Lecture 4: 生命的化學工業：化學反應與酵素
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● 化學反應的方向和難易度是由甚麼決定的？
生物與非生物間的不同，在於生物得以吸收能量，並將能量利用於自身結構的維持與更新。能量的轉換即是一連串連鎖的化學反應，而化學反應有方向性 也有發生難易度的差別，是甚麼決定了化學反應的方向，決定了反應自發性產生的容易度？
● 不是能量的自由能
自由能是個弔詭的名詞，從原文Gibbs free energy而來的翻譯，容易讓人誤會自由能是「能量」，然而自由能卻不是。倘若自由能是能量，勢必要遵守熱力學第一定律，也就是能量守恆，那麼我們常用來判斷化學反應自 發進行與否的自由能變化量(ΔG)，能量「變化」到哪裡去了？實際上能量並沒有變化，沒有不同形式的轉換，因為自由能不是能量，而是個被人類思維 建構出來的，用來表達化學反應狀態的函數。
● 為什麼需要酵素？
回到生物體內的情況。生物的能量運用受限於體內環境限制，這些化學反應無法像在實驗桌上般，利用升溫或是加壓的方式，促使反應物越過活化能變成 產物，此時催化劑（酵素）的參與就變得無比重要。
● 酵素作用的生物模型
沒有酵素參與的時候，若要把化學鍵打斷，需要先施予能量讓反應物越過活化能，鍵打斷後再釋出能量。又了酵素參與又是甚麼情況？已知大部分酵素是 蛋白質，過去認為酵素會像鎖與鑰匙般與反應物完美結合，然後把鍵打斷，但現在卻發現不完全是如此，酵素還有更有效率的運作方式… …