給學生 
動物為了求生存必須覓食，是動物獲得養分的方法。但你有沒有想過，吃完之後，這些食物實際上是如何讓動物維持生命呢？

 給老師家長 
食物在生物體裡的歷程，是我們肉眼無法看見的，因此在認識「消化作用」時，孩子光憑閱讀，還是很容易產生誤解。陪同孩子一起閱讀，一起尋找生活中的例子，甚至是進行本文中燃燒花生的小活動，都有助於更進一步的理解。

 關鍵字提示 
# 能量 # 卡路里 # 酵素 # 光合作用 # 葉綠體 # 消化作用

「養分」和「能量」的關係

生物除了表現生命現象之外，更重要的是維持生命，陽光、空氣、水、養分就是維持生命之必要條件。其中「養分」你可能覺得不難理解，只要吃不就有養分了嗎？但你想過嗎？為什麼要吃飯吃肉吃菜，為什麼不能吃土或只喝水？關鍵因素在於吃下去的東西能否產生能量。例如我們吃飯、麵、肉、蛋、菜等，多是可以產生能量的物質，但「水」或「土」則無法提供能量給生物體。

「能量」是維持生命現象最基本的要素，地球上生物的能量主要來源是日光， 再講得直白一點好了，地球上所有生物能量的來源都是直接或間接來自太陽。綠色植物、藻類及藍綠菌能行光合作用製造養分，而動物則是經由攝食取得養分。

好了，說了半天都在談養分，不是說「『能量』是維持生命現象最基本的要素」嗎？養分和能量究竟是什麼關係呢？

我們先從日常生活談起。汽車如果沒有加油，會開不動，電扇不插電，也無法轉動。為什麼呢？汽油送入車子的引擎，運作之後產生能量，車子才能動。電扇需要電線將電能傳輸進機器，才能運轉。有了汽油或電，才能產生能量讓汽車或電扇運作，生物體也一樣，如果缺乏能量的來源，就會動不了。這就是為什麼動物需要吃東西，把吃進來的食物分解成可以吸收的養分，再靠這些養分在需要的時候經分解作用產生能量。簡單說，「養分」經「分解作用」後，可釋放出「能量」。

●「能量」到底在哪裡？認識「能量」的小活動

「養分」經「分解作用」後，可釋放出「能量」。這句話說起來簡單，其實很複雜，很難真正理解。大家可以先從一個小活動中體會一下其中的道理。

這個活動就是「燒食物」。可以選擇花生、核桃、杏仁、洋芋片……等食物，這幾樣食物乾燥好燃燒，很適合這個活動。如果你選了豬肉，那就要先做成肉乾，一樣可以燃燒。

以一顆花生為例，先用一把夾子夾住花生，然後點火，花生就會開始燃燒。我是將一個大迴紋針拉直，刺穿花生加以固定，再以打火機點火進行這個活動。

你知道嗎？這一顆小小的花生足足燃燒了3分鐘，真是露營野炊時的最佳火種。經過這個活動之後，你一定可以完全明白食物燃燒的的確確會放出熱量了。

如果你有小鋼杯、溫度計會更好，如果你還有錐形瓶或燒杯，那最好不過了。

將小鋼杯裝入少許水，若能定量會更好，例如裝入100公克的水（因為1 公克的水容積為1 毫升，因此用量杯量100 毫升即為100 公克的水）。將花生點火後，置於小鋼杯下燃燒，等花生燒完，你一定可以感覺到鋼杯中的水溫上升了，水溫上升，就代表水分吸收了花生燃燒時所釋放出來的能量。

