1、1说明文阅读 20 篇生活科普（5 篇）我们为什么会过敏过敏是生活中常见的现象，有的人摸一下小狗就会打喷嚏，而有的人吃一颗花生米就得进医院抢救。这种“不公平”到底是某种演化上的适应机制，还是只代表了身体的脆弱可以在不经意间置你于死地？美国霍华德休斯医学研究所研究员卢斯兰梅德泽托夫介绍，通常来说，过敏是对有害环境物质、植物化学成分、刺激物、空气微粒等的保护反应。所有过敏反应都有一个共同点把身体不想要的东西排出去（通过呼吸道、消化道或皮肤） 。没有过敏症状的人也有同样的保护反应：当吸入尘埃颗粒时会打喷嚏或咳嗽，吃下腐败食物时会呕吐，接触到刺激性物体时皮肤会发痒等，这些反应都通过神经反射调节。人们的
2、免疫系统也会参与这些防御机制。然而，对过敏者来说，这些防御会变得极端，最终导致病理性的过敏症状。在这种情况下，即使接触到极少量的过敏原，人体也会出现反应。为什么有些人会过敏，有些人不会呢？这个问题还没有答案。不过，现代社会环境难辞其咎：二十年来，过敏现象变得越来越流行。人们的饮食以处理过的食物为基础，加上过度使用抗生素和卫生保健产品，都很可能加剧了这一趋势。许多人认为，过敏只是一种对环境中普遍存在的东西，如螨虫和蟑螂2的蛋白质以及花粉等产生的错误反应。美国贝勒医学院免疫学教授大卫科里认为，更准确的说法可能是，人们的免疫系统中发生了某些变化，使人们对无害的花粉和其他介质的正常“耐受性”和非炎症反
3、应，转变成了能导致哮喘、鼻窦炎、过敏和其他疾病的炎症反应。导致这类免疫反应的主要原因似乎与真菌有关。至于现在会有这么多人出现食物过敏症状，有以下理论可供分析。 首先是所谓的“卫生假说” ，与免疫系统在感染和过敏之间如何保持平衡有关。 “随着社会不断进步，我们的父辈和祖辈可能感染过的传染性疾病变得越来越少。例如，现在的孩子可能永远不会患上自然发生的水痘，因为我们已经有了高效的疫苗，使该疾病的发生率显著降低。 ”马修格林霍特解释，在演化过程中，免疫系统逐渐学会了在感染和过敏炎症之间保持平衡，但感染发生率的降低可能会使平衡出现异常，使过敏炎症一侧变得过于活跃。另外两种理论也值得关注。一种是与维生素
4、D 有关。奶制品可能是最广为人知的维生素 D 来源，其次是皮肤接受日晒。维生素 D 是重要的免疫调节标记，包括食物过敏在内的过敏症状可能都与维生素 D 缺乏有关。第二种理论与某些可能含有高过敏风险的食物的接触时间有关。马修格林霍特介绍，多年前，基于当时能获得的数据，针对一些可能会有高食物过敏风险（父母有过敏史）的儿童，研究人员建议他们的父母在孩子大约三岁之前，不要给他们吃花生、坚果和海鲜等食物，以免触发某些个体的免3疫系统出现过敏反应。事实上，反过来可能才是更好的选择。后来许多研究显示，故意在早期让有过敏风险的幼儿接触潜在过敏原，其实才能真正起到保护作用，而不是故意地推迟。美国过敏、哮喘及免疫
5、学学院发言人尼塔奥格登博士认为，过敏是由过于活跃的免疫系统将特定过敏原识别为外来入侵物体而引起的。如今我们知道，导致过敏的因素有很多，遗传因素是其中比较明确的一个。许多没有家族病史的儿童和成人也会出现过敏。人类对过敏的认识还在不断更新，但结论很有可能也是与遗传因素和环境因素的相互作用有关。（选自发明与创新大科技 2018 年 1 期，有删减）人为何会有下巴徐 风观察一下其他灵长类动物或尼安德特人的颅骨，你会发现它们和晚期智人相比似乎少了些什么。的确，有一样东西是我们独有而其他灵长类动物、尼安德特人和早期智人都不具备的：那就是下巴。猩猩的下颌是从前门牙处向后倾斜的，直立猿人等原始人类的下颌也都是
6、这样的形式；尼安德特人的下颌则是平的；只有现代人类的下颌处有一块镶嵌突出的骨头，也就是下巴。从某个角度看，下巴只是个无关紧要的小东西，但有趣的是，我们人类是唯一拥有下巴的动物，为什么别的动物都没有呢？更有趣的是，人们对下巴这一看似毫无用处的附属部位提出了多种不同解释。 咀嚼造就了我们的下巴？科学家最初的解释是：下巴是为了咀嚼而生，4下巴可以在咀嚼时帮助下颌减少承受的压力。但是后来科学家发现，下巴实际会加重下颌的压力。下颌骨是一分为二的，当我们咀嚼时，会压迫下颌骨靠近脸部外侧的部分，并拉扯靠近脸部内侧的部分，因为骨头在受到压迫时比拉扯时更为强健，理想状态下人类应该加强脸部内侧的骨头，而不是外侧。
