
【化】 bio-oxidation
being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【医】 bio-; living being; organism
【化】 adduction
生物氧化作用(Biological Oxidation)是生物体内通过酶催化反应将有机物质分解并释放能量的代谢过程。其核心在于通过电子传递链(Electron Transport Chain)将还原性物质(如NADH、FADH₂)中的化学能转化为三磷酸腺苷(ATP),同时消耗氧气并生成水。该过程主要发生于真核生物的线粒体内膜或原核生物的细胞膜上。
生物氧化作用包含脱氢、递氢和受氢三个阶段。底物(如葡萄糖、脂肪酸)在脱氢酶作用下释放氢原子,产生的电子通过细胞色素系统传递,最终与氧结合生成水。能量通过氧化磷酸化储存在ATP中,其总反应式可表示为:
$$
text{C}6text{H}{12}text{O}_6 + 6text{O}_2 → 6text{CO}_2 + 6text{H}_2text{O} + text{能量(ATP)}
$$
此过程遵循热力学定律,能量转化效率约为34%(参考:Lehninger生物化学教材。
在生物工程中,生物氧化原理被用于污水处理(如活性污泥法)和生物燃料电池开发。医学领域则通过研究线粒体氧化功能障碍,探索神经退行性疾病的治疗策略(参考:Cell代谢疾病研究。
生物氧化作用是生物体内有机物通过一系列酶促反应逐步分解,释放能量并生成ATP的过程。其核心是通过电子传递链将储存的化学能转化为可直接利用的生物能,主要分为以下要点:
基本定义
生物氧化是细胞将糖类、脂肪、蛋白质等有机物分解为CO₂和H₂O,同时通过电子传递链释放能量并合成ATP的过程。与体外燃烧不同,它是在温和条件下由酶催化、分步骤完成的。
主要阶段
关键特点
生物学意义
为细胞代谢提供直接能源(ATP),同时中间产物为其他生物合成提供原料(如氨基酸、脂类前体)。其效率远高于无氧呼吸,是高等生物能量代谢的核心途径。
相关扩展
在缺氧条件下,生物体会通过无氧呼吸(如乳酸发酵)暂时替代,但产能效率显著降低。此外,某些微生物可利用硫、硝酸盐等替代氧气作为最终电子受体。
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