有机物在生物体中被氧化而分解,释放能量,这叫做生物氧化,它发生在细胞里(真核细胞的有氧氧化主要发生在线粒体里)。有机体在呼吸时吸入氧气,呼出二氧化碳,是细胞中生物氧化的总结果,所以生物氧化也叫细胞呼吸。

生物氧化一般分糖酵解、三羧酸循环(又叫柠檬酸循环)和电子传递三个阶段。电子传递阶段有氧参与,并生成ATP,因此又叫氧化磷酸化作用。电子传递实质上又分三步:第一步是底物脱氢,第二步是氢离子和电子通过呼吸链传递,第三步是分子氧跟传递的氢离子和电子结合成水。

生物氧化有许多特点。首先,它是分阶段逐步完成的,每一步放出一定的能量,使能量得到充分利用。其次,它是在一系列酶的催化下,在体内近中性的环境中进行的。第三,生物氧化过程释放的化学能,转换成高能磷酸化合物的化学键能,主要以ATP形式贮存和利用。(www.daowen.com)

生物氧化的能量利用效率是较高的。一克分子的葡萄糖充分燃烧后,完全氧化为二氧化碳和水时,释放出2.9×106焦的能量;而一克分子的ATP分解时,可被生物体利用的能量为3.3×104焦。整个细胞呼吸过程中,一分子葡萄糖能形成38个ATP。因此,在细胞呼吸的过程中,能量转换和传递的最终效率是3.3×104×38,除以2.9×106焦,即为43%左右。这比内燃机把化学能转换为机械能的效率(15%~30%)要高得多。