7、换句话说，人类需要的恰好是与下巴相反的作用。说话使人类有了下巴？有科学家认为：下巴是为了顺应人们说话而进化的产物它可以抵消我们说话时产生的力量。随着语言的出现，人们说话时舌头和相关肌肉会不断活动，这种频繁的肌肉运动导致面部下端出现了这一突出的骨骼结构。毕竟，说话的能力是将我们与其他动物区分开的重要因素，但没有其他有力的证据证明舌头确实产生了足够的力量，需要这么一块骨头来抵消它的作用。任何可以用声音交流或可以用舌头进行复杂进食动作的哺乳动物，可能都承受了同样的压力和张力，但它们也没有进化出下巴，所以这一推论值得怀疑。 激素水平的变化造就了我们的下巴？最新的研究结果显示，下巴是在进化适应中随着面部
8、大小和形状的改变而产生的。进化中的人类对社会生活越来越适应，体内的激素水平也随之发生了变化，而下巴的出现，或许就和这些变化有关。利用先进的生物力学手段，爱荷华大学的研究人员经研究分析，指出晚期智人之所以长出下巴，原因似乎应该归为简单的几何学：从早期智人到今天的人类，我们的脸部变得越来越小（比尼安德特人小了大约 15%） ，在这个过程中，面孔底部的骨骼也随之突了出来，成为我5们的标志特征。同样在爱荷华大学，罗伯特弗朗西斯卡领导的一组人类学家提出了一个更富趣味的解释：他们认为下巴是人类生活方式转变的副产品。这个转变始于 8 万年前左右，到了大约 2 万年前，晚期智人开始从非洲向外迁徙，他们的生活方
9、式也从此发生了剧变。具体来说，晚期智人的祖先是古代的狩猎采集部落，在进化的过程中，原先彼此隔绝的小部落变成了互相协作的大集体，并且结出了一张张社会关系的网络。随着群体的关系变得越来越密切，人们也越来越多地用艺术和其他符号媒介来表达自己的感受。在这个过程中，男性的变化尤其明显，他们的性格变得沉静，不再像以前那样为了领地和财产而大打出手，而是更加愿意结盟。与这个态度上的变化同时发生的是男性的激素水平、尤其是睾丸酮水平的下降，而这又造成了他们颅面部的显著变化。其中较大的一个变化是面部缩小了，下巴自然也就突显了出来。（选自百科百科知识2017 年 14 期，有删减）“暖宝宝”里神秘的化学李瑞祥 邵红能
10、寒冷的冬天里，有一个可以取暖的物品，这大概就是人生中最幸福的事情了！你还害怕寒风凛冽时不敢出门吗？有了暖宝宝，你就什么都不用怕了。暖宝宝的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。简单说来，暖宝宝里面主要用碳粉、铁粉、水和食盐水，再加点6添加剂组成一个原电池放电，由于没有正负极，电子无法分正负电子导出，直接形成短路，从而产生热量（原电池原理） 。为了保持温度，暖宝宝使用矿物材料蛭石来保温。因为暖宝宝在使用前不能发生反应，所以袋子材质要很特别。暖宝宝由原料层、背胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的外袋背胶层。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺
11、布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢，就没有什么温度了。暖宝宝是利用铁氧化反应放热来发热。实际上，也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时，利用活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴流出，与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速地发生反应生成氢氧化铁，放出热量。铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的，若能加快这种反应，如设法加大铁的表面积，使用水、食盐和活性炭形成原电池来促进反应，就可以得到发热袋所需的温度，成为发热袋的
12、热源。我们在使用暖宝宝时，一旦揭开那张贴纸，空气就会透过原本被密闭的气孔进入暖宝宝，铁粉以及其他原料在空气作用下迅速发生化学变化，产生热量， “反应完了，热量也没了，所以加了蛭石来保温。 ”从暖宝宝的材料来看，只要按照科学的使用方法和正确的步骤使用，暖宝宝应该是没7有副作用的，但劣质产品可能会使用工业铁粉，所以消费者最好不要买很便宜的那种产品。一般人用暖宝宝是不会有什么不良反应的，暖宝宝能给身体提供热量，敷在肩膀、腰、膝盖等地方，还能缓解关节受凉、老化。不过，糖尿病患者、小孩和老人要慎用暖宝宝。因为糖尿病患者肢体末端感觉减退，小孩和老人感觉也不灵敏，所以容易发生低温烫伤。被暖宝宝烫伤的患者以老
