生命活動(dòng)的典型特點(diǎn)是新陳代謝，新陳代謝是生物體內(nèi)全部有序化學(xué)變化的總稱，其中的化學(xué)變化一般都是在酶的催化作用下進(jìn)行的。新陳代謝在性質(zhì)上分成物質(zhì)代謝和能量代謝。
 

從簡(jiǎn)單功能上講，新陳代謝具有1)獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);2)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨硇枰Y(jié)構(gòu)元件，即大分子的組成前體;3)將結(jié)構(gòu)元件裝配成自身大分子，如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等;4)分解有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);5)提供生命活動(dòng)所需的一切能量。
 

從能量角度分析，燃燒是我們熟悉的利用能量的一種方法，如果將有機(jī)物燃燒，可以在氧氣存在的情況下分解有機(jī)物，同時(shí)釋放出大量能量。生物體沒有形成燃燒的溫度條件，只能采用溫和的物質(zhì)代謝的方式降解有機(jī)物，但其本質(zhì)和燃燒是一樣的，只是將燃燒過程分解成多步驟的生物化學(xué)反應(yīng)，生物化學(xué)反應(yīng)利用蛋白酶的協(xié)助，將有機(jī)物的化學(xué)能逐級(jí)緩慢釋放，并將有機(jī)物分解成為小分子物質(zhì)，給生物體提供能量和結(jié)構(gòu)單元。
 

能量代謝的總體是有機(jī)物被氧氣氧化分解，因此構(gòu)成能量代謝的主要環(huán)節(jié)，大多數(shù)都是氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)本質(zhì)上是電子的傳遞，在生物體系內(nèi)，由于溫度比較低，電子傳遞需要媒介的參與下進(jìn)行，電子媒介往往是催化劑。
 

生命能量的源頭是陽(yáng)光，生命吸收和存儲(chǔ)能量的主要方式是光合作用，光合作用就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，最基本的化學(xué)反應(yīng)就是將二氧化碳和水變成葡萄糖和氧氣。
 

氧氣是一種含有兩個(gè)氧原子的分子，組成氧氣的每個(gè)氧原子都有2個(gè)不成對(duì)電子，每個(gè)氧氣分子擁有4個(gè)不成對(duì)電子，這種形式的結(jié)構(gòu)讓氧氣具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，類似于深溝底部勢(shì)能最低的狀態(tài)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)使氧氣具有接受4個(gè)其他不成對(duì)電子的潛能，例如4個(gè)氫原子就可以和一個(gè)氧氣分子形成4個(gè)共價(jià)健結(jié)構(gòu)，合成兩個(gè)水分子。
 

光合作用最簡(jiǎn)化反應(yīng)可以理解為水分子被分解為氧原子和氫原子，兩個(gè)水分子分解的兩個(gè)氧原子形成氧氣分子，4個(gè)氫原子被固定到葡萄糖分子內(nèi)，整個(gè)反應(yīng)過程是利用光線提供的能量，轉(zhuǎn)化為氫原子儲(chǔ)存在葡萄糖分子內(nèi)。氧化磷酸化過程是這個(gè)過程的逆過程，是氫原子和氧氣分子結(jié)合成水并釋放化學(xué)能的過程。
 

物質(zhì)代謝依靠的酶催化過程，本質(zhì)上是依靠能量、金屬離子和自由基的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，金屬離子和自由基類似，都是提高活性電子，可以說生物化學(xué)反應(yīng)的最重要基礎(chǔ)是活性電子，沒有活性電子的支持，生物化學(xué)反應(yīng)是不可能完成的，因此可以說活性電子是生命的催化劑，或者說自由基是生命的催化劑。
 

利用能量作為催化的情況如，葡萄糖進(jìn)入分解代謝的第一步，就是在己糖激酶的催化下，利用ATP提供的能量，將葡萄糖變成容易分解的活性狀態(tài)6磷酸葡萄糖。
 

具有催化作用的金屬離子，如鐵銅鎂等多數(shù)具有不成對(duì)電子，這些不成對(duì)電子能作為電子傳遞的暫時(shí)緩沖池，協(xié)助有機(jī)物電子從高勢(shì)能向低勢(shì)能轉(zhuǎn)移，逐漸釋放能量。在體溫條件下，大多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)都需要在酶催化條件下進(jìn)行，許多蛋白酶的催化活性中心是金屬離子，也就是說是金屬離子提供了生物化學(xué)反應(yīng)電子傳遞的橋梁或媒介。
 

自由基的特征是擁有不成對(duì)電子的基團(tuán)，可以發(fā)揮金屬離子的電子傳遞作用，也可以作為反應(yīng)物參與生物氧化還原反應(yīng)，如氧化磷酸化過程中，幾乎所有的反應(yīng)都屬于金屬離子參與的自由基反應(yīng)。