新陈代谢（生物体内有序化学变化的总称）
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更新时间：2023-05-23
新陈代谢
生物体内有序化学变化的总称
基本信息
| 中文名 | 新陈代谢 |
| 外文名 | metabolism |
| 类型 | 同化作用，异化作用 |
| 生物释义 | 不断以新物质替换旧物质的过程 |
主要分类
新陈代谢包括物质代谢与能量代谢。物质代谢是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程，能量代谢是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程，二者是相互联系、相互偶联的。例如，进食后能量摄人过多时，脂肪合成增加；而在饥饿时进行脂肪动员，释放出能量供机体使用。
(1)物质代谢
生物体内的旧物质分解和新物质的合成是同时进行的，生物体内一切物质的代谢变化统称为物质代谢，它包括合成代谢与分解代谢。合成代谢是指生物体内一切物质的合成作用，它属于同化作用的范畴，如氨基酸合成蛋白质、核苷酸合成核酸；分解代谢是指生物体内一切物质的分解作用，属于异化作用的范畴，如糖类物质经过三羧酸循环被彻底分解为二氧化碳和水。
(2)能量代谢
①能量代谢的变化
在物质交换的过程中同时伴有能量的交换称为能量代谢。机体从外界环境中摄取营养物进行合成代谢的同时也从外界摄取能量，这部分能量主要来源于营养物质所含的化学能。当这些营养物质在机体内进行分解代谢时又将化学能释放出来，以供生命活动的需要。化学能除一部分用于合成机体内其他成分外，还用于各种生命活动。但化学能不能全部转化为可做功的能，必定有一部分不可避免地以热的形式释放，成为散发热(q)。用于做功的能量称为自由能(∆F)，转变的总能量称为反应热(∆H)。根据能量守恒定律，反应热等于转变的自由能与散发热之和，即∆H=∆F+q
②基础代谢
基础代谢是指人体所有器官维持生命所需要的最低能量。即人体在清醒又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素影响时维持心跳、呼吸等基本生命活动所需的最低的能量代谢情况。为了比较不同个体的能量代谢水平，可用机体每小时每平方米体表面积散发的热量[kJ/(h·m)]，即基础代谢率来表示。基础代谢率随着性别、年龄等不同生理情况会有变动，男子的基础代谢率平均高于女子的代谢率；幼儿的基础代谢率平均高于成人的代谢率；年龄越大，基础代谢率越低。正常人的基础代谢每天约为5900~7500kJ。
a.呼吸商
营养物质在体内氧化分解时需要消耗氧，同时释放出二氧化碳，二者的比值称为呼吸商。呼吸商是一个重要的代谢概念。各种营养物质因结构不同，其物质组成不同，碳氢氧含量比例也就不同，所以呼吸商不同。糖、蛋白质和脂肪的呼吸商分别是1.0、0.8和0.7，正常人混合膳食的呼吸商平均为0.85，通过呼吸商的测定可以预判不同生理和病理状态下能量消耗的情况。
b.食物的卡价
简介
新陈代谢
功能
1、从周围环境中获得营养物质；
2、将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，即大分子的组成前体；
3、将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核酸、脂质等；
4、分解有机营养物质；
5、提供生命活动所需的一切能量。