13、年人居多，这与使用前大多没有仔细阅读使用方法和注意事项有关。暖宝宝的最高发热温度可达到 66，可持续 12 小时均匀放热，因此暖宝宝是严禁直接贴在皮肤上的，也不适合贴在较薄的衣服上，睡觉时也不宜使用。使用时最好每隔 1 小时检查一下皮肤，发现有红斑或其他不适，应立即停止使用。明白了暖宝宝的原理之后我們可以发现，方便的背后并非隐藏着多么复杂的原理，有的时候一点简单的常识，只要应用得当，就能创造出更高的价值。（选自知识就是力量2018 年 2 期，有删减）“多坐少动”会有什么后果“多坐少动”是脑力劳动者、知识分子的“通病” 。如今看电视的人不计其数，而世界杯更是把人“钉”在了电视前。大家都知道，生
14、命在于运动，而整天坐着不动肯定要得病。至于得什么病，各位可能也说不清。多坐少动又被称为“静坐行为” ，就目前所知，它至少能引起糖尿病、8肥胖和心血管病。光这几种病染上身就让人很糟糕了，但日前竟然爆出它还能使人患上癌症！其中，最常见的是结肠癌、子宫内膜癌和肺癌，看来男女都有份。分析表明，看电视最容易引起结肠癌和子宫内膜癌，这也许是因为人在看电视时喜欢喝高糖饮料和吃垃圾食品的缘故。还有一组数据指出，静坐时间与癌症发生有直接相关性，每多坐 2 小时，患结肠癌的风险提高8%，患子宫内膜癌的风险提高 10%，患肺癌的风险提高 6%。不过，这个发表在国家癌症研究所杂志的结果并非基于动物或人体试验，而是来自
15、大数据分析，但要命的是这个大数据正是直接来自真实的人群调查，不知你信还是不信，反正我信！也许不懂生物医学的人不明白，为什么糖尿病、肥胖、心血管病、癌症等不同的疾病竟然能扯在一起？其实大家想想这些病都是慢性炎症的后遗症就明白了。我关注慢性炎症及其并发症与后遗症的分子病理学，所以我似乎什么病都研究，就是这个道理。为什么坐着不动会致癌呢？我觉得这里面既有直接原因，也有间接原因，直接原因是不活动影响全身血液循环，当然就会影响供血和供氧，而缺氧正是肿瘤发生的“疑凶” 。间接原因是不活动导致热量消耗减少，内脏容易沉积脂肪而导致炎症，而炎症也能引起缺氧、生血管和长组织，久而久之也就发展到了肿瘤阶段。这用中医
16、的话来讲就是“气滞血瘀” ，这里的“气滞”相当于“缺氧” ，9而“血瘀”指的是“血管新生和组织增殖” 。在我看来，缺氧有两种含义，一种是血液循环不畅导致的供氧困难，另一种是炎症诱发的一氧化氮竞争性结合载氧蛋白（血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素 c 氧化酶） ，导致在有氧的情况下也无法供氧。这种情况称为“代谢性缺氧” （metabolic hypoxia） 。对于前一种缺氧情况，活动活动也就缓解了，而后一种缺氧即使经常活动也不会立即缓解，只有当炎症消退以后才能缓解。说到这里，你应该明白了，活动的表层含义是加速血液循环，而深层含义却是增加能量消耗，避免炎症发作。因此，人们常说的“站一会、走一程”的“活
17、动筋骨”式柔和运动方式基本上是不管用的，还是必须用“走出去、跑起来、瘦下去”的激烈锻炼方式才能奏效，因为它让你灭掉了你内在的“火” （炎） ，从而真正保持身体健康！（选自科学网 ）温泉秘密知多少吴 涛 郑克棪泡温泉不仅是种享受，而且对人体还有不少好处。一是能够促进血液循环，加速新陈代谢；二是温泉中所含的矿物质，对皮肤炎症等疾病有一定的疗效。不过，泡温泉一定要讲究科学的方法，不然只能是适得其反。泡温泉的过程中要注意循序渐进。温泉池一般有几种不同的温度，要10先从温度较低的开始泡，逐渐过渡到温度较高的池子，不过最好不要超过42，否则过度的高温会对身体造成损伤。下水之前，要先泡泡脚并用温泉水浇淋全身
18、，待身体适应了温泉的温度之后再浸泡。一开始可以先尝试“半身浴” ，渐渐过渡到“全身浴” 。泡温泉的时候如果出现胸闷、头晕等症状，一定要及时补充水分和降温通风，以免发生意外。有些人是不适合泡温泉的，比如有严重心脏病、皮肤病等疾病的人。世界上分布着许多天然的温泉，温度有高有低，有的泉水甚至能煮熟鸡蛋。那温泉水为什么会比普通地下水温度高呢？是谁在给它们加热？我们都知道，地球的中心部分地核充满温度极高的岩浆，就像是一口永远在沸腾着的巨大锅炉，不断向外散发热量。因此越靠近地核，地层的温度就越高，温泉就是受到地热的影响而产生的，这也可以解释为什么火山多发的地带更容易有温泉。因为火山活动带的地下经常有尚未冷