▲花生下面的器具是免於花生燃燒時油滴滴落桌面用的。

▲燒花生的小活動如果在實驗室進行，可以利用大試管或錐形瓶。

藉由這個活動，你還可以得到一個結論，那就是：能量是可以傳播的。傳播的方向是由高溫往低溫的地方傳播。當然了，能量不會只有傳播到水裡，還會散失到空氣中或其他地方。

● 來計算能量吧！不要小看一顆小小花生！

如果你想探究得深入些，例如，燃燒一顆花生究竟釋放出多少能量？喔，那就需要更進一步來認識能量。能量不是溫度，所以無法靠溫度計測量，但能量還真的跟溫度有關係。

先說明一種能量的單位——「卡」。「卡」就是「卡路里」的簡稱。從英文Calorie 音譯而來，縮寫為cal。一卡的定義為「使1 公克的水在1 大氣壓下升高攝氏1 度所需要的熱量」。平時我們身處環境中的氣壓大約就是1 大氣壓，所以重點在水的質量與溫度的變化。

如果讓10 公克水升高攝氏1 度所需要的熱量就是10 卡，而將1 公克水升高攝氏10 度所需要的熱量也是10 卡。那麼，想讓10 公克水升高攝氏10 度所需要的熱量是多少卡呢？想一想，不知道有沒有人會答20 卡？

如果你答20 卡，那就請你思考一下，若要使10 公克水升高攝氏2 度所需要的熱量又是多少卡呢？

現在，你大約可以明白，這時應該將水的質量與水上升的溫度兩項數字相乘，而非相加了。

回到剛剛用燒花生加熱小鋼杯水的實驗，如果你用溫度計測量了鋼杯中的水前後的溫度，我們就可以繼續探究下去。假設水的初溫是20 度，那麼，一粒花生完全燃燒後，使100 毫升的水溫度由25 度升高為45 度時，則此粒花生燃燒後所釋放出來的熱能為多少呢？

計算方式就是將水的質量乘上水的上升溫度，即100×（45-25）＝ 2000（卡）。

哇！居然有2000 卡！才一顆花生，數字就那麼大？如果換成一隻雞腿，或一瓶珍奶，那計算出來的數字一定更大了。

因此，營養學上將1000 卡（小卡）稱為1 大卡，大卡可縮寫為kcal。

● 讀懂營養標示上的熱量

想計算一小顆花生的熱量就費了那麼大的工夫，一個便當、一個漢堡所含的熱量又如何計算呢？

放心啦，商家都在食品上貼了標示，寫得清清楚楚。我們看一下這張圖。這是一塊芋頭酥包裝上的營養標示。記得喔，食品包裝上的營養標示單位都用大卡，「大」這個字不能省略。

我們先看營養標示上的營養成分，有蛋白質、脂肪、碳水化合物、鈉。其中，蛋白質、脂肪、碳水化合物這三類養分是可以產生能量的，就像前面的花生，燃燒之後會看見火光。而鈉是礦物質，礦物質、維生素、水這三類養分無法產生能量。

▲營養標示上所含熱量都寫得清清楚楚。
已知食物中每公克的蛋白質、碳水化合物可以產生4大卡熱量，每公克脂肪可以產生9大卡熱量。

在這張標示中，可以看出內含蛋白質1.7 公克，每公克可產生4大卡，所以可以產生1.7×4 ＝ 6.8 大卡；同理標示中有脂肪4.6 公克，每公克9 大卡，所以可以產生4.6×9 ＝41.4 大卡；最後是碳水化合物16.9 公克，每公克4 大卡，換算後可以產生16.9×4 ＝ 67.6 大卡。記得嗎？鈉是礦物質，不含熱量，所以將蛋白質、脂肪、碳水化合物三類營養成分所產生的熱量相加，6.8 ＋ 41.4 ＋ 67.6 ＝ 115.8。回頭看看包裝上的「熱量115 大卡」，現在你應該懂了，這個數字就是這樣計算後取整數而來的。

那麼，這一塊芋頭酥吃下肚後可以產生多少熱量呢？不要上當喔，不要傻傻以為答案是「115 大卡」。請再仔細看標示中最上面兩行字：「每一份量30 公克」、「本包裝含兩份」。意思是說，剛剛算出的115 大卡是「每一份」所含熱量，那麼兩份就是115×2 ＝ 230 大卡。230 大卡算不算多呢？每天可以吃幾個？這就因人而異了，青少年每天大約需要1000 至3000 大卡，活動越多需要熱量越多，因此，理解食物的熱量是很重要的事。

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