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第四章(下)

55什么是数字电视

简而言之数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制的全新电视系统。该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的,数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节,如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度,克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在,每个数字频道下又可分为几个子频道,从而既可以用一个大数据流--每秒19.39兆字节,也可将其分为几个分流,例如4个,每个的速度就是每秒4.85兆字节,这样虽然图像的清晰度要大打折扣,却可大大增加信息的种类,满足不同的需求。例如在转播一场体育比赛时,观众需要高清晰度的图像,电视台就应采用每秒19.39兆字节的传播;而在进行新闻广播时,观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象,所以没必要采用那么高的清晰度,这时只需每秒3兆字节的速度就可以了,剩下16.39兆字节可用来传输别的内容。

目前对数字电视的具体解释主要有两种:

(1)80年代ITT公司研制了一套数字处理芯片,在接收模拟电视信号的情况下,再经模拟高中频处理,最后经模/数转换成数字信号进行数字处理,以改进图像清晰度。90年代又出现多种具有画中画、倍行和其他质量的、改进的“数字电视机”,不过这些电视机接收的仍是模拟电视信号,仍处于模拟传输的模拟系统中,所以只能称为“数字模拟电视机”,并不是真正意义上的数字电视。

(2)美国的“数字电视机”(简称DTV)专指地面数字电视广播系统。在这种系统中,除了目前节目制作中还有一部分是模拟的以外,从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制。而也只有这种接收地面数字电视广播信号的电视机才是名副其实的数字电视机。

56什么是绿色冰箱

所谓绿色电冰箱,就是不再将氟利昻作制冷剂的电冰箱。这样,就避免了氟利昂对地球大气臭氧层造成破坏。为此,在绿色电冰箱中,要选用不会破坏臭氧层的化学气体来代替氟利昂。最好的办法是另辟蹊径,干脆将制冷剂和压缩机、冷凝器、蒸发器等统统不要,应用半导体制冷器来制造电冰箱。

应用半导体制冷器的绿色电冰箱,不但彻底根治了氟利昂破坏臭氧层的源头,而且它还具有制冷快、体积小、没有机械和管道、无噪声、可靠性高等优点,能方便地实现制冷和制热,有着十分广阔的发展前景。

57什么是和平号空间站

和平号空间站是1986年2月20日由前苏联发射入轨的第三代空间站,曾为俄罗斯及其他国家获取外太空的各种信息及各种太空实验的实施立下了汗马功劳。

和平号空间站是一阶梯形圆柱体,全长13.13米,最大直径4.2米,重21吨。它由工作舱,过渡舱,非密封舱三个部分组成,共有6个对接口。和平号作为一个基本舱,可与载人飞船,货运飞船,4个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体,从而扩大了它的科学实验范围。四个专业舱都有生命保障系统和动力装置,可独立完成在太空机动飞行。其中一个是工艺生产实验舱,一个是天体物理实验舱,一个是生物学科研究舱,一个是医药试制舱。这几个实验舱可根据任务需要更换设备,成为另一种新的实验舱。自和平号空间上天以来,至1993年底,已经接待了一艘联盟T号和17艘联盟TM号载入飞船,并先后与进步号,进步M号货运飞船和量子号,晶体号专用工艺舱对接组成轨道联合体。

由于已经在太空敖游了15年的和平号实际已经超期服役整整10年。

58什么是贫铀弹

“贫铀弹”是指以贫铀为主要原料制成的炸弹、炮弹或子弹,其穿透性极强。北约在前年对南联盟78天轰炸期间,共使用了3.1万枚贫铀弹。这些填有贫铀材料的炸弹共有4种。一种专门针对建筑物,长度达6米,每一枚含铀材料100公斤;一种是反坦克贫铀弹,每一枚含铀3.2公斤;一种专用于摧毁机场跑道的含铀集束炸弹,每一枚总重量600公斤;还有一种是半公斤重、长短像尺子一样的贫铀弹。