基本类型
生物在长期的进化过程中，不断地与它所处的环境发生相互作用，逐渐在新陈代谢方式上形成了不同的类型。按照自然界中生物体同化和异化过程的不同，新陈代谢的基本类型可以分为同化作用和异化作用两种。一方面，生物有机体把从环境中摄取的物质，经一系列的化学反应转变为自身物质。这一过程称为同化作用，即物质从外界到体内，从小分子到大分子。因此，同化作用是一个吸收能量的过程，如绿色植物利用光合作用，把环境中的水和二氧化碳等物质转化为淀粉、纤维素等物质。与此相反的是异化作用，即从体内到外界环境，物质由大分子转变为小分子的过程，这是个释放能量的过程，同时把生物体不需要或不能利用的物质排出体外。
同化和异化是矛盾的两个方面，既对立又统一，它们互相制约、互相联系、互相依赖，彼此都以其对立面为存在条件。异化作用为同化作用提供能量，同化作用又为异化作用提供了物质基础。如人体的新陈代谢，在不同年龄阶段程度是不同的。幼年和青少年时期需要更多的营养物质来促进身体的生长，同化作用在这一阶段占主导地位，新陈代谢旺盛，反之，到了老年阶段，人体机能逐渐衰退，新陈代谢日趋缓慢，此时异化作用和同化作用的主次关系也发生了变化。
同化作用
自养型
绿色植物直接从外界环境摄取无机物，通过光合作用，将无机物制造成复杂的有机物，并且储存能量，来维持自身生命活动的进行，这样的新陈代谢类型属于自养型。少数种类的细菌，不能够进行光合作用，而能够利用体外环境中的某些有机物氧化时所释放出的能量来制造有机物，并且依靠这些有机物氧化分解时所释放出的能量来维持自身的生命活动，这种合成作用叫做化能合成作用。例如，硝化细菌能够将土壤中的氨（NH3）转化成亚硝酸(HNO2）和硝酸(HNO3），并且利用这个氧化过程所释放出的能量来合成有机物。总之，生物体在同化作用的过程中，能够把从外界环境中摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做自养型。
依同化作用的方式不同，可把生物分成自养型和异养型两类。人们把摄取现成有机物而生活的生物称为异养型生物；把能从环境中吸收简单无机物同化为复杂有机物的生物称为自养型生物。根据所需能源和碳源的不同，又可把生物分为四大类型。
1.光能自养型
以光为能源，以CO2或碳酸盐力主要碳源的生物称为光能自养型生物。这种生物通常具有光合色素，它们以光为能源来进行光合作用，以水或其他无机物作为供氢体，还原CO2，合成细胞物质。例如高等植物，藻类及某些具有光合色素的细菌均属于这一类型。这类生物同化CO2的方式，可用一通式概括。通式中A在高等植物和藻类中是氧，在细茵中则是硫或其他无机硫化物。高等植物在光合作用过程中，吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物质，并放出氧气。
光合作用的机理比较复杂，包括一系列的光学步骤和物质转变。可用下列简式表示：
异养型
以光为能源，以有机物为主要碳源的生物称为光能异养型主物。有些细菌具有光合色索，能进行光合作用。它们以有机物作为供氢体，同化有机物质形成自身物质，是一种不产氧的光合作用。
人和动物不能像绿色植物那样进行光合作用，也不能像硝化细菌那样进行化能合成作用，它们只能依靠摄取外界环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，这样的新陈代谢类型属于异养型。此外，营腐生或寄生生活的真菌、大多数种类的细菌，它们的新陈代谢类型也属于异养型。总之，生物体在同化作用的过程中，把从外界环境中摄取的现成的有机物转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。