19、却的岩浆，热源离地表较近；曾经剧烈的地壳活动也会造成地层中有一些可以储水的空间。當积聚的水被地热不断加热并寻找到出口到达地面的时候，就会形成温泉。比如，像冰岛、日本等活火山分布较多的国家都有着极为丰富的温泉资源和泡汤文化。位于美国黄石公园内的大稜镜温泉，是了解生活在温泉中的“异形生物”的范本。被称为“地球之眼”的大稜镜温泉以其绚烂夺目、丰富多彩的颜色而著称，而这美丽的颜色就来自于水体中生活着的藻类和含色素的细菌等微生物。11大稜镜温泉的中心呈蓝色，这是因为出水口的温度极高，没有任何生物，所呈现的是水面反射天空的颜色。蓝色中心的外围区域根据季节的不同，有时候呈现青绿色，有时候呈现黄色和橙黄色，这
20、主要是因为这一区域生活着一种叫作聚球藻的蓝藻（又称蓝细菌） 。当光照适当时，蓝藻开展光合作用，产生较多的叶绿素，因此外围带呈现蓝绿色调；当夏季阳光比较强烈的时候，聚球藻会产生更多的类胡萝卜素，因此这一区域的色调就会变成偏橙黄色。当远离温泉中心时，水温渐渐变低，其中生活的微生物种类也变得更多，这让大稜镜温泉的最外部区域呈现红棕色。通过对温泉中微生物的研究，结合一些地质考古发现成果，科学家们甚至提出了“地球早期生命起源于陆地远古温泉环境”的假说。有的研究人员还认为，未来火星探索任务应当着眼于当前火星上干枯的温泉遗址，因为从地球的情况推测，这里最有可能发现生命存活的证据。（选自知识就是力量2018
21、年 2 期，有删减）自然奥秘（5 篇）“海岸卫士”红树林红树林是一类生长在热带、亚热带海岸滩涂上的潮滩湿地的植物群落，它并不是红色的，因为它的树种中大部分属红树科，故得名红树林，事实上这些灌木或乔木都是常绿植物。红树林为什么被誉为“海岸卫士”？121986 年，中国广西沿海发生百年未遇的风暴潮，合浦县 400 千米的海堤被冲垮了大半。但是，只要堤外有红树林的地方，海堤仍完好无损。因此，当地百姓便把红树林誉为“海岸卫士” 。红树林通常处在陆地向海洋过渡的地带，因此红树林具有许多独特的性质。红树林的种子外表和四季豆差不多，垂挂于藤架上，在母树上发芽，幼苗脱落掉到海水中，插入泥沙，并且发育成一株小树
22、。有时，幼苗遇上潮汐会被海水卷走，但待到海水退潮时，幼苗又会随遇而安地在别处扎根生长。红树林就依靠自身奇特的生长方式繁衍着，盘根错节、相互支撑的特性在海潮风浪中稳如泰山，既化解了海潮风浪的冲击，又起到保护堤岸的作用，同时也起到了保护滩涂、净化海水的作用。事实上，红树林还是海鸟等海洋生物的乐园呢！研究表明，红树林是至今世界上物种最多样化的生态系之一，生物资源量十分丰富，如广西山口红树林区就有 100 多种大型底栖动物，100 多种鸟类、130 多种昆虫。广西红树林区还有近 160 种和变种的藻类，其中4 种为中国最新纪录。这是因为红树以凋落物的方式，通过食物链转换，为海洋动物提供良好的生长发育环
23、境，同时，由于红树林区内潮沟发达，吸引深水区的动物来到红树林区内觅食栖息，生产繁殖。由于红树林生长于亚热带和温带，并拥有丰富的鸟类食物资源，所以红树林区是候鸟的越冬场和迁徙中转站，更是各种海鸟的觅食栖息，生产繁殖的场所。在有红树林的海域，几乎从没有发生过赤潮。据林科院专家介绍，红13树林每年每公顷能吸收 200 公斤左右的氮和近 20 公斤的磷，对水体起着净化的作用。难怪有位诗人曾这样热情地赞美它们：“红树林根的迷宫，防浪护堤的铜墙铁壁，天然的污水净化厂，海洋生物的伊甸园。 ”红树林的分布虽受气候限制，但在海流的作用下，它的分布却超出了热带海区。在大西洋沿岸，红树林到达百慕大群岛，在亚洲出现于
24、日本南部，它们都超过北纬 32，在南半球红树林分布更加远离赤道，可见于南纬 42的新西兰北部。红树林里的动物主要是贝类，常见的有砗蠔、栉孔扇贝、糙鸟蛤和马蹄螺、凤螺、筛目贝和粒核果螺。在红树林水域有多种浮游生物，常见的硅藻有角毛藻、半管藻、三角藻、圆筛藻等浮游藻类。浮游动物则有波水蚤、丽哲水蚤、新哲水蚤、真刺水蚤、胸刺水蚤等。红树林内残落物的分解有利于浮游生物的滋长。红树林里还有各种鸟类，多半属水鸟和海鸥类，也有一部分陆栖鸟类出没于红树林带。在发育良好的红树林偶尔还会有野猪、狸类及鼠类等小型哺乳类出没。红树林里也招致了某些蜂类、蝇类和蚂蚁等。它们对红树植物的传粉和受精起着积极的作用。红树植物的
25、花、叶、枝条等散落泥水中被微生物分解，为底栖动物提供了丰富的营养。所以说，保护和发展红树林是开发热带及亚热带沿海资源中必须重视的问题。（选自科普中国网）14“海水稻”的水是海水吗邢军武近年来，媒体与各级政府对“海水稻”给予铺天盖地的超常关注。如果真能够用海水来生产水稻，将是人类历史上举世无双的伟大成就，怎样评价都不过分。既然专家把这种水稻称作“海水稻” ，并由此获得超常的关注和轰动效应，理应先从什么是海水、什么是水稻讲起。 虽然地球上的水很多，但并非什么水都可以被称作海水。海水通常都是特指海洋里的水。而海水最显著的特征就是咸，每 1000 克海水中含有35 克盐，其余 965 克是 H2O 或
