牛為什么能吃草

小寶：牛老師，為什么牛能吃草而人不能?

牛老師：你是否知道葡萄糖?

小寶：知道。葡萄糖是人吸收的主要營養成分之一。

牛老師：對。然而，人吸收的葡萄糖主要來源是什么呢?不是葡萄糖分子本身，而是淀粉。簡單說，葡萄糖分子呈環形，淀粉是成百上千個保持環狀結構的葡萄糖環脫水，通過氧(元素符號0)原子連接起來的高分子，其中的葡萄糖環叫做單體。淀粉高分子水解，也就是跟水分子反應，重新得到葡萄糖(可看成葡萄糖脫水形成淀粉的逆反應)，簡稱淀粉水解反應。淀粉水解需要有催化劑才能快速進行，在人體里富含淀粉水解的生物催化劑——淀粉水解酶。因而人能通過吃淀粉補充葡萄糖。

小寶：這跟牛能吃草而人不能又有什么聯系呢?干嗎繞這么遠?

牛老師：不繞遠。牛吃草是利用草里的纖維素。纖維素也是以葡萄糖為單體的高分子。

小寶：呵呵，我懂了。牛體內有纖維素水解酶能水解纖維素得到葡萄糖，所以牛能吃草。

牛老師：你真能聯想!聯想是創造的火車頭。不過，聯想的結果必須受科學檢驗，否則會跑偏方向，犯錯誤。你想到的正是科學家也曾想到的。可惜后來科學證明，牛體內沒有纖維素水解酶。

小寶：學科學真好，可以治胡思亂想。

牛老師：聯想不一定都是胡思亂想，只是對錯要受科學檢驗。聯想比不聯想要好千萬倍!不聯想才是懶人。

小寶：那么，纖維素和淀粉究竟怎么不同?為什么淀粉容易水解而纖維素不容易?

牛老師：問得好!這正是化學的奇妙之處。盡管纖維素和淀粉都是以葡萄糖為單體的高分子，但是分子里的單體——葡萄糖環的連接方式卻有差別。分別是化學家得到的淀粉和纖維素的單體通過氧原子連接部分的結構，為簡明起見分子里的碳原子以及直接連在碳原子上的氫原子都沒有畫出。請你仔細觀察，你能看出兩者的差別嗎?

小寶：我看出來了。淀粉和纖維素里的葡萄糖單體都是環狀的，靠氧原子搭橋，葡萄糖環連接起來形成高分子，淀粉和纖維素分子結構的不同之處是單體的取向，淀粉里的氧橋使糖環單體取向相同而纖維素里的氧橋使糖環單體取向相反。

牛老師：對!加10分。學科學首先要培養觀察力。你有很強的觀察力，很好。就是這么細微的差別，淀粉容易加水水解。而纖維素難以加水水解。真可謂差之毫厘失之千里!這樣微小的差異，淀粉高分子鏈會進而呈螺旋狀，構成松散結構的顆粒，成為植物儲存營養的物質，而纖維素高分子鏈會進而呈取向平行的束狀結構，構成有韌性的纖維，成為支撐植物根、莖和枝葉的物質。這些已經都搞清楚了，至于為什么沒有纖維素水解酶只有淀粉水解酶卻仍是自然之謎。

小寶：化學真有趣，自然真巧妙!那么，言歸正傳，牛是怎樣利用纖維素的?

牛老師：科學研究證明，牛的腸道里有一類細菌，它們會把纖維素分解成多種小分子，然后又將分解產物合成葡萄糖，因而牛以及所有反芻動物能吃革補充葡萄糖。而人的腸道里沒有這類細菌。

小寶：原來如此!