贫铀弹采用分离浓缩铀后产生的大量下脚料制成,主要成分是低放射性的铀238。铀是高密度物质,其燃烧生成物具有放射性及毒性。贫铀弹弹头爆炸时产生高温,燃烧生成的铀氧化物烟雾可传至40公里以外。这种爆炸产生的粉状物,或落到地面,渗入土地里,或通过空气和河流向周边地区扩散,这些粉状物一旦被人们呼吸进体内或通过细小的伤口进入人体,会对身体产生严重伤害,容易引发包括白血病在内的许多癌症和一些肝脏、神经系统疾病,甚至还能引起孕妇流产和新生儿畸形。裸手接触贫铀物质后,在80小时内即出现皮肤病变。此外,贫铀弹爆炸后产生的放射性微粒也将对水源和土壤造成污染,并最终危害饮用水链和食物链。由于放射性物质的半衰期长达数十甚至上百年,这种污染的持续时间将会非常漫长。

59什么是磁悬浮列车

磁悬浮列车是一种利用磁极间吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说,排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。

列车上装有电磁体,铁路底部则安装着线圈。通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来铁轨两侧也装有线圈,交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进。列车头的电磁体(N极)被轨道上靠前一点的电磁体(S极)所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥---一“推”一“拉”.

磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1-10厘米),因此无摩擦、运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。

磁悬浮列车车辆使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20至25年。磁悬浮列车的路轨寿命是80年,普通路轨为60年。

它能快到什么程度?

磁悬浮列车启动后39秒即达到最大速度,目前的最高时速是552公里。据德国科学家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而一般轮轨列车的最高时速为300公里。上海现已建成的磁悬浮列车线,据说最高时速为500公里。

会有电磁辐射和嘈声污染吗?

磁悬浮列车采用电力驱动,无任何有害气体排放。

60什么是燃料电池

据专家介绍,燃料电池是举世公认的高效、便捷及有益于环境的绿色能源装置。它利用物质发生化学反应时释放的能量直接将其变换为电能,工作时需要连续不断地向其供给活物质--燃料与氧化剂。因为是将燃料通过化学反应释放出能量变为电能输出,所以被称为“燃料电池”。燃料电池是利用水的电解的逆反应的“发电机”,由正极、负极和夹在中间的电解质构成,其中负极供给燃料、正极提供氧化剂。中间是电解质,如果电解质是固体,就被称为固体氧化物燃料电池,即SOFC。

普通的锰干电池的化学反应物是事先存放在电池内部的,电池向外供电时,反应物质被消耗却得不到补充,反应物质一旦消耗空,电池就不能再继续供电;对于蓄电池而言,则必须充入反向电流使其反应物质得到恢复,才能继续工作。燃料电池则不同,因为氧化剂是从外部输入的,只要它们得到了不断的供给,燃料电池就可以源源不断地向外供电。

高温固体氧化物燃料电池直接把化学能转化为电能,不经过中间环节,减少能量的损失,发电效率达45%以上,总发电率可达到85%以上。燃料使用面广,余热利用率高。这种电池由于电解质电导率不高,必须在高温下操作,连接密封材料必须使用铂等稀贵金属,电池成本随之大大增加。

目前我国已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池,是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后,降低了电池的内阻,提高了有用功率的输出,从而不需要高温的条件实现了中温化,操作温度降到700~500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点,同时降低了成本。

61什么是发射窗口和发射场

用运载火箭发射航天器,不是任何时候都可以进行,有年份、月份、日期和时刻的选择。比如,哈雷彗星以76年为周期回归,哈雷彗星探测器应选在其面向太阳的几个连续年份中发射;火星与地球的会合周期为780天,火星探测器应在火星与地球会合前后连续的几个月份中发射;有些航天器必须在某个月内连续的几天中发射;由于工作条件和轨道要求,以及气象的限制,有些航天器必须在某日内某个时刻到另一个时刻内发射。这种允许航天器发射的时间范围,叫作发射窗口。