化能自养型主物的能源是化学能，主要碳源是CO2这类主物能氧化某些无机物如NH3和H2S%取得化学能以还原CO2，合成有机物质。例如亚硝酸细菌能将氨氧化为亚硝酸而获得能量。氨的氧化和CO2的还原在细菌的细胞内是偶联进行的。
兼性营养型
异化作用
需氧型
绝大多数的动物和植物都需要生活在氧充足的环境中。它们在异化作用的过程中，必须不断地从外界环境中摄取氧来氧化分解体内的有机物，释放出其中的能量，以便维持自身各项生命活动的进行。这种新陈代谢类型叫做需氧型，也叫做有氧呼吸型。
厌氧型
兼性厌氧型
酵母菌是单细胞真菌，通常分布在含糖量较高和偏酸性的环境中，如蔬菜、水果的表面和菜园、果园的土壤中。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧的条件下，将糖类物质分解成二氧化碳和水；在缺氧的条件下，将糖类物质分解成二氧化碳和酒精。酵母菌在生产中的应用十分广泛，除了熟知的酿酒、发面外，还能用于生产有机酸、提取多种酶等。
同化异化
新陈代谢
人和动物吃了外界的物质（食物）以后，通过消化、吸收，把可利用的物质转化、合成自身的物质；同时把食物转化过程中释放出的能量储存起来，这就是同化作用。绿色植物利用光合作用，把从外界吸收进来的水和二氧化碳等物质转化成淀粉、纤维素等物质，并把能量储存起来，也是同化作用。异化作用是在同化作用进行的同时，生物体自身的物质不断地分解变化，并把储存的能量释放出去，供生命活动使用，同时把不需要和不能利用的物质排出体外。
各种生物的新陈代谢。在生长、发育和衰老阶段是不同的。幼婴儿、青少年正在长身体的过程中，需要更多的物质来建造自身的机体，因此新陈代谢旺盛，同化作用占主导位置。到了老年、晚年，人体机能日趋退化，新陈代谢就逐渐缓慢，同化作用与异化作用的主次关系也随之转化。
动物冬眠时，虽然不吃不喝，但是新陈代谢并未停止，只不过变得非常缓慢。
新陈代谢是生命体不断进行自我更新的过程，如果新陈代谢停止了，生命也就结束了。
吃什么食物好
洋葱
洋葱不仅具有杀菌功能，还可降低人体血脂，防止动脉硬化，可激活纤维蛋白的活性成分，能有效地防止血管内血栓的形成，对人体也有较好的降压作用。
玉米
海带
苹果
牛奶
牛奶含有较多的钙质，能抑制人体内胆固醇合成酶的活性，可减少人体内胆固醇的吸收。
甘薯
甘薯含有较多的纤维素，能吸收胃肠中较多的水分，润滑消化道，起通便作用。
能源物质
三磷酸腺苷（ATP)
ATP是生物体生命活动的直接能源物质，各种生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的，细胞的分裂、肌肉收缩等。
分子简式A-P~P~P，T表示三个，P代表高能磷酸基，“-”表示普通的磷酸键，“~”代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键。动物是由线粒体的呼吸产生植物体是由叶绿体的光合作用和呼吸作用产生。ATP在ATP水解酶的作用下远离A（腺苷）的“~”断裂，ATP水解成ADP+Pi（游离磷酸团）+能量。
ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。
主要能源物质—糖类
糖类是生物体生命活动的主要能源物质，生物体内的能量有70%是由糖类氧化分解提供的。
