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分子秩序:孩子,你身体中的一万亿个外婆

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:“当然啦,小星星,你的身体里有许许多多袖珍的分子机器在工作,努力维护着一整套秩序,说个最简单的,氧气和食物里的有机物经过呼吸和消化系统的处理,会变成二氧化碳和水,植物的叶绿素吸收消化了它们,再次转化为氧分子,被你吸入,这种循环就是生命秩序中的一道工序。那一台台小机器就藏在你的身体里。你可以这样想,这种秩序一直在给‘熵’做减法呢,它让我们不要那么快地到达‘最大值的熵’,也就是死亡。”

分子秩序:孩子,你身体中的一万亿个外婆

钢笔小姐插上车钥匙,这台老爷车又呜咽起来。“问号先生去哪儿了?”星星靠在后排的座椅上。“他会留在这里。”钢笔小姐踩下了油门。

“什么熵啦,熵增啦,熵减啦,这些词儿可真不好记。”星星望向窗外。雾气又来了,为一切蒙上面纱。“我还是想知道,拥有什么特征的东西,才算是有生命的呢?为什么说,外婆的生命是很了不起的呢?她总说自己是平凡的。每个人的家里都有那样一位外婆。”

“每个人的外婆都是了不起的,小星星。原子是无序的,它们永远都在漫无目的地乱飞,对不对?‘熵’就用来表示这种无序。一个东西是不是生命,就看这个东西能不能创造出‘秩序’来对抗这种‘无序’了。”

“生命能做到吗?”

“当然啦,小星星,你的身体里有许许多多袖珍的分子机器在工作,努力维护着一整套秩序,说个最简单的,氧气和食物里的有机物经过呼吸和消化系统的处理,会变成二氧化碳和水,植物的叶绿素吸收消化了它们,再次转化为氧分子,被你吸入,这种循环就是生命秩序中的一道工序。那一台台小机器就藏在你的身体里。你可以这样想,这种秩序一直在给‘熵’做减法呢,它让我们不要那么快地到达‘最大值的熵’,也就是死亡。”

车头缓缓上抬,在大雾茫茫中踽踽而行。

“所以,生命就是一种‘秩序’,我可以这么说吗?”一片雾气在星星面前墨迹一般渲染开来。

“没有错,你又长大了一点。”

“那么,为什么说这种秩序是很了不起的呢?”

“因为整个宇宙的趋势会变得越来越无序,生命却是唯一可以站出来对抗的力量呀!就在你呼吸一次的刹那间,无数台分子机器已经完成了它们的使命。我可以随便说出几个例子,小星星,你可以看看,外婆能够活过、你现在活着都是多么不容易的事情,分子组成的机器是如何勤勤恳恳为你们卖命的。”

“快说,快说!”星星前倾身体,紧紧抱住驾驶座的靠背。

“要不就来说说‘ATP合成酶’吧?可能现在你还不认识它,没关系,你只要知道它可以帮忙合成生命需要的一种叫ATP的物质就好了。”

“ATP是什么样的物质呢?”

“它们是负责在细胞内传递能量的东西,可以说成是生命的‘电池’,你可少不了它们。你的所有细胞加起来有37兆个,要知道,1兆可是1亿的1万倍啊,1个细胞里就有大约10亿个ATP分子。不出2分钟,这些ATP分子就会拆下自己的支柱和拱壁,以此谢幕并宣告死亡。每天需要合成与消耗的ATP的重量达到了体重的一半还多……”

“啊,这么多ATP要从哪儿来呢?”(www.xing528.com)

“所以呀,身体最需要的就是一个效率很高的ATP合成工厂了。这个工厂就叫ATP合成酶。来,我们一起看看ATP被合成出来的过程到底有多神奇吧。”车还在费劲地挺进,钢笔小姐微微调整着方向盘,“假设现在你正在品尝一块马卡龙蛋糕……”

“这是外婆的最爱!”星星喊道。

“好,小星星,外婆美滋滋地将一块蛋糕吞了下去,和其他所有食物一样,蛋糕也是由碳、氢、氧这些基本原子组成的。其中,氢原子的质量是很轻很轻的,只有一颗电子在围绕它的原子核转动,经过了消化和代谢,氢原子很快失去了这颗孤零零的电子,变成了带电的小东西,我们说,氢原子变成‘氢离子’。离子就是带了电的原子。”

星星点了点头。

“很好,小星星,你就将这股氢离子想成‘电流’一样的东西吧,这时,电流穿过了细胞膜……”引擎剧烈震动了下,像打了个“喷嚏”,星星被弹了起来。“这路还真难走。”钢笔小姐又转动了一下方向盘,“有了电能的驱动,ATP合成酶就会不自觉地转动起来啦。每转一圈,这台机器就可以生产出3个ATP。”

星星拍着椅背,说道:“原来我们身体里藏着大风车!”

ATP合成酶示意图

“准确来说,是个小风车。有多小呢?针尖的二十万分之一那么大。它每分钟可以旋转60次。你身体里那些重要的‘电池’,就这样被自动制造出来了。”

汽车碾过了崎岖的路面,星星知道,她们正在往山上开。钢笔小姐轻轻地摇晃着被一顶渔夫帽遮盖的后脑勺,说道:“这样天然的分子小机器还有很多,比如一种叫‘驱动蛋白’的物质也是一台构造精密的机器,它们背负着囊泡之类的‘货物’,如同细胞里的搬运工,伸出两只脚丫,一步步行走在细胞的微管上。”

“可是谁在控制这些搬运工呢?它们在听谁的指挥呢?”星星嘟起嘴。

“你的呼吸,你的心跳,都是分子机器的指挥家。每当你呼出一口气,吸进一口气,都在按下机器的开关,提醒它们不要懈怠。”

星星舒展开眉头,道:“原来这么小的一件事还有这么大的作用……”

“你身体里的千军万马都是被新陈代谢组织起来的,几亿年,甚至几十亿年的演化都没能摧毁这种秩序。”

一丝灰雾从车窗悄声翻入,在星星的脸上融化成水滴。她忽然意识到,就在那短短的一秒钟,在自己的身体里,很多事已经发生了;而在外婆拥有过的时间里,这样的瞬间经历了几千万次。

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