어나지 않는 반응을 일어나게 한다.