主要储能物质—脂肪
脂肪是生物体储存能量的重要物质，在动物的皮下、肠系膜、大网膜等处储存有大量的脂肪，一方可储存能量，同时还可以减少体内热量散失，有利于维持体温恒定。在植物体内也有脂肪，如花生油、籽油等就是从花生和油菜籽中提取的。且等质量的脂肪与糖类，脂肪完全氧化产生的能量比糖类多得多。
能量来源—太阳能
速率影响因素
新陈代谢是在无知觉情况下时刻不停的进行的体内活动，包括心脏的跳动、保持体温和呼吸。新陈代谢受下列因素影响：
年龄
一个人越年轻，新陈代谢的速度就越快。这是由于身体在生长造成的，尤其在婴幼儿时间和青少年时期速度更快。
身体表皮
身体表皮面积越大，新陈代谢就越快。两个体重相同体积不同的人，个矮的会比个高的新陈代谢慢一些。个高的人因为表皮面积大，身体散热快，所以需要加快新陈代谢的速度而产生热量。
性别
男性通常比女性的新陈代谢速度快。普遍认为这是由于男性身体里的肌组织的比例更大。肌肉组织即使在人休息的时候也在活动，而脂肪组织却不活动。
错误说法
说法1：年龄越大越低越容易变胖
真相：许多人往往随着年龄的增大，体重也慢慢增加，这通常是因为他们缺乏运动，或比以前更少时间运动，这意味着每天消耗的热量更少。其结果是，损失的肌肉质量，从而导致新陈代谢速度慢。这一现象并非不可逆转，传言通过运动来消耗热量和保持肌肉，是防止因年龄增大而变肥的好方法。
说法2：你不能改变你的新陈代谢
真相：虽然有些人一直吃很多东西，但他们看起来并没有胖起来，其中很重要的原因可能是他们选择了健康、热量相对较低的食物。其实这些“幸运”的人大多每天消耗更多的热量，只是因为他们把更多的热量消耗在办公桌边的伸展运动和与同事的交谈上了。所以如果你决定要提高你的代谢，得到更多的肌肉，就要运动起来。
说法3：冰冷的食物饮料可以让你燃烧脂肪
真相：在实验室中，喝冰饮料的人只是非常轻微的增加卡路里的消耗。但是改变太小（总计大约10卡路里每一天）,没有任何实质来促使体重减轻。
说法4：减少卡路里摄入，代谢率就会变慢
真相：这是事实，当您减少卡路里的摄入时你的代谢率会变慢，您的身体会自然地保存热量。但是，这样做减少的的热量很少，而且如果你为减肥变得更积极运动的话，可以完全忽略这些小变化。饮食和运动相结合，可以帮助身体更多地燃烧热量。
说法5：不吃晚餐，新陈代谢就会变慢
如果你不吃晚餐，你的新陈代谢就会变慢，你就会失去更多的重量。
真相：他们一段时间没吃东西，可以减少体重，那只是因为他们减少了总的热量消耗，不是因为他们早些时候摄入的热量。你消耗的所有热量在日落之前不会增加你的体重，除非你摄入的热量超过你所需要的。
注意事项
一定要吃早饭
早饭是一日三餐中与新陈代谢及减肥关系最为密切的一餐。多项研究表明，吃早饭者比不吃早饭者更容易减肥。由于人在睡眠时，新陈代谢率很低，只有到再吃饭时才能恢复上升。所以，如果忽略早餐，身体在午饭之前不可能同往常一样燃烧脂肪。这就是为什么说早餐时摄入含300-400千卡热量的饮食不失为明智之举的原因，因为早餐是新陈代谢的启动器。澳大利亚大学的研究人员将高脂早餐与高纤维碳水化合物早餐的效果进行比较后发现，凡是食用高脂餐的人，饭后饥饿的时间更快。肌体消化与吸收高纤维碳水化合物饮食的时间要比脂肪类食物长，这样才不会引起血糖水平有大的波动，从而饥饿感到来的时间会更长。因此，早饭应包含大量的高纤维碳水化合物。
多吃蛋白质
