本博客原创科普文章"自然界中的纳米高手"(见http://qkzz.net/article/b6aaa1c7-a018-4e55-8674-d2b82bb3fdc1.htm )

     入选<2008-2009年度同步辅导版八年级人教课标版第17期>,被作为中学生阅读训练习题(详见: http://www.ncncedu.cn/Answer/View.asp?id=3534)

       具体考题如下:

   (一)阅读下列文章,并回答问题.

                        自然界中的“纳米高手"
    细菌:世界上“跑”得最快的生物 　　
　　细菌的个头虽小,但它们的运动速度却相当惊人,许多细菌每秒钟前行数十微米,一种被称作逗点弧菌的,每秒钟可向前游动100微米。不能小看这个数字,它相当于细菌自身体长的50倍;而一个人类运动员每秒钟只能向前跑5,4倍于其体长的距离;即使是擅长短跑的猎豹,这个数字也只能达到25倍。从这个意义上讲,细菌应当是世界上“跑”得最快的生物。
　　细菌世界的成员众多,其运动方式和机制上也存在差异,但大部分能够运动的细菌都是依靠自身的运动器官——鞭毛的作用。鞭毛是一种长的蛋白丝状物,(1)它附着于细菌的外表,一般长15~20微米、直径20纳米左右。
　　细菌鞭毛的功能相当于船的螺浆,在水中可以高速旋转从而推动菌体前行,因此水中是鞭毛细菌自由驰骋的天地。鞭毛的旋转速度非常快,每秒钟旋转200~1000多转,(2)比一般的电动机要快得多,鞭毛的高速旋转是由其附着于菌体上的基体旋转带动的,基体实际上就是鞭毛的基部,它由一个中轴套上2个或4个环构成,镶嵌固定在细菌的体表(细胞膜和细胞壁)中。
　　在科学家的眼中,基体简直就是一台精巧的纳米分子马达,但这个马达并不是靠电流驱动,而是用伴随着细胞膜两侧质子梯度的消失产生的生物能量ATP来驱动。细菌的鞭毛马达还可以转向(从反时针旋转变为顺时针旋转),从而使菌体发生翻滚,进而改变细菌的运动方向。事实上,细菌在游动时也并不是单纯地一直朝前游,而是伴随着不时地随机翻滚转向,但从表观上看仍表现为细菌的前行。

    五彩斑斓的蝴蝶　　
　　蝴蝶因为其翅膀上变化多端、绚烂美妙的花纹使人着迷。这也让生物学家们感到疑惑:蝴蝶令人眼花缭乱的颜色是如何形成的,又有什么不同的意义呢?
　　最近,荷兰格罗宁根大学的希拉尔多博士发现了解决这个问题的通道。在研究了菜粉蝶和其他蝴蝶翅膀的表面后,希拉尔多博士揭示了这个秘密:翅膀上的纳米结构正是蝴蝶的“色彩工厂”。
　　他的研究表明,蝴蝶翅膀上炫目的色彩来自一种微小的鳞片状物质,(3)它们就像圣诞树上小小的彩灯,在光线的照耀下能折射出斑斓的色彩。蝴蝶翅膀上的颜色其实是一种身份的标志。不同颜色的翅膀,让形色万千的蝴蝶能在很远的地方就可以识别出同伴,甚至辨别出对方是雄是雌。
　　通过电子显微镜的观察,希拉尔多博士发现粉蝶翅膀的结构非常奇特;尽管不同种类的蝴蝶,鳞片的结构不同,但彼此之间还是有共同特征。一般来说,蝴蝶翅膀由两层仅有3~4微米厚的鳞片组成,上面一层鳞片像微小的屋瓦一样交替,每个鳞片的构造也很复杂。而下一层则比较光滑。蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成了所谓的光子晶体,也就是纳米结构。通过这种结构,蝴蝶翅膀能捕捉光线。仅让某种波长的光线透过。这便决定了不同的颜色。

