選項拆解
-A:蛋白質本身亂度(entropy)一定減少。正確。蛋白質從無序的變性狀態折疊成高度有序的三級結構,其自身的亂度必然減少。
-B:錯誤。蛋白質折疊過程通常是放熱反應 (ΔH < 0),但並非「一定」。有些折疊過程可能是吸熱的,只要總亂度增加或 TΔS 項足夠大,自由能仍可減少,使反應自發進行。
-C:反應過程的自由能(free energy)一定減少。正確。自發性過程的熱力學判斷標準就是吉布斯自由能 (ΔG) 減少 (ΔG < 0)。
-D:總亂度(蛋白質本身和環境)一定增加。正確。根據熱力學第二定律,任何自發性過程的總亂度 (包括系統和環境) 必須增加。
核心知識
-蛋白質自發性折疊 (spontaneous refolding) 回其活性三級結構是一個自發性過程。
-根據熱力學第二定律,任何自發性過程的總亂度 (total entropy, ΔS_total) 必須增加 (ΔS_total > 0)。
-根據吉布斯自由能 (Gibbs free energy) 方程式:ΔG = ΔH - TΔS。對於一個在恆溫恆壓下自發進行的過程,吉布斯自由能必須減少 (ΔG < 0)。
-蛋白質從變性狀態折疊成有序的三級結構,其自身的亂度 (entropy of the protein, ΔS_protein) 會減少。
-蛋白質折疊的焓變 (ΔH) 通常是負值 (放熱反應),但這並非「一定」是放熱反應,有些折疊過程可能是吸熱的,只要 TΔS 項足夠大,使 ΔG 仍為負值即可。
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