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碳水化合物是自然界最丰富的有机物，是人类最经济和最主要的能量来源，碳水化合物也称为糖类，因大多数糖类物质由碳、氢、氧组成，其结构式为Cn(H2O)，与水分子中的比例相同，因此称为碳水化合物。
碳水化合物可以提供和贮存能量是人类最经济和最主要的能量来源，碳水化合物主要以葡萄糖的方式进入血液，在机体的组织细胞特别是大脑、肝脏和肌肉等组织内，先分解为2个丙酮酸，然后脱羧形成乙酰辅酶A，最后进入三羧酸循环生成二氧化碳和水，同时释放大量热能，每克葡萄糖在体内进行生物氧化可产生16.8kJ(4kcal)的能量，一般情况下，大脑仅利用葡萄糖作为能量来源，大脑在活动时约消耗2/3的血糖，肝脏既可以利用葡萄糖分解产热，也可以利用葡萄糖合成糖原作为储备能源，与脂肪不同，糖原可迅速动员，补充血糖的不足，肌肉在葡萄糖不足时，可在糖原酶的作用下直接分解糖原产生能量。
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