3.10: 有机分子的氧化和还原

细胞内的能量产生涉及许多协调的化学途径。这些途径大多是同时发生的氧化和还原反应的组合。氧化反应从化合物中的原子中剥离电子，将该电子添加到另一种化合物中是还原反应。因为氧化和还原通常一起发生，所以这对反应称为氧化还原反应。

从分子中去除电子，导致氧化化合物中的势能降低。然而，电子（有时作为氢原子的一部分）在细胞的细胞质中不会保持未键合状态。相反，电子被转移到第二种化合物，从而减少第二种化合物。电子从一种化合物转移到另一种化合物会消除第一种化合物（氧化化合物）的一些势能，并增加第二种化合物（还原化合物）的势能。分子之间的电子转移很重要，因为储存在原子中并用于燃料电池功能的大部分能量都以高能电子的形式存在。以高能电子形式转移能量，使电池能够以增量方式转移和使用能量——以小封装形式转移和使用能量，而不是以单一的破坏性爆发形式转移和使用能量。

在生命系统中，一小类化合物起着电子穿梭的作用:它们在生化途径中的化合物之间结合并携带高能电子。我们将考虑的主要电子载体来源于 B 族维生素，是核苷酸的衍生物。这些化合物很容易被还原（即它们接受电子）或被氧化（它们失去电子）。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD） 来源于维生素 B3，烟酸。NAD⁺ 是分子的氧化形式;NADH 是分子接受两个电子和一个质子（它们加起来相当于一个氢原子和一个额外电子）后的还原形式。

本文改编自 Openstax， 生物学 2e， 第 7.1 节 生命系统中的能量