所有生物進(jìn)行生命活動(dòng)都需要能量,因此,能量代謝成了新陳代謝中的核心問(wèn)題。
自然界中的能量以多種形式存在,但生物只能利用光能或化學(xué)能,而光能也必須在一定的生物體(光合生物)內轉化成化學(xué)能后,才能被生物利用。
一個(gè)化學(xué)反應只有在一定條件下,當有能量放出時(shí)才能自由地進(jìn)行,即自由能的變化為負值時(shí),反應才能進(jìn)行,這種反應稱(chēng)為放能反應;如果產(chǎn)物的自由能大于反應物的自由能時(shí),必須供給能量才能進(jìn)行反應,稱(chēng)為吸能反應。
在生物體內,吸能反應所需要的能量是由放能反應來(lái)供給的,兩者是偶聯(lián)進(jìn)行的。其中的能量載體主要是ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸(簡(jiǎn)稱(chēng)腺三磷)的縮寫(xiě), ATP的生成和利用是微生物能量代謝的核心。在生物體內,ATP主要由ADP的磷酸化生成。生成ATP的過(guò)程需要供應能量,能量來(lái)自光能或化能。
以光能生成ATP的過(guò)程稱(chēng)為光合磷酸化作用,這種轉變需要光和色素作媒介。
利用化合物氧化過(guò)程中釋放的能量進(jìn)行磷酸化生成ATP的過(guò)程稱(chēng)為氧化磷酸化作用,它為一切生物所共有,微生物的氧化作用可根據最終電子受體的性質(zhì)不同而分為:呼吸作用、無(wú)氧呼吸作用和發(fā)酵作用。
ATP主要用于供應合成細胞物質(zhì)(包括貯藏物質(zhì))所需的能量。此外,細胞對營(yíng)養物質(zhì)的吸收,鞭毛菌的運動(dòng),發(fā)光細菌的發(fā)光等所消耗的能量也要由ATP供給。組成細胞的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)、核酸、類(lèi)脂和多糖,合成這些物質(zhì)都需要ATP。
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