
【化】 bioenergetics
【医】 biotic energy
mechanics
【化】 mechanics
【医】 mechanics
生物能力学(Bioenergetics)是生物学与能量学交叉形成的学科,主要研究生物体内能量的产生、转化、储存与利用机制。其核心关注点包括:
能量代谢基础
研究生物体(细胞、器官或个体)如何通过生化反应(如糖酵解、三羧酸循环)将营养物质(葡萄糖、脂肪等)转化为可用能量(ATP),驱动生命活动。
来源:中国科学院《生物化学与分子生物学名词》第二版
跨膜能量转换
分析线粒体电子传递链中质子梯度的建立与ATP合成酶的作用机制(化学渗透假说),阐明能量从氧化反应向ATP储存的转化过程。
来源:高等教育出版社《生物化学》王镜岩版
能量平衡与调控
揭示生物体通过激素(如胰岛素、胰高血糖素)和信号通路(AMPK/mTOR)动态调节能量收支,维持代谢稳态。
来源:NCBI(美国生物技术信息中心)PubMed Central文献库
病理状态的能量紊乱
探究癌症细胞(Warburg效应)、肥胖症及神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中线粒体功能障碍与能量代谢异常的联系。
来源:Nature Reviews Molecular Cell Biology
生物能力学的核心反应可简化为:
$$
text{葡萄糖} + 6O_2 + 36ADP + 36P_i rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 36ATP
$$
来源:Lehninger生物化学原理
生物能力学(也称为生物力能学)是生物物理学的重要分支学科,主要研究生命活动中的能量形式转换、数量变化及其相关规律。以下是其核心内容的综合解释:
生物能力学聚焦于生命过程中能量的吸收、储存、转移、转化和利用。例如,视觉形成时,光能转化为电能以传递信号;细胞呼吸中,有机物化学能转化为ATP中的可利用能量。
生物能力学为理解代谢疾病、光合作用机制、神经信号传导等提供理论支持,同时指导医学中辐射治疗的安全性评估。
强调能量转化的效率与平衡,例如ATP合成与分解的动态关系,以及能量守恒定律在生命系统中的体现。
如需进一步了解具体案例或历史发展,可参考生物物理学相关文献或权威教材。
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