登陆注册
10477300000015

第15章 认识植物(14)

在极地边缘地区就有许多高等植物了。这些植物的茎和叶都紧紧地贴在地面上,能很好地承受积雪的压力,只要每年有一小段温暖的天气,植物就立即发芽,在两个月的时间内就完成了生长、开花、结实的过程。所以,到了夏天这些地方百花怒放,大勿忘草、仙女木、罂粟花等开着白色和黄色的美丽花朵,迎风招展。那里的悬钩子果实特别多,它是一种多汁的浆果,成熟时黄色的果实铺满地上,多得使人们不是摘浆果,而是用一种特殊长柄勺状的“梳子”来“梳”浆果,一“梳”,就能“梳”下很多浆果来。此外,还有不少很有价值的植物,如辣根,可作为抗坏血病的药,沼泽乌饭树的果实可供食用,禾本科、莎草科的植物可作饲料等等。

可见,南北极地区的植物还是很丰富的。

太空植物

在《西游记》中,天宫被描绘成极乐胜境,那儿有延年益寿的蟠桃和各种各样的奇花异草。但这一切仅仅是人类的美好愿望,今天的科学已经证实,月亮和地球周围的星球上实际是一片荒凉,看不到任何生命的踪迹。

植物能不能在太空生长呢?太空具备地球无法实现的优越条件,那就是一天24小时都有充沛的阳光照射,从理论上说,太空可以长出产量、质量远胜于地球的超级植物。为了实现这个激动人心的目标,科学家着手的第一步,就是利用宇宙飞船把地球植物送入太空,观察植物的生长情况。

1975年,前苏联“礼炮—4”宇宙飞船上的宇航员在飞船内播下小麦种子。一开始情况良好,小麦的出芽和生长速度比在地球上快得多,但后来不仅没有抽穗结实,反而毫无方向地散乱生长,最后枯萎死亡。同样,豆角、黄瓜等植物的栽培实验也失败了。

科学家经过反复研究,发现是失重的结果。我们知道,任何物体进入太空都会产生失重,植物在宇宙飞船失重的情况下,往往只能存活几个星期。为什么植物对重力那么“依恋”?原来,长期生活在地球上的植物因为有重力作用,形成了一种独特的生理功能,植物体内的生长激素总是汇集在茎的弯曲部位,有效地控制植物向空间的生长方向。可是当植物处于失重环境中,生长素不能汇集到茎的弯曲部位,结果使茎找不到正确生长方向,只好杂乱无章地伸展,这样植物便自行死亡。

为了克服失重问题,科学家采用电刺激方法,结果获得成功。进入20世纪80年代后,许多种蔬菜和粮食作物,已能在宇宙飞船内开花结果,这给生活在完全密闭系统中的宇航员带来了福音。不论在空间站还是在宇宙飞船中,栽培了绿色植物,宇航员就能吃到新鲜的蔬菜瓜果,而且由于植物的光合作用,在飞船小环境中还会有取之不尽的新鲜氧气。更重要的是,太空培育植物的成功,使长距离的星际载人飞行有了可能。

今天,在宇航员的餐桌上已摆上了自己栽培的新鲜葱头。但科学家并没有满足,他们准备栽种更多的蔬菜,为宇航员向月球和更遥远的其他星球飞行创造条件。

人与植物

植物几乎到处可见,你也许习以为常,然而你可曾想过,如果没有这个绿色世界,人也就不能生存了。

人与植物的关系确实息息相关。

首先,人必须依靠植物提供氧气,只有植物能制造氧气。如果说一个人几天不吃饭、几天不喝水且有一息尚存的话,几分钟不呼吸就可能性命难保,氧气可是人生命活动的第一需要呀!一个成年人每天呼吸约2万多次,吸入氧气0.75千克,呼出二氧化碳0.9千克。此外,动物与植物的呼吸,物质的燃烧,也都要消耗氧气,释放二氧化碳。这样一来,空气中的氧气不就一天天减少,二氧化碳一天天增加么?不!天地间所以没有产生过这种危机,就是因为植物既是天然氧气“制造厂”,又是二氧化碳的“广阔市场”。有人做过统计,1公顷阔叶林,在生长季节每天能制造氧气750千克,吃掉二氧化碳1000千克。所以算起来,只要有10平方米的林木,就可以供给一个人氧气的需要量,并把呼出的二氧化碳吸收掉。因为有植物源源不断地补充氧气,空气中的氧气才能保持基本恒定。相反,如果没有植物,地球上的氧气只要500年左右的时间即可用完。所以,人能够得到生命活动所需要的氧气,必须归功于绿色植物。

