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7.1: 什么是代谢?
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7.1: 什么是代谢?

代谢代表细胞中所有的化学活动,包括生成分子(合成代谢)和分解分子(分解代谢)的反应。合成代谢反应需要能量,而分解代谢反应提供能量。因此,新陈代谢描述了细胞如何通过各种化学反应转化能量,而这些化学反应往往在酶的帮助下变得更有效率。

<4>新陈代谢是生物体内发生的所有化学反应的总和

新陈代谢是细胞内能量的管理,提供三个关键功能:

将食物转化为能量以运行各种细胞过程, 产生能量来制造电池组件,以及 清除废物。

了产生能量,食物中的大分子必须通过分解代谢途径分解成更小的分子。这反过来又提供能量,通过合成代谢途径从较小的构建块构建较大的分子。换句话说,食物中的势能由储存在原子间键中的化学能组成,可以转化为动能,用于细胞反应。酶是代谢途径中必不可少的分子工具,因为它们通过减少所需的能量大大加速许多化学反应。

分解代谢途径分解分子释放能量

分解代谢是大分子出于任何目的的分解。这包括将食物分子降解成小分子,这些小分子可以用作建筑材料,这是一个释放能量并转移到ATP的过程。蛋白质消化是分解代谢的一个例子。为了让身体利用我们所吃的蛋白质,必须把它从大的蛋白质分子分解成小的多肽,然后再分解成单独的氨基酸。

分解释放的多余氨基酸,含氮氨。氨在高浓度下是有毒的,因此必须转化为生物能够处理和处置的更安全的形式。在人类中,氨与二氧化碳结合,然后在尿液中从体内排出之前转化为尿素。其他生物使用不同类型的含氮废物,如鸟类和爬行动物体内的尿酸。与尿素相比,尿酸从体内释放的水分要少得多,因此在一定条件下具有适应价值。

合成代谢途径合成复杂分子

合成代谢途径利用能量(以ATP的形式)从较小的构建块分子构建较大的分子。例如,蛋白质合成代谢包括将氨基酸串在一起形成多肽。合成的多肽然后折叠成三维蛋白质结构。多余的氨基酸可以用来制造甘油三酯并储存为脂肪,或者转化为葡萄糖并用来制造ATP。因此,合成代谢和分解代谢途径都是维持能量平衡所必需的。

另一个鲜为人知的合成代谢例子是在种子中产生缩合单宁。动物吃的种子如果其种皮含有深色的浓缩单宁,就可以防止被消化。植物通过连接花青素分子来产生单宁,使用与制造多肽相同的脱水反应。


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