异化作用

异化作用

异化作用（Catabolism）是生物新陈代谢的两大基本代谢过程之一，指生物体将复杂有机物分解为简单物质，并释放能量的过程。与同化作用（合成代谢）相反，异化作用通过分解反应为生命活动提供能量和原料。

根据是否需要氧气参与，分为两类：

1. 有氧呼吸

   • 场所：真核生物在线粒体中进行，原核生物在细胞膜。

   • 过程：葡萄糖等有机物彻底氧化分解为CO₂和H₂O，释放大量能量（ATP）。

   • 反应式：C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量（约30-32 ATP）。

2. 无氧呼吸（发酵）

   • 场所：细胞质基质。

   • 过程：有机物不完全分解，产生乳酸、酒精等副产物，释放少量能量（2 ATP）。

   • 示例：酵母菌产酒精、人体剧烈运动时肌肉细胞产乳酸。

1. 能量供应：分解有机物释放的ATP用于生命活动（如运动、神经传导）。

2. 物质循环：将大分子转化为小分子（如氨基酸→NH₃），供同化作用再利用。

3. 维持内稳态：清除老化或受损的细胞成分（如溶酶体分解衰老细胞器）。

1. 人体代谢：

   • 饥饿时，脂肪分解为甘油和脂肪酸供能。

   • 蛋白质分解为氨基酸后脱氨，含氮部分转化为尿素排出。

2. 工业生产：

   • 酿酒利用酵母菌无氧呼吸产生乙醇。

   • 堆肥依赖微生物分解有机物生成肥料。

异化与同化是对立统一的过程：

• 对立：分解 vs 合成；释放能量 vs 消耗能量。

• 统一：异化提供的能量和原料推动同化，同化产物为异化提供底物。

异化作用异常可能导致代谢紊乱，例如：

• 糖尿病：葡萄糖分解障碍，机体转而分解脂肪产生酮体，严重时引发酮症酸中毒。

• 横纹肌溶解症：肌肉细胞过度分解，释放肌红蛋白损伤肾脏。