细胞代谢是什么?

代谢细胞内发生的各种化学反应的总称,主要有分解代谢和合成代谢两个过程组成.
新陈代谢(metabolism)的概念
新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称.它包括物质代谢和能量代谢两个方面.
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.
在新陈代谢过程中,既有同化作用,又有异化作用.
同化作用：又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程.
异化作用：(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解,释放出其中的能量,并且把分解的终产物排出体外的变化过程.
新陈代谢中的同化作用、异化作用、物质代谢和能量代谢之间的关系,可以用左面的表解来概括：
新陈代谢的基本类型
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,逐渐在新陈代谢的方式上形成了不同的类型.按照自然界中生物体同化作用和异化作用方式的不同,新陈代谢的基本类型可以分为以下几种.
同化作用的两种类型
根据生物体在同化作用过程中能不能利用无机物制造有机物,新陈代谢可以分为自养型和异养型两种.
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.
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.
异化作用的两种类型 根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况,新陈代谢的基本类型可以分为需氧型和厌氧型两种.
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 这一类型的生物有乳酸菌和寄生在动物体内的寄生虫等少数动物,它们在缺氧的条件下,仍能够将体内的有机物氧化,从中获得维持自身生命活动所需要的能量.这种新陈代谢类型叫做厌氧型,也叫做无氧呼吸型.
兼性厌氧型生物（典型：酵母菌 ）
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.
任何活着的生物都必须不断地吃进东西,不断地积累能量；还必须不断地排泄废物,不断地消耗能量.这种生物体内同外界不断进行的物质和能量交换的过程,就是新陈代谢.新陈代谢是生命现象的最基本特征,它由两个相反而又同一的过程组成,一个是同化作用过程,另一个是异化作用的过程.
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.
同化作用与异化作用的平衡 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都有所下降,但始终保持平衡(前提是健康）.当患上消耗性疾病时,异化作用将大于同化作用,如：肿瘤、结核、严重创伤、烧伤、大手术后体液引流、慢性化脓性感染、慢性失血等.
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,也是判断生物与非生物的重要因素,如果新陈代谢停止了,生命也就结束了.
历史
对于代谢的科学研究已经跨越了数个世纪,从早期对于动物整体代谢的研究一直到现代生物化学中对于单个代谢反应机制的探索.代谢的概念的出现可以追溯到13世纪,阿拉伯医学家伊本·纳菲斯（Ibn al-Nafis）提出“身体和它的各个部分是处于一个分解和接受营养的连续状态,因此它们不可避免地一直发生着变化”.第一个关于人体代谢的实验由意大利人桑托里奥·桑托里奥（Santorio Santorio）于1614年完成并发表在他的著作《医学统计方法》（Ars de statica medecina）中.在书中,他描述了他如何在进食、睡觉、工作、性生活、斋戒、饮酒以及排泄等各项活动前后对自己的体重进行秤量；他发现大多数他所摄入的食物最终都通过他所称的“无知觉排汗”被消耗掉了.
在这些早期研究中,代谢进程的机制还没有被揭示,人们普遍认为存在一种“活力”可以活化器官.到了19世纪,在对糖被酵母酵解为酒精的研究中,法国科学家路易斯·巴斯德总结出酵解过程是由酵母细胞内他称为“酵素”的物质来催化的.他写道：“酒精酵解是一种与生命以及酵母细胞的组织相关的,而与细胞的死亡和腐化无关的一种行为.”这一发现与弗里德里希·维勒在1828年发表的关于尿素的化学合成证明了细胞中发现的化学反应和有机物与其他化学无异,都遵循化学的基本原则.
20世纪初,酶首次被爱德华·比希纳所发现,这一发现使得对代谢中化学反应的研究从对细胞的生物学研究中独立出来,同时这也标志着生物化学研究的开始.从20世纪初开始,人们对于生物化学的了解迅速增加.在现代生物化学家中,汉斯·克雷布斯是最多产的研究者之一,他对代谢的研究做出了重大的贡献：他发现了尿素循环,随后又与汉斯·科恩伯格（Hans Kornberg）合作发现了三羧酸循环和乙醛酸循环.现代生物化学研究受益于大量新技术的应用,诸如色谱分析、X射线晶体学、核磁共振、电子显微学、同位素标记、质谱分析和分子动力学模拟等.这些技术使得研究者可以发现并具体分析细胞中与代谢途径相关的分子.