26、曰淡水。相比对海水的了解，人们对水稻的认识更多。因为水稻是中国人的主粮，也称大米。其产区从南至北、从东到西，几乎遍及全国一切具有水资源条件的地区，都有水稻的身影。远在数千年前，中国人已在盐碱地栽培水稻并取得优异的成就，但之所以能够在盐碱地栽培水稻并获得丰收，主要是依靠发达充沛的水利设施与淡水资源。事实上，只要有充足的淡水，任何盐碱地都可以栽培水稻，对中国人来说，这是老祖宗几千年前就掌握了的成熟技术。事实上，盐碱地里产出的水稻由于盐碱造成的渗透势影响，其稻米的品质和口感特别好。这也是为什么很多盐碱地区生产的水稻经常被作为贡米或深受市场欢迎的原因。所谓“海水稻” ，据说是上世纪 80 年代，广东湛
27、江陈日胜先生在遂溪15海边芦苇荡里发现的一种野生稻谷类植物（也有报道说，其实就是遂溪古已有之的地方特产“长毛谷”或曰“长毛红米” ） 。从芦苇能够在这里形成大面积群落推测，应该不是纯海水，而是内陆河流入海形成的湿地，其水应是淡水与海水的混合水。需要特别指出的是，并非靠海的水就一定是海水，前面已经介绍了海水有严格的盐度定义。同时，虽然都是海边，其实无论土壤还是水体其盐含量会相差甚大。天然“海水稻”生长的环境虽然可能混合有海水，但其盐度并不足以称之为真正意义上的海水，而只能称为咸水或微咸水的“两合水” 。由于“海水稻”的炒作者深知其并不能耐受海水，所以其生产模式实际是采用在淡水中掺海水的方式勾兑出
28、所需要的盐度，而众所周知，我国淡水资源尤其是北方地区极其贫乏，某地连引入的黄河水都已经不能支持城市生活和工农业需求，在此背景下，再将极其珍贵的淡水掺杂进所谓1/8 或一半的海水，必然使来之不易的淡水资源受到海水污染，由此造成海水入侵和次生盐渍化扩散，对周边水源和农田构成持续的环境危害。由此可见， “海水稻”还不能真的灌溉海水或在海水里生长。 “海水稻”的耐盐能力，还远远谈不上耐受真正的海水。虽然近几十年来生物学技术正比以往更加突飞猛进地发展，基因测序、基因组、转基因技术也已经被广泛应用到提高作物耐盐能力的研究中，但依然没有太多实质性进展。16这其中主要原因在于：迄今为止，人们对植物的耐盐生理及
29、其调控基因仍缺乏最基本的了解。但可以肯定的是，植物的耐盐性状应该是受多基因控制的。可见， “海水稻”未来是否能在海水里生长还不清楚，也还需要观察。（选自中国科学报 ，有删减）豆科植物的根部为什么会长小瘤子如果要保证植物正常生长，三大营养元素氮、磷、钾是不可缺少的。尤其是氮元素，对作物生长起着非常重要的作用。它是植物体内氨基酸的组成部分，氨基酸是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。众所周知，在我们周围的空气中，几乎含有 70%以上的氮气。这样大量的氮完全能满足植物生长的需要，可惜，绝大多数植物无法直接吸收空气中的氮气，只能依靠施氮肥才能保证作物的生长和发育之需。但
30、有一类豆科植物却与众不同，可以直接利用空气中的氮。我们很熟悉的黄豆、豌豆、蚕豆、扁豆等，都属于豆科植物的果实或种子。为什么豆科植物能够利用空气中的氮呢？原来，土壤中有一类根瘤菌，它们体内存在着有生物活性的固氮酶，能将大气中的氮气还原成植物可以直接利用的氨，植物学家将这个过程称为生物固氮作用。由于土壤中的根瘤菌侵入豆科植物的根部细胞后，引起根部细胞强烈分裂和生长，从17而在根部形成一个个“小瘤子” 。当豆科植物和根瘤菌之间的共生关系建立后，植物供给根瘤菌生存所需要的无机盐营养和能源，而根瘤菌能固定住大气中的游离氮气，为植物生长提供所需的氮元素，这是一种相互依赖的双赢关系。其实，土壤中还有很多具有
31、固氮作用的微生物，根据它们的习性通常分为两类：一类是在土壤中能独立生活的自生性固氮微生物；另一类是需要与植物共生的共生性固氮微生物，如与豆科植物共生的根瘤菌。在实际的农业生产过程中，为使豆科植物多生小瘤子，可用根瘤菌制成的菌肥拌种。有时候为了提高作物产量，还可以将豆科作物与其他庄稼作物轮作，因为种过豆科植物后，土壤中可直接被其他植物利用的氮素会有所增加。值得注意的是，一种豆科植物通常只能与一种或少数几种相应的根瘤菌系共生，如豌豆根瘤内的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等根部形成根瘤，大豆只能从大豆根瘤中的根瘤菌形成根瘤。生物固氮是一个重要的生命活动现象，它能在常温常压下完成固氮过程。因此，科学家都非常注
