生命的运作方式
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9. 生命由糖来驱动

燃料分子

糖是一种充满能量的简单链分子,它们通常含有3~7个碳原子,其上挂满了氢和氧。生命中最重要的糖是六碳的葡萄糖。它是驱动生命引擎的燃料,也是构建生命体的一种基本原料。每年,植物、海洋藻类和某些类细菌把大约一千亿吨大气中的二氧化碳(CO2)和从水(H2O)中提取的氢转化成了糖。这个能够利用阳光中的能量的过程叫作光合作用。而这种大规模转换产生的“废品”是生命不可或缺的氧气。

植物、藻类、细菌和动物都“烧”糖。也就是说,在它们的细胞内,糖的化学键所拥有的能量被转化为一种高效的化学能——三磷酸腺苷(ATP)。这种生命特有的“燃烧”过程被称为呼吸作用。此过程把糖的碳原子和氧原子合成了二氧化碳,把氢原子和氧原子合成了水。如此这般,来自空气的生命物质又回到了空气中。持续产生的ATP驱动着所有的生命活动,如移动、呼吸、大笑,等等。同时,生命也用糖作为原料来组装氨基酸、核苷酸这样的简单分子。简单分子又组装成了大分子。

几亿年前,极大量的树木、植物、动物和细菌的遗体被深深埋在地下。当受到强烈的热力和压力作用时,便转化为煤、石油和天然气。许多这些物质最初就是糖链分子,例如纤维素和其他相关的链分子。所以当那些糖类再度出现时,就成了推进文明的基本能量原料。