研究表明，摄取足量的蛋白质能够提高肌体的新陈代谢水平，会使人体每日多燃烧150-200千卡的热量。蛋白质主要是由氨基酸组成的，肌体消化这类食物比消化脂肪及碳水化合物更费时。所以，要将它们分解掉就需要燃烧更多的热量。当然，这并不意味着人们的饮食必须以高蛋白为主。不过，你应当保证每日摄入总热量的10%-35%来自蛋白质（如鱼、鸡肉、低脂干酪、酸奶、豆类），这样的饮食结构才算平衡。
补充铁质
铁质对于健身十分重要。如果铁质摄入量不足，肌体就不能将充足的氧气运送给细胞，从而降低了新陈代谢水平。成年人每日应补充18毫克铁质。为了达到这一目标，你既可以服用铁剂或复合维生素，也可以多吃含铁质丰富的食物，如瘦肉、鸡肉、大豆、强化谷物等。多吃“好”碳水化合物，秋季有胃病的人多吃这种菜精制碳水化合物，如面包圈、白面包等，能使胰岛素水平发生剧烈波动，这相应促进了脂肪在肌体内的存储，由此会降低肌体新陈代谢率。因而，补充碳水化合物时，应以含高纤维素者为佳，如各类蔬菜、水果及全麦谷物等，它们都属于“好”碳水化合物，这些食物对胰岛素水平影响很小。
增加吃饭次数
每日吃四五顿小餐要比3顿大餐更能保持旺盛的新陈代谢水平。两餐之间的时间要尽量保持在2~3小时之内，并且要保证每餐必须有蛋白质食物，因为它是新陈代谢的增强剂。比如，如果你早餐吃的是高纤维类谷物食品与水果，那么早餐与午餐之间的加餐就应当食用>；酸奶和水果。午餐时尽量吃100克鸡肉（或鱼）外带一份蔬菜色拉。下午加餐时可食用一支香蕉和一块低脂干酪。晚餐时要尽量少吃，可以来1份100-150克的火鸡肉、鱼或者是1份蛋白质食物，外加1份蔬菜。
戒掉酒瘾
餐前想喝一杯鸡尾酒或其他烈性酒吗？那请你在拿酒杯时要三思。有多项研究表明，餐前饮酒会使人多摄入200千卡热量。另有研究发现，肌体在发挥新陈代谢功能时，首先燃烧的是酒精中所含的热量。也就是说，其他饮食中的热量有可能作为脂肪存储于皮下。如果你的确酒瘾难耐，不妨喝一点葡萄酒，每杯葡萄酒只含有80千卡的热量，并且还含有大量的有益于健康的抗氧化物质。
不要断奶
奶制品必须天天有。2003年1月美国《营养杂志》刊载的一项研究指出：凡是每日饮（食）用3-4次牛奶、酸奶及奶酪的女性与不食用奶制品者相比，其脂肪会多减少70%以上。奶制品降脂>；减肥的原因是：奶中的钙质与其他成分相互作用，增强了肌体的新陈代谢水平，提高了肌体燃烧多余脂肪的速度。女性每日在食用奶制品的同时，另外再补充1200毫克钙质，能获得最佳燃脂效果。
不要忽视花生酱
你平时爱吃花生酱吗？为了提高身体的新陈代谢水平以及减少腰围的尺寸，从今天起就把它作为你的饮食伴侣吧，因为花生酱中含有丰富的镁元素。镁这种矿物质通过给细胞补充能量来提高新陈代谢功能。所以，要想燃脂减肥，每天应摄取320毫克镁元素。含这种物质的最佳食物有：全麦面包制作的花生酱三明治以及菠菜制作的菜肴，等等。
多吃香蕉
香蕉中含有大量的钾元素，它通过调节体液平衡以提高肌体的新陈代谢水平。如果肌体处于缺水状态，燃烧的热量就会减少。因此，每天要保证至少摄入1200毫克钾元素：一根香蕉含有450毫克，一杯牛奶含有370毫克，一个橘子含有250毫克。
常吃海鱼
经常吃鱼的人，能降低体内莱普亭（Leptin）这种激素的水平，这对降脂减肥十分有益，因为体内莱普亭的水平越高，肌体的新陈代谢率就变得越低，身体也就变得愈来愈胖。因此，要想苗条身材，每个星期应吃3-4份鱼。
喝点辣汤
研究表明，午饭或晚饭做汤或炒菜时，放一点胡椒粉，会暂时提高肌体静息状态的新陈代谢率，其原因是辣椒素会刺激肌体释放肾上腺素，由此加速新陈代谢水平，从而提高肌体燃烧热量的能力。此外，研究者还发现，辣椒能压制食欲，使人餐后不容易感觉饥饿。
常喝绿茶
