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又稱同化作用或生物合成,是從小的前體或構件分子(如氨基酸和核苷酸)合成較大的分子(如蛋白質和核酸)的過程。由於生物合成導致分子更大、結構更複雜的物質產生,這個過程需要消耗自由能,能量通常由腺苷三磷酸(ATP)直接提供。合成代謝和分解代謝是代謝過程的兩個方面,二者同時進行。分解代謝生成的ATP可供合成代謝使用,合成代謝的構件分子也常來自分解代謝的中間產物。和分解代謝相反,合成代謝是從少數種類的構件出發,合成各式各樣的生物大分子。

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