32、重研究这一现象和机理，希望有一天能够人工模拟这一过程制造氮肥，使非豆科植物也能参与共生固氮。（选自十万个为什么 ）荒漠植物是如何用水的袁国富在我国西北干旱区，有三种分布广泛的荒漠植物：胡杨、梭梭和柽柳，18具有不同的用水策略。胡杨是生长在极端干旱区的一种乔木树种，它是一种典型的荒漠河岸林植物，只能生长在干旱区内陆河河道的两岸。尽管是生长河岸边，胡杨根系的水分吸收主要还是来自土壤水，而不是直接去吸河水或地下水。在降水稀少而且河道可能经常断流的极端干旱区，要维持充足的土壤水分供给，就只能生长在河道两岸，这里通常受河道水的补给形成了两岸的地下水浅埋区，这些浅埋的地下水能够维持上方土壤水的充分供给。发
33、达的侧向根系是胡杨应对极端干旱区因经常性干旱威胁可能导致土壤水分供给不足而形成的重要适应机制。梭梭的用水策略则表现的相对灵活，梭梭的生理活性对降雨的响应非常敏感，而没有降雨时，梭梭发育的深根又能保证它能够获得深层的土壤水甚至地下水的补给。对梭梭根系的发掘也发现梭梭吸收根在浅层和深层分布相对均衡，便于它灵活地利用降水和地下水。梭梭在每年生育期早期更倾向于利用春季融雪产生的充足表层土壤水，而进入夏季，因为降雨稀少且不稳定，梭梭更倾向于用深层土壤水和地下水，对降水响应反而不敏感。从这些研究结果可以发现，梭梭是一种偏好利用雨水的荒漠植物。梭梭的这种用水策略决定了它更多地分布在雨水相对多的区域。尽管梭梭
34、发育有深根，具备利用深层土壤水的能力，但是由于梭梭对降水的偏好，特别是生长季早期对浅层土壤水的偏好，梭梭很难在雨水更少的区域自然生长。比如在南疆或者降雨量稀少的内陆河下游区域，很少发现天然生长的19梭梭。 柽柳广泛地分布在我国西北干旱区的不同位置，仅就这一点就能反映出柽柳对不同水分条件的适应能力。在西北干旱区，在野外地下水埋深达10m 以上的位置我们能观测到柽柳的成片生长，在经常被水淹的河漫滩上也能发育成片的柽柳林。柽柳的这种适应能力实际上使它在我国其他半干旱、半湿润甚至湿润气候区都有分布。柽柳超强的水分适应能力体现在很多方面，但是其专注于利用能够稳定供给的深层土壤水和地下水的用水策略是一个重
35、要原因。柽柳地上部分冠层高度通常不高于 2m，但其根则可以深入 10m 以下，地下生物量比地上生物量要高出许多，这种根系发育保证了对深层水分的吸收。在我国西北干旱区，大部分荒漠植物的水分利用策略都可以划归为上述三种类型。不论是依赖河水，还是偏好雨水，抑或吸收地下水，干旱区的荒漠植物通过长期的演化而具备对其所处环境的特殊适应能力，形成了针对不同水环境的不同类型的荒漠植物，使得严酷干旱环境下的植被景观并不单调，大自然因此显得丰富多彩。科学家们通过研究，了解荒漠植物的水分利用方式，可以为我们治理荒漠生态系统、维持荒漠生态系统的稳定可持续提供重要的科学依据。（选自科学网，有删减）令箭荷花：仙人掌家的明
36、星花朵20史 军令箭荷花是一种非常容易打理的花卉。令箭荷花的老家在中美洲，墨西哥是它们的分布中心。那个地方终年都是酷热和干旱的状态，要想开花并不容易。这一物种来到中国安家其实是人类的杰作，不曾想，却在这里找到了比老家更适宜的生活环境，那就是中国人的花盆。因为很多中国人都对“昙花一现”这个成语有着别样情愫，就想一睹昙花绽放的美颜。于是，作为昙花的兄弟，令箭荷花就变成了花盆里的“假冒昙花” 。就长相来说，令箭荷花和昙花确实有相似的相貌，它们都有扁平如叶子的茎秆，也有硕大如荷花的花朵。如果不是花朵颜色和茎秆边缘的差别，那还真的很难区分这两种植物。总的来说，令箭荷花的茎秆更厚实，形似令箭，也没有昙花植
37、株边缘那種波浪风格，令箭荷花也因此得名。至于说花朵，令箭荷花的花朵通常是红色的，而昙花的花朵通常是白色的。知道这些差异就可以区分两者了。花朵在夜晚绽放有一个重要的原因，就是取悦夜晚活动的传粉动物。要知道，花朵的重要使命就是传宗接代，把基因传递下去。在沙漠地区，白天活动的动物实在是太有限了，夜晚才是动物的活动时间，于是很多沙漠植物都选择了在夜晚绽放。像大型的蛾子、蝙蝠都是很好的花粉搬运工，它们对传粉工作的贡献一点都不比蜜蜂和蝴蝶差。而缩短开花时间，恰恰21也是为了保存宝贵的水分。夜晚除了花朵的绽放，令箭荷花和昙花的叶子也在忙碌着，甚至比白天还要忙碌。叶子上的“城门”气孔，只有在此时才会被打开，努