航天发射场是发射航天器的特定区域,其主要功能是完成运载火箭和航天器的装配、测试和发射;对飞行中的运载火箭及航天器进行跟踪测量,获取数据,进行处理和分析;对运载火箭及航天器进行监视和安全控制,完成检测和发射的后勤保障等。

发射场场址的选择,有着十分复杂的综合性的矛盾要求。如它应靠近工业区,有方便的交通条件,但又应远离人口稠密的地区;它要求雷雨少、湿度小、风速低、温差变化不大的地方,但又要有丰富的水源,且应尽量靠近赤道的低纬度地区;它要求地质坚实,有较好的安全条件,但又要求地势平坦开阔,有良好的布局和发射条件等。

发射场通常由测试区(技术阵地)、发射区(发射阵地)、发射指挥控制中心、地面测控系统及辅助设施组成。测试区是进行技术准备的专用区,主要任务是对运载火箭和航天器进行装配、测试,对其内部各系统的单个仪器设备进行检测、试验。主要设施有火箭装备测试厂房、航天器装配测试厂房、固体火箭装配厂房。供电站、发电站、火工品库、地面设备库和各种实验室。发射区是发射前准备和发射的专门区域;地面测控系统是对运载火箭和航天器进行跟踪测量,接收遥测和外测信息,发送监控、安全指令和通信信息的一整套地面设施,配置在发射场和火箭飞行航区。

62什么是四大科学难题

当前世界上有四个最大的科学难题,全球各专业的科学家都在设法揭开大自然的这些秘密,如能解开这些谜团,那么人类的生活以及对世界的看法将发生根本的变化。

一、人体基因结构

人的基因存储在一个螺旋形的大分子中。现在科学家希望能准确地知道在哪一种基因中存储哪些信息,因为每种基因由约3万个信息构成,要一个一个地检查,现在才查明约10万种基因中的100种。日前,科学家们已解出一个志愿者的全部基因密码,如能揭开全部基因的秘密,那么由于基因受损而引起的癌症、糖尿病以及其它迄今已知的4000多种遗传疾病都可以通过修复基因来根治。

二、宇宙中的黑暗物质

根据新的计算,宇宙间存在的物质比现在天文学家看见的要多九倍,宇宙爆炸论才能成立。然而这些物质在哪里,是什么成分,是否还能发现大量的黑暗物质,完全是个未知数。

三、受控核聚变

用7克氢核燃料能够产生6吨煤的能量,而且氢核燃料是从水中提取的,用之不尽,对人类和环境的危害也只是现在能源的1%。现在理论问题虽然解决了,实际问题还没解决。氢核聚变的前提是1亿度高温,如何建造能承受如此高温的熔炉。

四、生命起源

美国科学家米勒仿造出40亿年前地球上的条件,结果在此条件下产生出氨基酸---生命的组成部分。但是如何演变成生命仍然是个谜,现在计算机科学家编制出人工生物的程序,在计算机世界中观察“生命”起源,他们认为,这是理解生命结构的第一步,未来的目标要模拟出生命的形成。

63什么是全球定位系统

全球定位系统(GPS)包括绕地球运行的24颗卫星,它们均匀地分布在6个轨道上。每颗卫星距离地面约1.7万公里,能连续发射一定频率的无线电信号。只要持有便携式信号接收仪,则无论身处陆地、海上还是空中,都能收到卫星发出的特定信号。接收仪中的电脑只要选取4颗或4颗以上卫星发出的信号进行分析,就能确定接收仪持有者的位置。

64什么是类星体

类星体是20世纪60年代天文学的“四大发现”之一。这种天体在一般光学观测中只是一个光点,类似恒星。然而在分光观测中,它的谱线具有很大的红移,又不像恒星,因此称它为类星体。到1993年底,已确认7383个类星体。类星体的红移量之大,便天文学家大吃一惊,因为从红移量可以得到类星体远离我们而去的速度和它们与我们的距离。计算结果表明,类星体是离我们最远的天体,大都在100亿光年以上。也就是说,我们现在观测到的类星体的光是在100亿光年以前发出的。类星体的直径只有普通星系的十万分之一到百万分之一,还不到1光年,体积类似太阳,而它们自身的能量比一般星系能量大上千倍,是20万个太阳的能量总和。体积不大又怎么能提供如此之强大的能量呢?由于现在还只是观测到类星体的一些蛛丝马迹,所以类星体的本质还是一个谜。

65黑洞是什么

黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。

因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里?

