生命的藍本由生物體的遺傳物質DNA傳遞給了新的生命體,而構成新生命的結構與功能物質——蛋白質也在DNA分子上的基因片段的指導下由細胞合成。於是,一架精巧的高級的機器,便由藍圖變成了實實在在的存在,日夜運轉散發生命的光輝也就成為了可能。不過,日常的生活經驗告訴我們;任何機器的運轉都需要動力;任何日夜轉個不停的機器,都需要不斷地適時地補充動力。對於人來說,情形也同樣如此。我們說話的時候,肌肉收縮。發出的聲音都需要能量,走路或奔跑,會作大量的機械功,就需要消耗更多的能量,因此,走多了或跑久了,我們就會渾身發熱,甚至大汗淋漓;即使我們躺在床上安靜地睡覺時,我們的心髒仍在一刻不停地律動著,肺也仍在有節奏地呼吸著,體溫也需要維持在37℃,這也需要能量。所以,我們人類從生到死,生命都是一架日夜轉個不停的高級機器,能量在大量消耗,我們需要補充動力。
開動的蒸汽機車,動力來源是煤,汽車、飛機則以石油產品為動力來源。我們人類的能量又來自於什麼呢?
我們的生命的動力來源正是食物,所以我們需要每天吃幾次食物,而且食物缺乏時便會渾身沒勁。不過,並不是食物中所有的物質全都直接充當了生命的動力。而是食物中的一種重要成分——糖類,它們才是真正生命的主要動力來源。
提起糖,我們恐怕立即就會想到那些各式各樣的五顏六色的甜食糖果。糖果店裏,有小巧精致的水果糖、奶糖等,還有並不以糖為名字的各種品牌的巧克力;在家中,調味用的有各種白糖、紅糖、冰糖等,這些不同顏色不同質地不同形狀的糖,香甜可口,放在嘴裏,甘甜直沁心脾,因而對小孩子們來說,甜的糖永遠是一個極大的誘惑。不過,說食物中含有生命的主要動力來源糖類,這可真有點讓人不好理解。我們都知道,我們吃的大部分食物,如果沒加糖調味品的話,是很難有那種誘人垂涎的甘甜的味道的,這怎麼會含有糖呢?
其實,我們知道的甜食糖果,它們含的隻是自然界中的幾種簡單的糖,如葡萄糖、果糖、蔗糖,麥芽糖等,這些簡單的糖,分子量很小,可以溶解在口裏的水中,讓我們舌頭上的味覺感受到它們的甘甜。實際上,大自然中還有一大批沒有甜味的物質,如大米、麵粉、玉米、土豆、水果等中所含有的澱粉,還有棉花,亞麻甚至所有蔬菜中含有的細長的纖維——纖維素等,它們都屬於糖類,隻是分子量很大,不溶解而難以覺察出它們的味道而已。它們與小分子的甜糖一樣,都是由碳(C)、氫(H)、氧(O)三種主要的元素組成的,絕大多數的分子式也可以用cn(H2O)n來表示,隻是不像甜的糖類那樣n的值隻是1或2,而是成百上千的天然高分子物質。
值得注意的是,好多糖分子中氫和氧原子數之比正好是2∶1,剛好與水的分子式中氫氧原子數的比例相同,因而最初人們誤以為糖類就是碳和水的化合物,稱之為“碳水化合物。”後來發現好多種特別的糖分子中氫氧原子數的比例並不與此相符,人們這才意識到這一名稱並不恰當;隻是沿用已久,人們也隻好習慣於稱糖為“碳水化合物”了。
在生物界中,糖是一類分布很廣,含量很多的有機物質。幾乎所有的動物、植物、微生物體內都含有糖,像植物體幹重中糖占80%,含量最高;微生物體內含糖約占幹重的10%~30%;動物體則含有幹重的不到2%的糖,它們或者單獨以糖的形式存在,或者與蛋白質、脂類結合成複合糖蛋白、糖脂的形式存在。這些不同形式的糖,我們根據它們自身的化學結構,將它們分成不同的類別:一類是單糖。這是最簡單的糖類,不能被分解為更小分子的糖。這類糖中,又可以按分子中所含的碳原子的不同分為五碳糖、六碳糖等類別。在自然界的生命現象中,分布廣泛,意義重大的幾種單糖,如核酸中的核糖和脫氧核糖是五碳糖,而葡萄糖、果糖、半乳糖等則是六碳糖。
一類是寡聚糖。其中重要的是由分子六碳糖失去1分子水縮合而成的雙糖,它的分子式是C12H22O11,如植物體內的蔗糖、麥芽糖,動物體內的乳糖等都是重要的生物活性的雙糖。其中蔗糖是植物體內有機物運輸的最主要的形式(約占99%),也是植物體內糖類物質貯藏和積累的主要方式。像甘蔗,甜菜等含糖高的植物,體內蔗糖含量分別高達11%~17%和14%~26%。蔗糖還是食品工業中主要的甜味劑,具有令人愉快的甘甜舒爽的味道。另外,乳糖則是存在於哺乳動物的乳汁中的惟一雙糖。牛乳中含有4%~5%的乳糖,人乳中含有6%~8%的乳糖,不過由於它幾乎沒有味道,所以我們喝牛奶時並不覺得甜,除非你另外加了糖進去。還有一類糖就是高聚糖,也叫多糖,這是又一類天然高分子物質。它們的分子式形如(C6H10O5)n,可以代表成百上千甚至上萬的不同數值。