大致上理解為細胞代謝。
運用能量的方式,核心概念在於將化學能轉化為可用的生命能量形式(如ATP)。
人體主要從食物中獲得能量:
碳水化合物 → 分解為葡萄糖
脂肪 → 分解為脂肪酸與甘油
蛋白質 → 分解為氨基酸
分子進一步進入細胞的代謝途徑。
能量轉化過程:細胞呼吸
細胞呼吸是人體能量轉化的核心
糖解(Glycolysis)
發生於細胞質,葡萄糖分解為丙酮酸,並產生少量ATP和NADH(能量載體)。
可在缺氧環境下運行。
克氏循環(Krebs Cycle)
丙酮酸進入線粒體,分解為二氧化碳。
同時釋放更多NADH和FADH2(能量載體)。
需氧氣。
電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)
NADH和FADH2攜帶的高能電子傳遞至線粒體膜上的蛋白質複合體。
電子流動驅動ATP合成酶,產生大量ATP。
最終,氧氣作為電子受體,生成水。
能量存儲與釋放:ATP系統
**ATP(三磷酸腺苷)**是細胞內的能量貨幣。
當ATP分解為ADP(雙磷酸腺苷)和無機磷酸時,能量被釋放。
用於: 肌肉收縮 神經信號傳遞 細胞修復與分裂
輔助途徑:
無氧代謝:在缺氧條件下(如劇烈運動),丙酮酸轉化為乳酸,產生少量ATP。
脂肪氧化:脂肪酸經β-氧化進入三羧酸循環,是長期能量供應的主要來源。
能量效率與散熱
線粒體中的能量轉化過程有約40%的效率。
剩餘能量以熱的形式釋放,用於維持體溫。
人體生物能的整體特徵
高效性:細胞呼吸產生的ATP能滿足大部分生命活動需求。
動態調節:根據活動強度和環境需求靈活調整代謝速率。
穩定性:能量儲存(如糖原和脂肪)確保長期供應,避免能量中斷。
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