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样

为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。

让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。

爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。

同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。

如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。

现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。

现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。

我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。

处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰阿提惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。

我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。

霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。

霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。

所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。

根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。

但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间

66什么是染色体

因各种生物细胞的染色体具有一定的类型和组数。一个染色体组包含一个完整个体发育的全部基,例如人的体细胞中含有两组染色体组,每一组染色体有23个染色体,一共有23对,46个染色体。水稻为12对,24个染色体。

人类大约在100年前从植物的花粉细胞中发现了一些丝状和粒状的东西,但当时并没意识到这就是染色体。直到1879年德国生物学家弗莱明(F1eming·w1843一1905)把细胞核中的丝状和粒状的东西,用染料染红并观察它,发现这些东西平时散漫地分布在细胞核中,当细胞分裂时,散漫的染色物体便浓缩,形成一定数目和一定形状的条状物,到分裂完成时,条状物又疏松为散漫状,后来科学家就把这种染色的条状物称为染色体。

67羊多利是怎样被制造出来的

1997年2月英国科学杂志《自然》报道用无性繁殖技术产生一只取名为“多利”的“克隆羊”以来,此事引起了世界各国上至总统,下至公众的广泛讨论,我国的新闻媒介也都有介绍和评论。本文将介绍产生“多利”的运作原理。

哺乳类和我们人类的卵细胞最先是由卵巢中的卵原细胞发生而来的。卵原细胞与我们身体的其他细胞(称为体细胞,以别于生殖细胞)一样具有双倍的遗传物质,即为二倍体细胞。它经过数次分裂,最终成为只含体细胞的一半的染色体(故称单倍体)的成熟卵细胞。当然,这种卵细胞是不可能发育成为一个新个体的,它必须与含有同样只有单倍染色体的精子结合(即受精),重新成为双倍体的受精卵(即合子)才能继续发育下去,形成一个新生命。从上述我们也就不难理解,这个新生命已分别接受母方(卵细胞)与父方(精子)各一半的遗传特性了。因此哺乳类的这种繁殖方式称为有性繁殖。

“克隆羊”或是其他克隆哺乳动物的“制造”,首先要取得上述的成熟卵细胞。科学家们为了一次实验获得更多的卵,利用一种称之为“超数排卵”技术,即给成年母羊注射孕马血清促性腺激素及人绒毛膜促性腺激素。这样在它们的卵巢中一次便会有更多的卵成熟与排放。当排卵时,科学家们即可借手术或腹腔镜取出这种成熟的卵细胞备用。

卵细胞很小,主要由细胞核及细胞质两大部分组成,一般只在80至100微米之间。因此,科学家必须依靠一种称为显微注射仪的帮助,在放大几十倍的条件下,用特制的极细玻璃管刺入卵内,将卵细胞核吸出。这样该卵便成为一个无核的细胞了,决不是如有的文章所说的它只是一个“空壳”,也就是说该卵已无核遗传物质了。

下一步要进行的是“核移植”,这是最关键的一步。以往用于核移植的细胞核多为胚胎分裂球的细胞核,分裂球是指受精卵经过数次分裂而形成的极早期的胚胎细胞。按照发育生物学的观点与实践,认为这种细胞本身是“全能性”的,意思是只要有一个这样的细胞,它便可以发育成一个完整的胚胎。譬如说一个早期胚胎由八个细胞组成,此时若将细胞一个个地分开,它们便可发育成为八个胚胎。这表明分裂球的每个细胞核本来就具有分裂与增殖的能力。为此科学家们对用早期胚胎细胞核进行移植而产生新个体不以为奇。另外,在这里我们还顺便提一句,用上述细胞的分离或是称胚胎切割所得到的个体不能称为“克隆个体”。

