生物能學與代謝

新陳代謝

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一個活細胞就像一座永不打烊的小城市。食物和原料運進來,成品送出去,垃圾被清走,燈火晝夜不熄。這一切並非靠魔法:它需要源源不斷的化學活動。這些活動的總和——細胞為維持生命而進行的每一個化學反應——就叫新陳代謝。

更準確地說,新陳代謝是細胞或生物體內發生的全部化學反應的集合。這些反應被組織成一條條相連的長序列,稱為代謝途徑,其中一個反應的產物正是下一個反應的起始原料,就像流水線一樣。幾乎每一步都由一種叫酶的蛋白質來協助,酶能極大地加快反應,自己卻不被消耗掉。新陳代謝有兩個大方向:把小分子拼成大分子,以及把大分子拆開以釋放可用的能量。

新陳代謝之所以重要,是因為它正是有生命之物與一堆化學物質之間的區別。石頭不會代謝;而你每一秒都在代謝,哪怕在睡覺。這些反應說實話相當複雜,成千上萬個反應同時運行,並受到嚴格調控,好讓細胞在需要時恰好做出所需之物。本領域接下來會專門講細胞如何處理能量,因為能量正是支撐這整套運作的動力。

你吃下一個三明治後,細胞把澱粉和蛋白質拆成小塊,燒掉一部分來獲取能量,再用另一部分去構建新肌肉、修復組織——所有這些加在一起,就是正在運轉的新陳代謝。

新陳代謝是合成與分解反應的整張網絡,而非某個單一過程。

日常說話中,「新陳代謝」常指你燃燒熱量的快慢,但在生物學裡,它指細胞整張化學反應網絡——既包括分解,也包括合成。

又稱
cellular metabolism代谢代謝