绿茶不但以其抗癌的益处为人们所共知，而且还具有提高新陈代谢的作用。凡是每日饮3次茶的人，其新陈代谢率会提高4%。也就是说，每日要多消耗60千卡热量，相当于每年减掉6磅体重。这可能是由于绿茶中含有能够提高去甲肾上腺素这种化学物质水平的成分，此物质对于加速新陈代谢具有重要作用。由此可以看出，喝茶不但能防治心脏病与癌症，而且对于减肥也是作用斐然。
研究方法
体内新陈代谢的途径不止一种，而途径中的化学反应更是多且复杂，甚至很多代谢过程在微小细胞中同时进行，因此需要合适的研究方法对代谢过程进行追踪。
1.同位素示踪法
同位素是指原子序数相同而原子量不同的同种元素。当化合物分子中的原子被相同元素的同位素所取代，而取代后的分子性质没有改变时，称为“同位素标记”。同位素标记是研究体内代谢水平的常用方法，将同位素标记的化合物引进代谢体系来观察其代谢过程与结果的方法就是同位素示踪法。同位素有稳定同位素和放射性同位素两种，二者都可作为示踪原子应用于代谢研究，但放射性同位素比稳定同位素应用更为方便，使用也较为广泛。例如研究氨基酸的脱羧反应，将C标记在羧基上，只有这种定位标记的氨基酸才能在脱羧后产生CO。氚标记的胸腺嘧啶核苷(H‐TdR)和尿嘧啶核苷(H‐UR)是两种常用的示踪剂，前者能有效地结合到DNA中，后者则能掺入到RNA中，它们的辐射分解速度随放射性的增高及保存时间的延长而增加，在不同温度和不同溶液中的稳定性也不同。
2.酶抑制剂法及拮抗剂法
此法常用于体外代谢研究。基本上所有代谢反应都是酶促反应，因此可以通过使用某种酶的抑制剂或抗代谢物阻断中间代谢的某一环节，根据反应被抑制的结果，推测某物质在体内的代谢情况。例如，糖酵解过程中，碘乙酸专一抑制磷酸丙糖脱氢酶的活性，导致磷酸丙糖在肌肉中大量堆积，说明磷酸丙糖的代谢受到碘乙酸的抑制。
3.器官水平的代谢研究
切除某种动物的器官后给予某种物质，观察其代谢改变，可推知该器官的代谢功能。如在对排尿动物的尿素合成部位进行研究时，切除动物的肝脏后发现动物血液中氨基酸水平和血氨水平均升高，而尿中尿素含量下降，动物存活期很短，但切除动物的肾脏却无此现象，说明肝脏与尿素的合成有关。
4.使用亚细胞成分
运用超离心、差速离心或密度梯度离心等离心技术将细胞内的各种细胞器，如细胞核、核糖体、微粒体、线粒体等进行分离，再使用其他方法来研究亚细胞成分的代谢特点与各种代谢过程在细胞内进行的部位。比如，利用该方法我们得知脂类物质的分解代谢是在线粒体中进行，脂肪酸的合成是在胞浆中进行，核糖体是合成蛋白质的主要场所等。
5.利用正常机体的方法
向动物体内灌注、饲喂或注射大量某种代谢物，然后分析血液、组织或排泄物中的中间产物或终产物，可以帮助我们获得物质在体内代谢的信息。比如给予实验动物不同碳原子数的脂肪酸后，分析其排泄物成分，发现奇数碳的脂肪酸与偶数碳的脂肪酸代谢产物不同，也是脂肪酸β‐氧化提出的基础。
加速方法
(1)喝水。水是人体燃烧热量的必备物质，没有水就会降低人体的新陈代谢水平。每天饮用1.5L的水可以多燃烧近50cal（1cal=4.186J）的热量。
(2)早餐。早起的时候恰好是新陈代谢改变的时段。经常吃早餐的人，通常会比较精力充沛，不容易长赘肉。
参考资料
[1]
国学大师_国学网_汉字宝典_诗词宝典_国学经典&古典文学_古今图书集成&四库全书电子版&永乐大典 · 国学大师_国学网[引用日期2020-09-02]
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