“多利”的新奇之处在于:第一,不用并挑出胚胎细胞的细胞核,而“装入”体细胞(乳腺细胞)的细胞核,进行核移植,它也照样可以分裂并发育成个体。按照发育生物学的观点,成年体细胞是一种“定向”了的,一定程度上分化了的细胞,即这种细胞的性质已经定型,是哪种类型的细胞和组织就是哪种类型的细胞和组织,正如乳腺细胞只能发育成乳腺组织一样,不可能“再回头”,重新获得“全能性”。然而,“多利”的成功依然说明,即使“方向已明”的体细胞在一定的条件下,仍然具有“全能性”。第二,由于移入卵内的是体细胞,不仅含有双倍的染色体,而且由此产生的后代细胞的染色体均是该体细胞的遗传拷贝,因而由此发育而成的个体的遗传物质与核供体的亲本是一致的。另外,由于“多利”的产生未经过精子与卵细胞结合的受精过程,属于无性繁殖,故此称为“克隆羊”,意思是“无性繁殖的羊”。

核移植完成后,接着要将这种“核质融合”的卵置于体外培养,在它发育成早期胚胎(一般待它分裂至4~8个细胞),然后将它移植至子宫已可接受胚胎植入的另一只母羊体内,直至羊羔出生。在这过程中,科学家要找一头合适的母羊,进行人工激素处理,使子宫内膜增厚,以便上述胚胎的“着床”与发育。

从上描述不难看出,克隆羊的过程步骤很多,每步不慎都可能导致失败。“多利”的产生固然是医学生物学的一项重大突破,但仍有许多问题有待科学家们去探索。例如,卵细胞质在这种合子杂交中起什么作用?它是如何调控或刺激细胞分裂的,即用科学家们的语言说,它是如何重新程序性的开启细胞核基因表达的?是否身体任何一种类型的体细胞,或是一个处于任何细胞周期的细胞核均可在卵细胞质中发育分裂?既然细胞质对细胞核有一定的影响,那么“多利”是否在各方面只与供核亲本一致,还是有些不同?克隆动物固然可保持供核亲本的优点,是否带来单亲繁殖的更多缺点,如对疾病的抵抗力低,有更多的发生遗传性疾病的可能性,甚至种属的退化?

当然,“多利”的问世无论如何是对生物学与医学的又一次冲击,人们应该借此契机更好地把握物种发育与遗传的规律,在限制克隆技术不适当、甚至违背了伦理的同时,让它更好的为人类造福。

68为什么许多动物在水面在墙面上如走平地

最根本的原因是这些动物的躯体都很小。蜘蛛攀岩走壁靠的是附着力,而水黾在水面上行走则靠的是表面张力和流体阻力。这些支撑力只与昆虫-水面或蜘蛛-墙的接触面积有关;它们的反作用力-地心吸力-则只与这些动物的质量有关。所以,一般的情况是,大型动物更多地受地心吸力和惯性的控制;小型动物则更多地受附着力和流体张力等表面力的控制。

但是,攀岩走壁和水上行走这两种现象是截然不同的。当苍蝇在竖着的玻璃板上行走时,它的跗垫和玻璃板之间的附着力足以防止它下滑或掉下来。但是,一旦苍蝇的体积增加10倍,其体积-重量比就会增加大约1000倍,而它与玻璃板的接触表面积却只增加约100倍。在这种情况下,苍蝇就会掉下来,因为尽管附着力增加了,但是地心吸力增加的幅度更大,附着力已无法与地心吸力抗衡;况且,此时苍蝇的翅膀已显得太小了,根本飞不起来。

水黾的腿上有一层蜡质的疏水表面,既具有疏水功能,又不会被水沾湿。所以,除非地心吸力(水黾的重量)超过水面张力的垂直反作用力,否则水黾就不会淹死。此外,由于水黾的腿部在水面上产生了压力,所以它可以在这种摩擦力近乎为零的环境中悠哉游哉。