38、力吸收空气中的二氧化碳。这其实是这些仙人掌类植物应对沙漠环境的一套生存方式。在烈日之下乖乖地休息，当太阳落山之后，打开气孔，尽可能地收集、储备二氧化碳，以供光合作用所需。这样就能在很大程度上减少水分的蒸腾，在沙漠中算得上是一种生存秘籍了。虽说令箭荷花的植株没有仙人球、仙人掌那么凶猛，但是在植株上还是能找到一些毛茸茸的小刺。对于仙人掌家族，刺的来源有多种说法。一个流传甚广的说法就是，仙人掌的刺都是退化的叶片，这是适应沙漠干旱环境的一种特征。一方面，仙人掌的叶片变成尖刺，在很大程度上减弱了蒸腾作用，也就在很大程度上减少了水分丧失，有利于在干旱环境下生存；另一方面，仙人掌叶片变成尖刺，有利于保护仙人
39、掌的植株，毕竟一个水分丰富的茎秆在沙漠食草动物眼中都是难得的美味。至于功能，除了保卫植株，仙人掌尖刺的作用远比我们想象的要丰富。很多仙人掌科植物的尖刺是很好的水分收集工具。在仙人掌的原始生活区，降水是件可遇不可求的稀罕事儿，但是这些地方的早晨都有大雾。很多仙人掌的细密尖刺就是收集雾气的工具，当雾气撞上这些绒毛般的尖刺，就会聚集成小水滴，顺着茎秆流下去，滋润仙人掌根部的土壤。就这样，仙22人掌就可以在多年都不下雨的地方顽强地生存下去。（选自知识就是力量2018 年 2 期，有删减）科技创新（5 篇）小程序，今天你用了没有柚 子没有复杂的玩法，也没有华丽的特效，但这款名为跳一跳的小游戏走红了。 跳
40、一跳这样一款简单的小游戏究竟有什么特别之处，让玩家欲罢不能，同时又吸引了互联网业内人士的关注呢？跳一跳是微信官方推出的一款休闲小游戏，玩家需要操作小人在各种平台之间跳跃，按屏幕的时间越长，小人跳得就越远。不同的平台弹性不同，平台面积、间距也不同，一旦小人掉下平台就要从头再来，因此游戏具有一定挑战性。玩过游戏后，玩家可以看到自己的历史最高分，并看到微信好友的“分数排行榜” 。简单的操作加上一些社交互动元素，让许多人为之沉迷，跳到“根本停不下来” 。在网上，流传着不少跳一跳的高分秘籍，甚至有人为了提高排名，求助于“代打”和“外挂”作弊。跳一跳其实属于小程序，这是一种不需要下载安装即可直接使用的应用
41、。2017 年 1 月 9 日，微信小程序正式上线，时隔近 1 年，小程序终于开放了游戏接口，这意味着用户可以直接在微信里玩游戏了。除了作为示例的跳一跳外，微信还上线了一批游戏小程序，新增了“小程序任23务栏” “小程序快捷切换”等功能，展示了小程序的潜力。小程序都能做些什么？尽管小程序从出生起就一直很“低调” ，但经过 1 年时间的打磨沉淀，它能实现的功能越来越多。现在有不少商家都推出了自己的小程序，可实现购物、促销等功能。我们常用的 ofo、摩拜单车也拥有小程序，用户可以直接用微信扫码用车。去年 12 月末，铁路12306 推出小程序，目前拥有查询火车车次、余票等功能，绑定后可通过微信中收
42、到购票、退票、改签等消息通知。近日，广州公安部门与腾讯等单位联手，利用“微警”小程序签出“微信身份证” ，大大提升了政务服务效率。此外，小程序中也不乏“办公神器” “发票助手” “AA 制神器”等实用工具。可以说，小程序已经深入我们生活的方方面面。“随手可得，用完即走。 ”是小程序的理念。尽管智能手机高度普及，但现在仍然有很多手机用户并不了解如何下载、安装、卸载一款手机App。尤其是一些年龄较大的手机用户，他们的手机中除了出厂自带的基础应用和微信，几乎没有安装其他 App。无需下载安装、即开即用的小程序，无疑给这些用户打开了“新世界的大门” 。小程序是轻量化的手机 App。小程序可以直接获取用
43、户的微信账号信息，因此无需繁琐的注册、登录流程。同时，小程序结构简单，只实现最简单基础的功能，因此比普通 App 更节省手机空间，对于手机性能一般、容量较低的用户来说，小程序十分实用。凭借极简、实用的风格，小程序的前景被业内人士看好，越来越多小程序开发、上线，让微信变得越来越24好玩。（选自今晚报 ）靠这个“谱”能让机器人大脑运转起来张佳星如果说波士顿动力的翻跟头是在帮机器人锻炼筋骨，那么知识图谱的“绘制”则是在试图“创造”一个能运转的机器人大脑。让机器学会思考，要靠“谱”。这个“谱”被称为知识图谱，意在将人类世界中产生的知识，构建在机器世界中，进而形成能够支撑类脑推理的知识库。为了在国内构建
