如果說蛋白質是生命的基礎,核酸是遺傳的重要物質,那麼,糖類,則是生物能量的大本營了。這裏所說的糖類,包括有甜味的葡萄糖、果糖、麥芽糖,根本就沒有甜味的澱粉、纖維素,以及動物中的糖原。
糖類是生物的能源基地,例如,一個人沒有吃早飯,上第二節課時,突然頭暈眼花,這是大腦供應營養不足的表現。當老師讓他喝完一杯紅糖水後,他馬上就有了精神,這是給他體內補充了極缺的能量的緣故。
在動物體內,能量是在血液中,由紅細胞運輸的。哪裏缺乏,哪裏就可能卸下一定的葡萄糖,它被分解後,放出能量,以補充機體需要的能量。
脂肪,也是供調用的能源。它所含能量的程度,比糖類要高,作為能量需求的“後備軍”,可在必要時,投入使用。熊類等冬眠的動物,在秋季時,大量吃東西,使之將多餘的能量,轉化為脂肪的形式儲存起來,以滿足不吃食的冬季消耗之用。
不過,身體積累太多的脂肪,也就是發胖,說明營養過剩,對於人類來說,並不是一件好事,它會給人的身體健康帶來危害。
糖類和脂肪中間儲存著眾多的能量,供生物使用。可是,大本營中的能量,具體來說又是怎樣傳遞的呢?這中間,就要靠一種叫做三磷酸腺苷的物質了。
三磷酸腺苷,又稱ATP。A,即腺苷,實際上就是我們前麵提出的生物堿——腺嘌呤;T指三;P指磷酸;其結構示意可寫為A-P~P~P。在三個磷酸之間,由高能磷酸鍵連接,我們用“~”來表示。高能磷酸鍵中,儲存著豐富的能量。當需要能量時,三磷酸腺苷就斷開一個高能磷酸鍵,釋放出能量,自身變為二磷酸腺苷(ADP)。再需要能量時,二磷酸腺苷還能斷開一個高能磷酸鍵,再放出能量,自身變為磷酸腺苷(AMP)。如果說糖是儲存汽油(能量)的倉庫,三磷酸腺苷就是載著三節裝有油箱的火車,必要時,它可以隨時卸下一節節車箱,傾倒出汽油。
這一過程,還可以倒過來。如果這時磷酸腺苷吸收能量,就可以形成高能磷酸鍵,本身就變為二磷酸苷;同樣,它再一次接受能量,就又形成一個高能磷酸鍵,能變為三磷酸腺苷,供下一次使用。因此,有人說三磷酸腺苷是能量的“傳遞員”。
前麵我們說過,能量來自糖類,糖類是怎麼來的呢?
我們知道,老虎吃羊,羊吃草。可是,草吃什麼呢?在整個自然界中,綠色植物,如草等,是大自然中的“生產者”,它們能夠自己生產,自己養活自己。因此,它們叫作自養生物。而那些動物,則叫作異養生物。這是因為,動物是自然界中的“消費者”,它要把別的生物生產出來的東西,作為自己的食糧。
綠色植物是怎樣進行生產的呢?原來,它是通過光合作用進行生產的。在綠色植物中,有一個叫作“葉綠體”的部分,它是生產有機物的“車間”。在這個車間裏,太陽光提供能源,植物吸收了空氣中的二氧化碳和地表的水,結果就生產出了葡萄糖,並放出氧氣,這就是光合作用的過程。
具體來說,光合作用分兩個階段:光反應和暗反應。有光存在進行光反應,葉綠體中,在太陽能的幫助下,水被分解為氫和氧,氧被放出,氫則保存起來供下一步反應。暗反應,是沒有光存在下的反應。氫和二氧化碳合成葡萄糖,進而,葡萄糖又轉化為澱粉儲存起來。這樣,植物就能積累營養,順利地成長。
前麵我們說過,動物是吃“現成的”生物,即異養生物。它們沒有葉綠體,不能自己製造營養,要從別處去“掠奪”。
羊兒吃草,老虎則吃羊;大魚吃小魚,小魚吃是蝦米。其共同點,都是在酶的作用下,將其它生物的生物大分子分解、消化,如將蛋白質分解為氨基酸,澱粉分解為葡萄糖等。分解時,一部分轉化為能量,供體內使用,另一部分則再轉化、合成為自己的生物大分子。所以,老虎即使吃了羊肉,也是和羊不一樣的。
不管是動物,還是植物,這種從外界吸收營養物質,轉化為自己需要的物質和能量的過程,就叫作同化作用的過程。隻不過,植物是利用光合作用吸收無機物而自養,動物是攝取其它現成的有機物而異養而已。