69为什么紧张运动后,肌肉会抽搐

首先让我们来看看锻炼时身体会发生怎样的变化。在骨骼肌中,肌细胞从不单独收缩,而是以共同连接着从脊髓发出的某条运动神经的肌细胞群为单位一起收缩的。运动神经元与它所支配的肌细胞结合在一起叫做运动单位,在肌肉受到电脉冲信号刺激时,这些运动单位并不都是同时感到兴奋而产生收缩的。事实上,运动单位是以极不同步的方式通过一串又一串从脊髓传向运动神经的电脉冲信号而产生兴奋的。因此,当一些运动单位在肌腹内收缩和缩短时,另一些就会松弛和伸长。运动单位之间动作的大量重叠就使得肌肉在整体上表现为平滑收缩。

紧张的训练致使一些运动单位因疲劳而失去原有的功能,这些疲劳区域能够合成和释放某种特殊的化学物质,以便将电脉冲传导到其它神经元或肌细胞中。当这种化学物质因合成和释放的速度赶不上肌肉运动的速度而大量减少时,就会出现生化意义上的疲劳。随着越来越多的运动单位因疲劳而暂时失去功能,肌肉的收缩就只能依赖于越来越少的运动单位,进而导致这些剩余的运动单位所产生的收缩和松弛总体上变得更加同步,最终使肌肉最初的平滑收缩变为断断续续地抽搐运动。不过,经适当休息之后,疲劳的运动单位恢复正常,肌肉就又可以产生平滑的收缩运动了。

70剥切葱时为什么会流泪

葱属植物的独特气味源自一种挥发性油,这种油里含有一种被称为氨基酸亚砜的有机分子。剥切洋葱或者碾碎洋葱的组织会释放出蒜苷酶,它可以将这些有机分子转化成次磺酸。次磺酸随即又自然地重新组合形成可以引起流泪的化学物质合丙烷硫醛和硫氧化物。洋葱的组织被破坏30秒以后,合丙烷硫醛和硫氧化物的形成达到了高峰,并在大约5分钟后完成其化学变化。

这种氧化物对眼睛的作用我们是再熟悉不过了。眼睛的前表面--角膜--具有几种功能,其中一种功能就是保护眼睛不受物理和化学刺激的侵害。角膜上分布着很多具有感觉能力的睫状神经纤维,睫状神经是使脸部和头部的前半部分产生触觉、感知温度和疼痛的庞大的三叉神经的一个分支。角膜上还分布着数量相对较少的可以刺激泪腺的自主运动神经纤维。丰富的神经末梢能够发现角膜接触到的合丙烷硫醛和硫氧化物并引起睫状神经的活动--中枢神经系统将其解释为一种灼烧的感觉--而且此种化合物的浓度越高,灼烧感也越强烈。这种神经活动通过反射的方式刺激自主神经纤维,自主神经纤维又将信号带回眼睛,命令泪腺分泌泪液将刺激性物质冲走。

71牙齿是怎样分类的

从牙齿的外观上看,牙齿有牙冠、牙根及牙颈三部分组成。牙冠是牙体外层被牙釉质覆盖的部分,也是发挥咀嚼功能的主要部分,在正常情况下,牙冠的大部分显露于口腔,称为临床牙冠。牙根是牙体外层由牙骨质覆盖的部分,也是牙齿的支持部分;牙齿有的是单根牙,有的是多根牙,每一个牙根的尖端,称为根尖;每个根尖都有通过牙髓血管神经的小孔,称为根尖孔;正常情况下,牙根整个包埋于牙槽骨中。牙冠与牙根交界处呈一弧形曲线,称为牙颈,又名颈缘或颈线。

从牙齿的剖面看,牙体由牙釉质、牙骨质、牙本质和牙髓四层组成。牙釉质构成牙冠的表层,为半透明的白色硬组织,是牙体组织中高度钙化的最坚硬的组织。牙骨质是构成牙根表层的、色泽较黄的硬组织。牙本质构成牙体的主体,位于牙釉质与牙骨质的内层,不如牙釉质坚硬,在其内有一空腔称为牙髓腔。牙髓是充满在牙髓腔中的蜂窝组织,内含血管、神经和淋巴。是牙体组织中唯一的软组织。