    会吐丝的蜘蛛
　　蜘蛛网常常出现在长久没有清扫的房间角落。对于普通人而言,蜘蛛网并不是什么了不起的东西,用扫帚轻轻一拂,蛛网就被扫掉了。但是蜘蛛丝本身确实是大自然的奇迹。自然界中的蜘蛛丝直径有100纳米左右,是真正的纯天然纳米纤维。如果用蜘蛛丝制成和普通钢丝绳一样粗细的绳索,可以吊起上千吨重的物体,其强度能与钢索相媲美。
　　除了用于捕捉飞虫外,几乎所有的蜘蛛都还用蛛丝作为指路线、安全绳、滑翔索。蜘蛛的腹部通常有几种腺体,被称为吐丝器。各种腺体产生不同类型蛛丝,腺体顶端有喷丝头,其上有数千只小孔,喷出的液体一遇空气即凝结成黏性强、张力大的蛛丝。通常,1000根蛛丝合并后比人的头发丝还要细1/10。 
   (1)该处采用了哪种修辞手法,有什么好处?

   (2)该处"一般的"能不能去掉,为什么?

   (3)该处采用了哪种修辞手法,旨在达到什么目的?

   (4)请写出蝴蝶翅膀五彩斑斓的原因.

   (5)作者描写蛛丝时采用了那些修辞手法,这样做的目的是什么?

         同时该文章有幸成为2009年杭州地区中考语文考题(详见:http://www.12edu.cn/zhaokao/zk/lnzt/ywzt/200909/370589_3.shtml). <青年时报>2009年6月16日A10版对该文章的评价是"通俗易懂，颇具科学性"(详见http://www.doc88.com/p-7640264711.html).

 

具体考题如下:

2009年杭州市中考语文试题

2009年杭州市各类高中招生文化考试

语文试卷

............

 

(二) 洁身自好的莲花

一提到莲花，人们会自然地联想到莲叶上滚动的露珠，也许还会想到宋代文人周敦颐的《爱莲说》，对“莲之出淤泥而不染”的高尚品格肃然起敬。

 

20世纪70年代，德国植物学家在研究植物叶面时发现，光滑的叶子表面有灰尘，要先清洗才能在显微镜下观察，而莲叶等叶面却总是干干净净。他们利用人造的灰尘粒子污染玉兰、林山毛榉、莲花、芋、甘蓝等植物的叶面，然后用人造雨清洗2分钟，使雨滴滑落，再观察叶面灰尘粒子残留状况。实验发现，有些植物叶面残留的污染物多达40％，而莲花等植物叶面的污染物残留比例均小于5％。这就是所谓的莲花效应。

那么，是什么原因导致了这种莲花效应呢?

通过电子显微镜，我们可以观察到莲叶表面存在着非常复杂的多重微米、纳米级的超微结构。莲叶表面上有一些微小的蜡质颗粒，并且覆盖着无数个约10微米的突包，每个突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。在突包间的凹陷部分充满着空气，从而使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等落在叶面上，不会大范围直接接触叶面，而是隔着一层极薄的空气，并且其能接触的点也只是叶面上若干个凸起的点。

这是自然界中生物长期进化的结果。正是这种特殊的超微结构，使得莲叶表面不沾水滴，可以保持清洁：当莲叶上有水时，水会在自身表面张力的作用下形成球状，风吹动水珠在叶面上滚动时，水珠可以沾起叶面上的灰尘，并从上面高速滑落。这种自洁能力对于防止病原体的入侵也有着特别的意义。像莲花这样的植物，就是生长在很“脏”的环境中也不容易生病。因为即使病原体到了其叶面上，一经下雨就会随雨水冲走；如果不下雨，叶面很干燥，病原体还是生存不了。

莲花的这种自洁功能引起了科学家们的极大兴趣。他们努力模仿这种表面，使应用研究

迅速发展。20世纪末，基于“莲花效应”的涂料陆续问世，在越来越多的建筑中得到应用。不久的将来，我们的周围将会出现不会脏的地板、墙壁和没有灰尘的无线电用品。

 

15．第一段中写到“莲之出淤泥而不染”的高贵品格，其作用是什么?(3分)

 

 

16．请根据第二段文意，简要解释“莲花效应”。(3分)

 

 

17．指出下列句子中加点词所指代的内容。(4分)

①这是自然界中生物长期进化的结果。

②莲花的这种自洁功能引起了科学家们的极大兴趣。

 

 

18．“莲花效应”能给植物本身带来哪些好处?请根据文意简要回答。(4分)

 ......

    此外，该文还被《语文报·高中版》2009年第31期作为中学生课外阅读范文刊登。

           附件:2009年杭州中考语文试题及标准答案

相关专题：博客感言
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