其次,人的食、衣、住、用,件件离不开植物。在远古时代,人类由于没有学会栽种粮食,在200多万年的漫长岁月里,为了找寻食物,不得不过着游牧生活。今天,人类生活虽然安定了,但人与植物的关系也还是生命攸关。试想,我们吃的粮食、蔬菜、油料、水果,哪一样不是植物?肉类、蛋品、奶类、鱼类这些人类不可缺少的营养品,乍看起来并不是植物,但是所有牲畜、家禽吃的草和饲料也还是植物,没有植物,当然也不可能有鸡、鸭、鱼、肉、蛋。人们的衣着来自植物的纤维,人们治病的药物有一部分从植物中获得。植物界中的木材,那更是“多才多艺”,造房屋、架桥梁、铺枕木、作矿柱,没有木材不行;家具没有木材不行……许多植物是不可缺少的工业原料。有些东西好像与植物无关,其实不然,例如煤,也是从古代植物变来的,即使炼钢,也不能没有这种动力。总之一句话,人的食、衣、住、用不论是直接或间接都得依赖于植物,没有植物,人和其他生物都无法生存,地球就将成为一个没有生命的寂静世界。

还有,随着人们生活水平的提高,多么需要一个绿树成荫、百花争艳的环境呀!试想,如果人们长期生活在一个没有树木花草,没有绿色植物的一片灰蒙蒙的环境里,将会是什么滋味?

森林——“地球之肺”

人们常说,森林是天然的蓄水库、是气候的调节器,也是保持水土的卫士。

有了森林,地面就不怕风吹水冲,水土不易流失。大风遇到防护林带,就被大大减弱;暴雨碰到了森林,力量也大大减弱,等雨水沿着树干慢慢地流到地上,被枯枝落叶、草根树皮所堵截,就容易渗透到地下去,而不会迅速流走。在少雨的季节里,这些储藏在地下的水,一部分汇成清流,流出林地,滋养农田,一部分经过树根的吸收、树叶的蒸腾,回到空中,又变成雨,再落下来。据计算,每15亩森林,在一昼夜间输送到空中的水汽,约为几千至1万千克。所以,林区的空气湿度一般比无林区要高,雨量也比无林区丰富些。

森林还能使气温不致太高,也不致太低。当地面有森林覆盖的时候,地面就不会受到太阳的暴晒,而且大量水分的蒸腾,吸收周围的热量,更可降低气温,所以,森林中夏季的气温一般要比当地城市低好几度;而林内地面的温度更比马路表面低十几度之多。又因为森林像顶伞一样遮盖着下面的土地,使森林里的热量不会一下子散发到空中去而迅速地降低温度,所以,当无林区很冷的时候,森林里仍然很暖和。

森林还是二氧化碳的吸收器和制造氧气的工厂,并且能够滞留空气中的粉尘和消除烟雾,使空气清新。此外,森林还有消除噪声和隔音的作用。有的树种还能减轻大气的污染。

许多国家的实践表明,当一个国家森林覆盖占全国总面积的30%以上,而且分布均匀时,就不会发生较大的风沙旱涝等灾害。

森林能够调节气候,也能保持水土,所以,植树造林是一项很重要的任务;而且,还要护林,如果任意破坏森林,必然会遭到大自然的惩罚。1998年夏季,我国发生长江整个流域的特大洪水,除了特殊的气候以外,在长江上游乱砍乱伐森林也是很重要的原因。

DNA和遗传密码

孟德尔发现了生物的遗传规律,摩尔根证明了控制生物遗传和变异的基因是存在于染色体上的,遗传学到这里是不是发展到顶点了呢?当然不是,随着人类科学技术的进步和研究手段的改进,科学家们又有了新的发现。

科学家们发现,染色体是由蛋白质和核酸(主要是被称为“DNA”的脱氧核糖核酸)组成的,那么,究竟是在蛋白质上携带着遗传信息呢,还是在DNA上携带着遗传信息呢?这个问题难倒了不少科学家。最终,还是一位名叫艾沃瑞的科学家把这个问题解决了。

DNA双螺旋结构的发现对进一步研究生命科学具有划时代意义为了解决这个问题,艾沃瑞设计了一个巧妙的实验,叫做肺炎球菌转化实验,肺炎球菌能够引起人的肺炎和小鼠的败血病。肺炎球菌有很多种菌株,但是只有光滑型的菌株可以致病,这是因为它们外面包有一层保护性荚膜,可以防止它们被宿主的自身保护机构所破坏。艾沃瑞和他的同事们将能致病的光滑型菌株的DNA、蛋白质、荚膜分别分离出来,然后再分别同不能致病的粗糙型菌株一起注射到小鼠体内:他们发现,在这三组实验中,只有注射了含有DNA组分的菌株才会使小鼠得病死亡,而其他两组均不能使小鼠得病,注射以后的小鼠仍然能够正常存活,体内也监测不到有光滑型的致病菌株的存在。这个实验说明,只有DNA才能将粗糙型菌株变为能致病的光滑型菌株,从而使小鼠得病死亡。为了更进一步验证这个结论,他们还把光滑型菌的DNA用特殊的酶处理,将DNA破坏掉,再同粗糙型不能致病的菌一同注射到小鼠体内,小鼠也能正常生活,这两个实验充分说明,DNA才是真正的遗传物质,遗传信息也携带在DNA上。