根据牙齿的形态特点和功能特性将牙齿分为切牙、尖牙、双尖牙、磨牙四类。切牙位于口腔前部,左、右、上、下共8个,邻面观牙冠呈楔形,颈部厚而切缘薄,主要功能是切断食物,为单根。尖牙俗称犬齿,位于口角处,左、右、上、下共4个,牙冠仍为楔形,切缘上有一突出的牙尖,主要功能是穿刺和撕裂食物,为粗壮而长大的单根。双尖牙又名前磨牙,位于尖牙之后、磨牙之前,左、右、上、下共8个,牙冠呈立方形,有一个咬牙合面,其上一般有双尖,下颌第二双尖牙有三尖者,主要功能是协助尖牙撕裂食物及协助磨牙捣碎食物,牙根扁,也有分叉者。磨牙位于双尖牙之后,左、右、上、下共12个,牙冠大,呈立方形,有一个宽大的咬牙合面,其上有4~5个牙尖,主要功能是磨细食物,一般上颌磨牙为三根,下颌磨牙为双根。

根据牙齿在口腔内存在的时间分为乳牙和恒牙。乳牙在出生后7~8个月开始萌出,2.5岁左右乳牙全部萌出,共20个。6、7岁至12、13岁,乳牙逐渐脱落而为恒牙所代替,此期称为替牙时期或混合牙列。因此乳牙在口腔内的时间为5~10年。2.5~6岁左右为乳牙牙合时期。恒牙是继乳牙脱落后的第二副牙列,非因疾病或意外损伤不会脱落,脱落后再无牙齿可萌出代替。第一恒磨牙自胚胎4月开始发育,6岁开始萌出,是最先萌出的恒牙,不替代任何乳牙。12~13岁后乳牙全部脱落后,称为恒牙牙合时期。

72咸蛋的蛋黄为什么会出油

鲜蛋的成分中有蛋白质,有脂肪。这两种成分在鲜蛋中混合成很均匀的乳状液。当鲜蛋用盐腌制后,由于盐分侵入蛋内,鲜蛋的蛋白质受盐作用而发生缓慢的变性凝固,将油脂从蛋白质组织中挤出而集合在一起,所以咸蛋煮熟时,蛋中的蛋白质及脂肪已分别存在,因而能见到出油。

在鲜蛋直接煮熟时,蛋中的蛋白质和脂肪的乳状液直接凝固变成凝块,油脂来不及析出,仍被分散在蛋白质凝块中,因此不见出油。肥猪的瘦肉为什么好吃?在经验的烹调师都知道,肥猪的瘦肉适宜烹调,口味极好

73鱼为什么比肉容易坏

鱼比肉容易坏的原因是多方面的。

(1)鱼的鳃和内脏藏菌很多而且极易腐烂。鱼一旦死亡,这些部位的细菌立刻迅速繁殖,并穿透鳃和脊柱边上的大血管,沿血管很快伸向肌肉组织。有人检查了刚杀死的鱼和刚死的鱼,发现鱼肉就不是无菌的。1两鱼肉里有5000~16000个细菌,它们的来源主要是鳃,可见细菌繁殖发展之快。反之,畜肉(猪、牛、羊)一般都是宰杀放血,并立即开膛去脏,减少了细菌污染的机会。经检查也证明,健康的畜肉是无菌的。

(2)鱼肉是被疏松的少量结缔组织分隔为很多小肌群的,细菌很容易沿着疏松的组织间隙侵入肌肉。反之,畜肉是被致密坚硬的结缔组织(即筋)包围成一束一束的,细菌比较不容易侵入肌肉。如果鱼在捕获时就已受伤,则细菌更易从伤口进入肌肉。而畜类发生这种现象就比较少。