44、一个关于知识图谱的全新产学合作模式，知识图谱研讨会日前召开，来自高校院所的研究人员与产业团队共商打造全球化的知识图谱体系，建立世界领先的人工智能基础设施的开拓性工作。那如何将文本转化成知识呢？“借助信息抽取技术，人们可以从文本中抽取知识，这也正是知识图谱构建的核心技术。”孙乐说，目前比较流行的是使用“三元组”的存储方式。三元组由两个点、一条边构成，点代表实体或者概念，边代表实体与概念之间的各种语义关系。一个点可以延伸出多个边，构成很多关系。随后的 Wordnet、中国的知网（Hownet）也进行了人工构建知识库的工作。25而面对大量的数据，或者说“文本”，知识图谱的构建工作自然不能再手工劳动，
45、“让机器自动抽取结构化的知识，自动生成三元组。”孙乐说，学术界和产业界开发出了不同的构架、体系，能够自动或半自动地从文本中生成机器可识别的知识。孙乐的演示课件中，有一张生动的图画，一大摞文件纸吃进去，电脑马上转化为“知识”，但事实远没有那么简单。自动抽取结构化数据在不同行业还没有统一的方案。在“百度知识图谱”的介绍中这样写道：对提交至知识图谱的数据转换为遵循 Schema 的实体对象，并进行统一的数据清洗、对齐、融合、关联等知识计算，完成图谱的构建。“但是大家发现，基于维基百科，结构化半结构化数据挖掘出来的知识图谱还是不够，因此目前所有的工作都集中在研究如何从海量文本中抽取知识。”孙乐说，例如
46、谷歌的 Knowledge Vault，以及美国国家标准与技术研究院主办的 TAC-KBP 评测，也都在推进从文本中抽取知识的技术。“我国在这一领域可以和国际水平比肩。”孙乐介绍，中科院软件所提出了基于 Co-Bootstrapping 的实体获取算法，基于多源知识监督的关系抽取算法等，大幅度降低了文本知识抽取工具构建模型的成本，并提升了性能。圣经旧约记载，人类联合起来兴建希望能通往天堂的高塔“巴别塔”，而今，创造 AI 的人类正在建造这样一座“巴别塔”，帮助人工智能企及人类智能。26自动的做法让知识量开始形成规模，达到了能够支持实际应用的量级。“但是这种转化，还远远未达到人类的知识水平。”孙
47、乐说，何况人类的知识一直在增加、更新，一直在动态变化，理解也应该与时俱进地体现在机器“脑”中。“知识图谱的应用涉及到众多行业，尤其是知识密集型行业，目前关注度比较高的领域：医疗、金融、法律、电商、智能家电等。”孙乐介绍，基于信息、知识和智能形成的闭环，从信息中获取知识，基于知识开发智能应用，智能应用产生新的信息，从新的信息中再获取新的知识，不断迭代，就可以不断产生更加丰富的知识图谱，更加智能的应用。（选自科普中国网，有删减）黑科技让你拥有超能力田 鸽颜色和声音在物理上具有相似性，都是由波来传递的。将不同的光波频率转换成相应的声波频率，再将每种颜色的声波传送到耳机里，就可以让盲人“听到”颜色。根
48、据这个原理，美国普利茅斯大学的研究者们创造了一种可植入大脑的设备。这个设备由一个摄像头和一个植入大脑的音频芯片组成。当摄像头探测到环境中的颜色后，它会将颜色转化为声音频率，让音频芯片捕捉到，芯片则会将声波传到头盖骨，头盖骨再把声波输送到佩戴者的耳鼓。刚开始，佩戴者需要学习如何将颜色与不同的声音频率对应，随着熟练度的增27加，佩戴者将能迅速地通过“听”来判断出颜色。感觉食物的美味离不开味觉。舌头由特殊的细胞组成，当细胞受体受到刺激时，它会将刺激信息传送到大脑，经大脑加工后，我们就会知道食品的味道、口感等信息。那么，味觉能否转化为视觉呢？2016 年，美国麻省理工学院的研究者们还真发明了一种电子视
49、觉辅助设备Brain Port V100。比如，如果环境中出现了一个足球，盲人会感觉舌头上出现了一个圆形的固体盘图案；如果此刻盲人准备过人行道，他会感觉舌头上出现两条平行线的图案；而如果人行道上出现了行人，在这两条平行线之间会出现一个新的刺激。不过，这款设备虽然十分好用，但价格略显昂贵，售价约为 1 万美元。如果要想在盲人群体中推广，还有赖于研究者们降低设备成本。美国 80 岁的弗林患有年龄性黄斑病变，视力完全丧失，直到一家美国公司为他做了一次眼部手术，植入了个叫作“阿格斯”的视网膜芯片。现在，弗林可以看到电话和餐具，识别出一杯葡萄酒。“阿格斯”的运作原理很简单，弗林戴上一副特殊的眼镜，眼镜内安装的微型摄像机会捕捉到环境中的视觉信息，将这些信息转换成电脉冲，然后无线传输到弗林眼睛内的芯片里。芯片由许多电极阵列组成，电极会刺激弗林的视网膜细胞，将信号经视神经传送到大脑。现在很多盲人借助这一设备恢复了部分视力，他们可以感知树的阴影轮廓，28并且能够察觉出物体的运动状况。目前，研究人员正在升级这一装备，准备在视网膜芯片上安装更多的电极，让盲人恢复面部识别功能和颜色感知功能。而在未来，研究者相信他们能创造出一种更高级的植入设备仿生眼。现在人类只能看到由彩