DNA是一种特别长的高分子化合物。它的立体结构一直是科学家争相研究的项目之一。美国的两位科学家沃森(Waters·n)和克里克(Crick)在1953年提出了DNA的双螺旋立体结构模型,并因此而获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。DNA的双螺旋结构模型为分子遗传学和遗传工程的发展奠定了理论基础,其影响非常深远。

通常所见的DNA,从立体空间结构上来看,很像一架绕着中轴线向右盘旋伸展的长梯子,梯子两侧为两条核苷酸长链构成的扶手,扶手由磷酸分子和脱氧核糖分子交替连接而成,并向中间伸出碱基,两两相连,构成长梯的一个个横档。

DNA分子中的碱基共有四种,即腺嘌吟(A)、鸟嘌呤(C)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。这四种碱基以不同的顺序排列,就控制了地球上几乎所有生物的各种各样的性状。想不到,这么纷繁复杂、色彩斑斓的生物世界,竟然只是由这四种碱基决定的!这四种碱基中的两个碱基彼此相连,构成了DNA长梯的横档,这两个碱基就称为碱基对。所有DNA的碱基对的结合都是有一定规律的,即A只能与T互配成一对,C只能与C互配成一对。因此,在DNA中,碱基对都是A—T在一起,C—C在一起,很少出现例外的情况。

DNA分子在生物体内具有什么样的功能呢?首先,DNA分子能够进行自我复制,使得亲代个体能将自己的DNA复制一份传给子代,这样就可以保持DNA在一代代个体中的稳定性。其次,我们通常所说的基因,实际上就是DNA分子长链中的一个个片断,每个DNA分子上具有很多个基因,一个基因就可以控制生物体的一种性状。基因可以控制生命物质——蛋白质的合成,使得亲代性状在后代的蛋白质结构上反映出来,并使后代表现出与亲代相似的特征。正是由于DNA的这两个重要的生理功能,才会出现“种瓜得瓜,种豆得豆”的现象。

DNA分子的自我复制过程是非常复杂的,其中牵涉到许多酶的活动,其复制的过程大体如下:一个DNA分子复制时,是一边解螺旋,一边复制的,即DNA分子两条相互缠绕的长链,就像一条拉链一样,从每个碱基对的中间分开,形成两条单链,我们称之为母链;然后每条母链按照A—T、C—C的碱基配对规则,以每条母链作为合成子链的模板,从周围环境中选择合适的碱基和其他成分,形成了与两条母链分别相互对应的子链;与此同时,每条母链同与自己相对应的子链结合,形成了与原来DNA分子一模一样的子代DNA分子。

DNA分子控制蛋白质的合成这个过程也是极其复杂的,其中还需要另外一种核酸作为“中间人”才能完成,这种核酸叫做核糖核酸,一般称为“RNA”。RNA分子是一条单链,形状很像一条拆开的单链DNA分子:遗传信息的传递就是从DNA经由RNA,再按照遗传密码的规则,将氨基酸有顺序地排列、连接在一起,合成蛋白质,并将遗传信息表现在这种蛋白质的氨基酸排列顺序上。

什么是遗传密码?这是一个大家都非常感兴趣的问题。

同类推荐
  • 环境中有害物质知多少

    环境中有害物质知多少

    人类生存环境包括自然环境和社会环境,它包容了人类以外的自然界中的一切事物。自然环境是人类生存的物质基础,社会环境是人类生存的精神基础。社会环境是在长期的自然环境中逐渐形成的,影响着人类的行为、思维、想像、风俗习惯、情绪、道德观念、法律意识等。
  • 探索未知丛书-生活小窍门(二))

    探索未知丛书-生活小窍门(二))

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:地理世界、动物乐园、海洋与天空、化学天地、计算机王国、历史趣闻、美术沙龙、农业科学、少年楷模、物理城堡、艺术天地、音乐之声、幼儿教育、语文大观、植物之谜、走遍天下、祖国在我心中等书籍。
  • 地球之肺——森林

    地球之肺——森林

    树木给人类提供了氧气,供人类呼吸生存,同时吸收二氧化碳维持空气的平衡。森林的重要性人人皆知。《地球之肺——森林》以形象生动的语言,开阔读者的视野,使读者对于树木对人类的影响有更进一步的了解,保护好森林,给我们一份清晰的空气!
  • 破译奥秘大世界丛书:破译世界战争悬案之谜