(3)鱼肉含糖量一般只有0.3%左右,而畜肉则多半在1%以上。动物死后,肉里的糖即转化为乳酸,使肉酸度增高并发生僵直变硬。酸度增高和肉僵硬都起抑制细菌繁殖的作用。鱼肉因为含糖少,所以产生乳酸也少,肉酸度和僵直维持的时间都不及畜肉。鱼肉僵直时期很快消失进入自溶阶段(蛋白质分解阶段),为细菌的滋长创造了条件。

(4)水中的微生物属于而冷微生物较多(尤其是海中的微生物)。所以鱼离水死后,即使放低温下繁殖得较慢。

由于以上各种原因,所以鱼肉比畜肉容易坏。为了减慢鱼腐烂过程,对家庭来说,买到鱼后应尽快去鳞、鳃、内脏,用清水洗净血液和粘液,将肚子用一根小棍撑开,挂在阴凉通风或冰箱里,并及腌制加工,或及时烹调做熟。

74鱼真的不睡觉吗

几乎每种鱼有时都会处于某种保存能量的状态,我们可以把这叫做休息,甚至“睡觉”,尽管这种行为可能与多数陆地动物的“睡觉”不是一回事。许多鱼类(比如鲈鱼)夜间待在圆木上面或下面睡觉。珊瑚虫白天活跃,晚上则躲在礁石的裂缝处休息。鱼类休息时的样子与其他时候截然不同。例如,许多白天聚在一起非常活跃的鲤科小鱼晚上却分散开来,在浅水中一动不劝。有些鱼则白天休息,晚上活动;但几乎所有的鱼都要睡觉。还有些动物一刻不停地游动,因为它们必须不断地把水吐出以保持呼吸;但它们在运动的时候仍有可能睡觉,我们只是不知道罢了。

75为什么盐水的沸点高

液体状态下的水分子往往会相互附着在一起形成水滴、池塘或者海洋。但是,能量很高的水分子可以克服这种将它们与其他水分子粘合在一起的力量,脱离液体表面成为水蒸气。在任何时候都会有一些水分子脱离水的表面,这种现象被称为“蒸发作用”。

随着水温的增加,具有足够能量脱离水面的水分子的数量也在增加。当脱离液体表面的水分子所产生的压力超过周围空气的压力时,水就沸腾了。通过给水加热的方法增加水的能量并使水温达到100摄氏度以后,水通常就会开始沸腾。

但是,在你向水中加盐以后,问题就变得更为复杂了。氯化钠(精制食盐)很容易溶于水,同时分解成钠离子和氯离子,并且在液体的内部扩散开来。现在水分子如果要变成水蒸气,就需要在脱离其他水分子吸引的同时摆脱钠离子和氯离子的束缚。因此它需要有更多的能量,所以产生水蒸气所需的温度也更高

76冷水和热水哪个沸腾快

冷水沸腾的速度并不比热水快。液体加热的速度取决于液体本身和其周围环境(如炉子上的火苗)之间的温度差。根据这一原理得出的结论是:冷水吸收热量的速度更快。一旦它变成了热水,升温的速度就会慢下来,而此时它要达到沸点所需的时间就与开始加热时温度就比较高的水一样了。因为冷水要经过一段时间的加热才会变成热水,所以很明显冷水达到沸点所需的时间比热水长。由于上面提到的冷水吸收热量更快的原因,所以在心理作用的影响下,人们可能会觉得冷水沸腾得比预计的快。

对于问题前半部分的回答是“通常并不是,但在某些特定的条件下有可能出现这种情况。”1克水蒸发需要540卡路里的热量,而将1克水从0摄氏度加热到100摄氏度只需100卡路里的热量。当水温超过80摄氏度时,迅速的蒸发带走很多热量。这些热量与正常的冷却条件下,1克水温度降低1摄氏度所失去的1卡路里热量相比是非常巨大的。

水结冰的快慢完全取决于冷却的速度,一般来说,热水结冰不会比冷水快,但是却比温水快。这种现象在水蒸发的表面积与水的总量相比很大的时候(如你在寒冷的冬日用热水洗车的时候)特别明显

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