我国居民膳食中热能的主要食物[拼音：wù]来源

我国居民膳食中，热能的主要食物来源是什么？我国居民的主食主要是谷薯类食物，比如大米、小米、各种杂粮、红薯等。我们吃进的食物，是怎么在身体里被这是一个好问题——呼吸其实就是缓慢的燃烧，将我们直接使用的能源物质——糖类完全氧化，变成水、二氧化碳和大量能量的过程

我国居民膳食中，热能的主要食物来源是什么？

我们吃进的食物，是怎么在身体里被

这种（繁：種）认识在现在几乎无人不知，不过在几百年人们还在为“为什么要呼吸《拼音：xī》”争论《繁：論》。但令人没有想到的是，有氧呼吸的细节则是最近几十年才揭密的，之前我们只是知道“氧化会产能”，但是我们不知道糖类与氧是如何合成ATP的，也就是细胞内的能量货币，所有生命活动的能量来源。

让（繁：讓）我们从头开始说起(qǐ)吧——食物的主要营养成分(读：fēn)无外乎糖类、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质，其中后三个一般不参与供能（极端情况下也会分解蛋白质供能，这已经是徘徊在饿死的边缘了）。糖类的分解更简单，调用更方便，而糖类也需要在转化为葡萄糖后能能直接参与呼吸，所以我们要研究的是葡萄糖如何转化为ATP。

在以前，人们称糖类为“碳水化合物”（现在保健界还广泛引用这个概念），这是因为糖类中的氢与氧总是保持2：1，就像是在碳原子上塞了若干个水分子。不【练：bù】过如果我们审视有氧呼吸的逆过程——光合作{读：zuò}用，就会发现一些有意思的事情。

光合作用是二氧化碳与水参与，合成糖类并释放氧气[繁：氣]的过程，所以是将二氧化碳拆开并把水【练：shuǐ】塞进去吗？与我们的直觉判断完全相悖，光合作用的实际过程是将水拆开，把氢塞到二氧化碳上并把来自水的氧排入到空气中。这种别扭化学反应的原因很简单，因为拆二氧化碳比(拼音：bǐ)拆水还要困难（虽然水已经算是很不好拆的了），所以只能从水拆起。

通过观察光合作用我们就能认识到一个更加深刻的问题——粮类中的碳与氧都是充数的，真正的能量来源是氢，糖本质上不算什么“碳水化合物”，而是“二氧(pinyin：yǎng)化碳、氢化合物”，所以在有氧呼吸的过程中，我们要理解的问题就是——如何将氢原子{读：zi}从糖上剥【练：bō】下来并变成能量。

在[zài]过去我们初中的教书中，已经（繁：經）给出了有氧呼吸的三步，想要发现并理解前两步并不困难，因为它们还是属于一般有机化学的研究范围，我在这里可以简单介绍一下：

C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸) 4[H] 少量能量【练：liàng】 (2ATP)

我们可以注意到[pinyin：dào]，这里剥离了4个氢。

第二步：在线粒体的基质中澳门新葡京(练：zhōng)进行，彻底地将氢原子释放，而且就像我之前说的那样，虽然已经产生了二氧化碳，但是依然不需要氧的参与。

2C3H4O3(丙酮酸[繁体：痠]) 6H2O酶→20[H] 6CO2 少量能量 (2ATP)

好的，现在我们得到了什么？线粒体中富集了大量的氢原子，现在我们面临的澳门银河正是有氧呼（pinyin：hū）吸中最困难的第三步——如何让氢的能量变成ATP呢？

这说起来简单做起来可真的难，氢与氧的直接结合《繁：閤》确实可以释放能量——热能，可线粒体并不是内燃《拼音：rán》机，热能是无法转化为任何一种可被生物利用的能源的。

当然在经历重重困难后，这个精妙的过程还是被人类给（繁体：給）理解澳门博彩了，这足以让你大吃一惊。

氢在被脱下来时并不是一个个完整的原子，事实上它是被分开了——电子与质子。质子被直接抛弃在线粒体内膜内侧，而电子则坐上了一条由酶和种色素组成开云体育的“流水线”（电子传递链），反复穿越线粒体内膜，随着一步步的传递，电子会消耗掉自己所有的能量，最后在细胞色素C氧化《pinyin：huà》酶处质子和氧分子相遇，变成水。

这(拼音：zhè)条流水线是干什么的呢？它(tā)们如膜系统中非常常见的离子泵一样，将被抛弃的质子从膜内泵到膜外。

质子，不就是氢的原子核么？这么做是为了什么？细细一(pinyin：yī)想就会明白，质子被源源不断地泵到膜外侧，而电子坐完过山车后会回到膜内侧。正负电荷相吸引，于是在一层细胞膜的厚度之间，累积了（繁：瞭）强大的电势能。十几纳米的距离让电压可高达几十万伏特，直达雷云的水平，在我们微小的细胞内电（繁体：電）闪雷鸣！

化学能成功地转化为了……电能？不是，事实比想象的更奇妙，是机械能。APT合成酶其实是一个“ATP旋转式压制机”，质子从膜外一侧进入，在向内的库仑力带动下，整个酶如同一个磨盘旋转起来！

ATP的释能过程其（拼音：qí）实就是三磷酸腺苷连着的三个磷酸基团断裂脱落的过程，那么【练：me】自然的，只要把磷酸基团再“安”上去就可以再次合成ATP了。在ATP合成酶上发生的就是这么奇妙的过程：

一(pinyin：yī)个二磷酸腺苷（ADP） 一个磷酸基{读：jī}团（Pi）进入ATP合成酶，在转动的机械能作用下，磷酸基团“喀嚓”一声被压到第二个磷酸基团的屁股上，一个ATP就(读：jiù)成功生产出来了！

穿过了“皇冠体育压制机”，质子终于进入到线粒体内质[拼音：zhì]中，最后与细胞色素C氧化酶处的电子与氧分子团聚，变成水，整个有氧呼吸的全过程就完结了。

怎么样，是不是没想到生物书上一笔带过的有氧[练：yǎng]呼吸竟然还这么有意思？人类期待的纳米机器，已经在生物体内工作了(拼音：le)足足20亿年了呢！

我是酋知鱼，一(练：yī)条有氧呼吸的科学作者，欢迎关注！

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