    破译奥秘大世界丛书:破译世界战争悬案之谜

    《破译奥秘大世界丛书:破译世界战争悬案之谜》讲述的是解开世界战争所发生的种种离奇谜案。
  • 探索未知-中国数学家故事

    探索未知-中国数学家故事

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
热门推荐
  • 我的岁月:田毅散文随笔自选集

    我的岁月:田毅散文随笔自选集

    田毅,山东禹城人。中共党员。1967年毕业于上海戏剧学院戏剧文学系。历任高唐县京剧团编导,禹城文化馆创作员,德州行署文教局剧目组创作员,德州地区创作室主任,德州市文联副主席,专业作家。
  • 御兽天下,文雅王爷本红妆

    御兽天下,文雅王爷本红妆

    七王爷废材之名名满天下,性格泼辣,实在让人不敢恭维。那么现在这个灵力升级速度彪悍,温文尔雅的七王爷是怎么回事?!还有七王爷手里的那条“小蚯蚓”怎么变成了血脉神兽魔焰神龙?!众人还没从震惊中缓过神来,七王爷是女人的秘密又将众人雷了个外焦里嫩。众人叹:传言不可信啊不可信。
  • 神座上的囚徒

    神座上的囚徒

    这里有天才汇聚之所;那远方的孤儿院。这里有群魔乱舞之地;那幽暗的地下城。这里有分崩离析的人类诸国:瞧那统治北国的红袍法师、那水晶湖畔的贤者之塔、那耳语双峰的绝世身影、那剥皮山上的恐怖家族、还有那南方至高的评议会。———绯月之歌一个从小镇中被带走的少年,看似与命运无关,却巧合跌进了命运的洪流之中。是人为的操控?还是命运的玩笑?且看他如何在充满迷雾与荆棘的道路上奋力抗争。
  • 别离风尘客

    别离风尘客

    遗憾,蝼蚁望穿秋水沉默,归途总是难过期盼,不远便是救赎他很平凡,但他一身风尘还要去往远方那里也许有他的牵挂,也许没有,但他还要向着更远的远方寻找新人,第一次写书,写的不好请原谅
  • 陌上人如玉公子大猪蹄

    陌上人如玉公子大猪蹄

    一面平静的湖面,一次掉落使她穿越她:一个舌灿莲花的姐姐,一个假仁假义的母亲,我到底经历了什么他:一个威风凛凛的将军,为了她却像个幼稚的孩子……她:将军,我们何时成亲他:不用什么黄道吉日,今日成亲……从此一生一世一双人
  • 逍遥仙邪

    逍遥仙邪

    故事里,爱情凄美刻骨铭心,兄弟义气豪天义薄云天。现实中哥们是用来插刀的,挚爱是用来背叛的。可惜徐朗上演的正是被背叛和被插刀那个倒霉的。来到一个陌生的世界,这个世界很精彩也很无奈。从此后徐朗放逐自我,不再谈爱情不再讲友情,君子面前邪气凛然,恶人眼里道貌岸然,亦正亦邪把酒抚刀笑傲人世间。
  • 大地之魂

    大地之魂

    神背弃了这个世界,谁又能让他们想起依然祈祷远离凶恶,祈祷平安的那一群羔羊?大陆由对力量的痴迷牵引偏离了神的旨意,这会是野蛮滋生还是另一个起点?人终究是时间长河中的一小朵浪花,谁又能永生不灭呢?神的使徒伴随邪祟降临世间,他不是救世主,只是一个孤独的可怜人。
  • 起源启示录

    起源启示录

    对于未来,我们不知道我们会走多远。但是对于未来,我们的前辈与先知们早已预言。在末日的启示录中,我们的未来是最终毁灭殆尽,还是重获新生?
  • 弑魔暗天

    弑魔暗天

    前世大陆第一强者落风,因一次意外而时光倒流回到少年时期,由于前世记忆未曾消失,他决定重新改变大陆。同样,因为落风的时光倒流,使时间出现错乱,魔界提前降临,他和他的六个伙伴将要担负起拯救大陆的使命。
  • 绝色杭州

    绝色杭州

    作者王旭烽以一种全新的角度,写杭州美丽的湖光山色、人文精神,写绝代佳人、一世英豪,写大思想家、大文学家,在这一湖碧水间的林林总总,这美丽华贵的城市,值得你梦萦神驰。上有天堂,下有苏杭。杭州,这座天堂级的城市,有三秋桂子、十里荷花,更有名满天下的西湖水,举世奇观的钱塘潮。杭州,这如梦似幻的人间天堂,正吸引更多的人,走进它温柔的怀抱。