生物化学能

基础的过渡性价值用以推动生命过程所需要的动力源

生物化学能是一种最基础的过渡性价值，它是人类或生物机体在进行新陈代谢过程中，通过吸收食物中的无机化学能或有机化学能，并在其体内所形成的、用以推动生命过程所需要的动力源。人类所有的高层次使用价值（代谢性价值、生理性价值、个体性价值、社会性价值）和过渡性价值（生物化学能、生理潜能、劳动潜能、劳动价值）都是建立在生物化学能的基础之上，并且都可以辩证地还原为生物化学能。

定义

动物的食物中通常蕴含多种形式的化学能，但是，并不是食物中所蕴含的所有化学能都能够被动物所吸收和利用，生物化学能是指能够被动物所充分吸收和有效利用的那部分有机物化学能。

生物化学能：生物机体在进行新陈代谢过程中，通过吸收食物中的无机化学能（包括无机化学能与光能）或有机化学能，并在其体内所形成的、用以推动生命过程所需要的动力源，就是生物化学能。

原核生物的生物化学能是由外界的无机能（包括无机化学能与光能）经过有序化转化而产生的，由于它基本上总是处于瞬间形成、又瞬间消失的状态，因此生物化学能是一种最基础的过渡性价值，生物的所有食物都必须转化为有效的生物化学能才能真正体现出它的价值。人类所有的高层次价值（包括使用价值与过渡性价值）都是建立在生物化学能的基础之上，并且都可以辩证地还原为生物化学能。

载体

生物化学能的主要载体是三磷酸腺苷（即ATP）和二磷酸腺苷（即ADP），它们都是高能化合物。生物体内的生物化学能主要来自于三磷酸腺苷（即ATP）与二磷酸腺苷（即ADP）的相互转化：其中，三磷酸腺苷（即ATP）通过水解转化为二磷酸腺苷（即ADP），并释放出大量能量，从而为细胞的一切活动提供动力源；同样，在提供能量的条件下，二磷酸腺苷（即ADP）又转化为三磷酸腺苷（即ATP）。

动物体内的营养物质主要有糖、脂肪、蛋白质三种，它们经消化转变成为可吸收的小分子营养物质而被吸收入血。在细胞中，这些营养物质经过同化作用（合成代谢），构筑机体的组成成分或更新衰老的组织，并储存能量；同时，这些营养物质经过异化作用（分解代谢）分解为代谢产物，并释放能量。

动物体内的糖、脂肪和蛋白质来源于食物，这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能，在氧化过程中碳氢键断裂，生成CO2和H2O，同时释放出蕴藏的能。这些能量的50%以上迅速转化为热能，用于维持体温，并向体外散发。其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内，供机体利用。体内最主要的高能磷酸键化学物是三磷酸腺苷（ATP），机体利用ATP去合成各种细胞组成分子、各种生物活性物质和其他一些物质；细胞利用ATP去进行各种离子和其它一些物质的主动转运，维持细胞两侧离子浓度差所形成的势能；肌肉还可利用ATP所载荷的自由能进行收缩和舒张，完成多种机械功。总的看来，除骨骼肌运动时所完成的机械功（外功）以外，其余的能量最后都转变为热能。

三磷酸腺苷（ATP）由一分子腺苷与三个相连的磷酸根组成的化合物；二磷酸腺苷（ADP）由一分子腺苷与两个相连的磷酸根组成的化合物。当一个ATP分子的磷酸根水解断裂时，会产生二磷酸腺苷，并释放出7.3千卡的能量，这一种放能反应，其反应公式是：ATP-Pi-能量=ADP；反之，二磷酸腺苷与磷酸根反应会生成三磷酸腺苷，这是一种吸能反应，其反应公式是：ADP+Pi+能量=ATP。

对于动物和人类来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自呼吸作用；对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自呼吸作用和光合作用。构成生物体的活细胞，内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化，同时也就伴随有能量的释放和储存。因其是能量“携带”和“转运”者，生物学家称ATP为“能量通货”。人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。ATP不能被储存，因为ATP的合成后必须在短时间内被消耗。

由于消化系统以及其它相关生理系统的性质不同，不同生命机体对于食物中所蕴含的化学能的吸收和利用情况不同，所产生的生物化学能数量不同，因此同一种食物对于不同种类的动物，将产生不同数量的生物化学能。同理，同一种食物对于同一种类的不同动物个体，将产生不同数量的生物化学能。

总之，动物的能量代谢主要是依靠三磷酸腺苷（ATP）来完成的。三磷酸腺苷（ATP）作为细胞内的“能量通货”，是生物化学能的核心部分，是完成动物能量代谢过程的主角，它的基本功能就是在动物体内储存和传递化学能。

来源

新陈代谢可以分为自养型、异养型和兼性营养型三种，生物化学能的来源也相应地分为三种。

1、自养型。绿色植物直接从外界环境摄取无机物及其生物化学能，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无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。

2、异养型。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及其生物化学能，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。

3、兼性营养型。有些生物（如红螺菌）在没有有机物的条件下，能够利用光能固定二氧化碳并以此合成有机物，从而满足自己的生长发育需要；在有现成的有机物的时候，这些生物就会利用现成的有机物来满足自己的生长发育的需要。

主要区别

生物化学能既不同于一般的化学能，也不同于有机化学能。

化学能是指一切物质在化学反应过程中所吸收或者释放的能量，一切化学反应实质上就是原子最外层电子运动状态的改变，化学能的来源是在化学反应中由于原子最外层电子运动状态的改变和原子能级发生变化的结果。

有机化合物（或有机物）所含有的化学能，就是有机化学能。有机化学能通常在有机化学反应过程中通过吸收或者释放能量，才能表现出来。

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