6: 新陈代谢
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细胞过程需要稳定的能量供应。 这种能量来自哪里，以何种形式出现？ 活细胞如何获得能量，它们如何使用能量？ 本章将讨论不同形式的能量和控制能量转移的物理定律。 本章还将描述细胞如何使用能量并补充能量，以及细胞中的化学反应是如何高效进行的。
- 6.0：新陈代谢前奏
- 实际上，活生物体执行的每项任务都需要能量。 进行繁重的劳动和运动需要能量，但人类在思考时甚至在睡眠时也会消耗大量能量。 事实上，每个生物体的活细胞都在不断消耗能量。 营养素和其他分子被进口、代谢（分解），并可能合成新分子，必要时进行修改，在细胞周围运输，并可能分布到整个生物体。
- 6.1: 能量和新陈代谢
- 诸如复杂分子的生成和分解之类的细胞过程是通过逐步化学反应发生的。 其中一些化学反应是自发的并释放能量，而另一些则需要能量才能进行。 正如生物必须持续消耗食物以补充已使用的食物一样，细胞也必须不断产生更多的能量来补充不断发生的许多需要能量的化学反应所消耗的能量。
- 6.2：势能、动能、自由能和活化能
- 能量被定义为工作的能力，以不同的形式存在。 例如，电能、光能和热能都是不同类型的能量。 尽管这些都是人们可以看到或感受到的熟悉的能量类型，但还有另一种不那么明显的能量。 要了解能量流入和流出生物系统的方式，重要的是要更多地了解物理世界中存在的不同类型的能量。
- 6.3: 热力学定律
- 生物是开放系统。 能量在他们与周围环境之间交换，因为它们消耗能量储存分子，并通过工作向环境释放能量。 像物理世界中的所有事物一样，能量受物理定律的约束。 热力学定律控制着宇宙中所有系统内部和之间的能量传输。
- 6.4: ATP: 三磷酸腺苷
- 即使是 exergonic 的能量释放反应也需要少量的活化能才能继续。 但是，以内能反应为例，这种反应需要更多的能量输入，因为它们的产物比反应物具有更多的自由能。 在细胞内，为这种反应提供动力的能量来自哪里？ 答案在于一种叫做三磷酸腺苷或ATP的能量供应分子。
- 6.5: 酶
- 有助于发生化学反应的物质是催化剂，催化生化反应的特殊分子称为酶。 几乎所有的酶都是蛋白质，由氨基酸链组成，它们执行降低细胞内化学反应活化能的关键任务。 酶通过与反应物分子结合来做到这一点，并以这样的方式保持它们，使化学键破裂和键形成过程更容易发生。
缩略图：该图显示了酶中的诱导拟合模型（公共领域；LadyofHat s）。