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细菌是地球上分布最广泛的生物之一 阅读附答案
2022-07-02

细菌是地球上分布最广泛的生物之一,我们用肉眼看不到它们的真实面目,但它们却蕴藏着许多化腐朽为神奇的超能力。

存活在地球上一些最荒凉环境中的蓝藻细菌能吸收二氧化碳并排放氧气,研究人员将这些微小的生物与人类未来可能出现的火星生活联系在一起。蓝藻细菌借助光合作用产生能量,但是它们进行光合作用所需要的阳光远低于栽培其他植物所需要的阳光。研究人员发现,蓝藻细菌的光合作用借助了一种特殊的叶绿素叶绿素f,将远红外线和近红外线转变成能量。这是它们能够在低光照环境下存活的原因。

将蓝藻送往火星为人类制造氧气成为可能。现在,最新的研究已经给人类在地球外生活所需的氧气来源提供了一个探索方向,你或许无法在未来二十年里真正生活在火星上,但当你前往火星时,至少能够像在地球上一样正常呼吸。

目前,世界各地都在广泛利用太阳能,利用太阳能的一大前提条件是晴天。那些阴雨连绵的地方怎么办?于是科学家们在细菌上动起了脑筋。加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员开发了一种便宜且可持续的方法,利田邹荫将光转化为能量来制造太阳能电池、这种新电池产生的电流密度比以前此类设备更强,且在昏暗光线下的工作效率与在明亮光线下一样。

以前制造源于生物的电池时,采取的方法是提取细菌光合作用所用的天然色素,但这种方法成本高,过程复杂,需要用到有毒溶剂,几可能导致色素降解。为解决上述问题,研究人员将色素留在细菌中。他们通过基因工程改造大肠杆菌,生成了大量番茄红素,番茄红素对吸收光线并转化为能量来说特别有效。研究人员为细菌涂上了一种可以充当半导体的矿物质,然后将这种混合物涂在玻璃表面。他们把涂膜玻璃作为电池阳极,生成的电流密度达 0.689mA/cm2,而该领域其他研究生成的电池密度仅为0.362mA/cm。

研究人员称,这一工艺会将色素的生产成本降低百分之十。他们的终极梦想是想找到一种不会杀死细菌的方法,从而无限地也制造色素。这种源于生物的材料还可广泛应用于来矿、深海勘探以及其他低光环境领城。

随着研究的不断深人,细菌的功能动能被进一步挖掘,罗马大学物理学教授列奥纳多开发出一系列由纽菌供能的微型电机在这种特殊电机中,研究者使用了基因工程修正过的大肠杆菌,在微型电机阵列中,每个电机外表上都被蚀刻15个微室,当研究者滴入一滴包含数千余游动细菌的试剂后,细菌会一个个游入微中,头部在内,鞭毛在外。在合力作用下,细菌变成了微小的螺旋桨,像流水转动水车一样转动微型电机。

由于改造后的大肠杆芮有自己的游泳方式和行为特点,研究者特意在电机上建立了45度角的坡道,使担矩最大化,将这些大肠杆菌赶进微室,让鞭毛在腔室外面自如鞭打,推动单个电机转子运动。为了聚集和控制细菌,研究者每隔10秒就用激光点亮一次电机系统,从而使系统内每个组件都能步调一致。这种电机系统操作简单且成本低,能让细菌对环境中的不同信号做出目标反应。

在美国,每年有超过34万千米的石油和天然气管道用于运输160亿柄左右的原油、精炼石油及液化天然气。此外,还有长这教百万米的管道地埏于海底。这些管道一旦破裂,无论从商业还是环境的角度来看,代价都是惨重的。因此,开发一种可靠、有效的监控方式迫在眉睫。

科学家们注意到,一些生长在土壤和海洋中的组菌可以吞噬某些碳氧化合物并在此过程中产生一定的电压,密西比州立大学的环境工程师古德正在研究将细首包装成传感器。这种细菌传感器长约几厘米,附着在管道外部,可与现有的设备协同工作,优化仅器检测,并减少从管道中泄漏并污染环境的石油和天然气的数量。

细菌传感器工作时就像一块以生活在海水和海洋沉积物里的细菌为基础的电池。它一侧的阳极由含有一定浓度、嗜食碳氢化合物的细菌多孔膜制成。当碳氯化合物分子通过该膜,细菌便会吃掉它们,接着电子穿过调节和测量电子流的电阻器,不断移向阴极,阴极內嗜食电子的细菌菌落便可以美美地饱餐一顿了。

这种能吃掉碳氢化合物的细菌传感器既可用于管道,也可用于油轮、卡车和储油罐。研究人员正在研究开发一个更大的系统来吞噬泄漏物,以减轻污染后的清理工作,保护环境。

1.细菌的超能力主要表现在哪些方面?请根据文意概括作答。(4分)

2.文中划线句子主要使用了什么说明方法?有何作用? (3分)

3.下列将手加点间体现了说明文语言的什么特点请简要分析。(3分)

你或许无法在未来二十年里真正生活在火星上,但当你前往火星时,至少能够像在地球上一样正常呼吸。

【答案】

1.①吸收二氧化碳并排放氧气;②将光转化为能量;③吞噬某些碳氢化合物,产生一定的电压。

2.运用了打比方的说明方法,将细菌比作蝶旋桨,生动形象地说明了细菌发电的原理。

3.或许是可能、大概的意思,表示推测;未来二十年里是时间限制,这两个词体现出了说明文语言准确严谨的特点

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