2、学科融合之科学探究-七年级下册学科融合大阅读

2 学科融合之 科学探究 学科融合大阅读七年级下册 微生物世界 0 篇导 通过生物课上的学习，我们知道自然界中存在植物、、 动物等生命形态，而细胞是构成生物体的基本单位。其实 自然界中还有一种生命形态，那就是微生物。微生物用肉 眼是看不到的，但是却又无处不在，我们生活在一个被微 【生物包围的世界里。现在就让我们一起来了解一下这个看 八、不见的世界— 微生物世界。 〔阅读天地 17世纪，荷兰人列文虎克制成了一架能放大200多倍的显微镜。 他用这架显微镜观察了污水、牙垢和腐败的有机物等，他惊奇地发 现这些东西里面有无数形状各异的“小虫子”在活蹦乱跳，有的穿 梭往来，有的扭来扭去，还有的聚成一团结伴而行。他把这些小虫 子称作“微动物”，这是人类首次发现微生物。自此以后，人们开始 通过显微镜进一步认识和了解微生物。 微生物主要分为三型八大类，它们分别是以病毒为代表的非细 18 ☑学科融合之科学探究● 9 胞型微生物，以细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次 体为代表的原核细胞型微生物，以真菌和部分藻类原生生物为代表 的真核细胞型微生物。 微生物体形微小，肉眼无法直接看见，必须借助显微镜才能观 察到。细菌的直径通常在0.5~5.0微米。病毒就更小了，其直 径通常在10~300纳米，绝大多数病毒需要借助电子显微镜才能 看得到。别看微生物个头小，但是食量却很大，非常贪“吃”，只 要有东西，它们就从早到晚 “吃”个不停，而且从不挑 食。纤维素、木质素、角蛋 白、石油、甲醇、甲烷、塑料、 酚类、氰化物，各种有机物 均可被微生物当作食物。 正因为如此，微生物的 19 学科融合大阅读七年级下册 繁殖速度很快。但是在现实中，乙醚、丙酮等有机溶剂和高温、紫 外线等对微生物有很大的杀灭作用，很多微生物在70~80℃的环 境中就能被杀死，而且很多地方都不适合微生物生存。即便如此， 地球上微生物的数量依旧多得吓人，其分布非常广泛，上至8万米 高的大气层，下至1万米深的海底，到处都有它们的踪迹。 微生物是地球上生命的先行者，它们是最早来到地球开垦土壤、 改造大气的物种。随后，水生物、陆生植物相继出现，而人类则是 最晚出现的。人类的生存离不开微生物。微生物早己融入人类的日 常生活和生产实践 中，它们可用来制 作酸奶、面包、泡 菜等食品，还可以 用来酿酒、沤肥。 有些微生物还被广 泛应用于工业发酵， 生产乙醇、食品及 各种酶制剂等。微生物能分解土壤有机质，促进腐殖质形成，同时 促进氮、磷、硫等养分的循环和转化，改善土壤的性质，助力植物 生长。还有一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气、分解纤维 素等物质，能促进资源的再生利用，发挥其改善环境、排除污染的 潜力。海洋微生物则能够通过光合作用不断制造氧气，维持大气的 稳定。 微生物虽然能造福人类，但也给人类造成过毁灭性的灾难。历 史上曾出现过许多因微生物感染而引起的疾病，如鼠疫、天花、埃 博拉病毒、艾滋病等。其中埃博拉病毒是人类已知最致命的微生物 之一，一旦感染，病死率最高可达90%，有些患者在感染埃博拉病毒 20 ☑学科融合之科学探究 48小时后便不治身亡。 人类对微生物的研究和探索任重道远。作为地球上最庞大的生 物家族，微生物世界还有很多秘密等待着我们去探索。我们希望能 够更好地了解和利用微生物，预防病原微生物，以便未来能够应对 更多挑战。 识拓展 你知道抗生素吗？抗生素是由某些微生物（如细菌、真菌、放 线菌等)产生的对病原体或肿瘤细胞具有抑制或杀灭作用的物质。 在没有抗生素的年代，哪怕是小小的划伤、脓肿、腹泻都有可能致 命，外科手术更是由于无法控制术后感染而变得十分危险。这一切 直到抗生素的出现才得到改变，可以说抗生素的发明拯救了无数人 的生命。 1928年，英国细菌学家弗莱明在培养皿中培养细菌时，发现空 气中偶然有青霉菌落在培养基上，而且青霉菌长出的菌落周围没有 细菌生长。弗莱明认为是青霉菌产生了某种化学物质，分泌到培养 基里，抑制了细菌的生长。这种化学物质便是最先发现的抗生素一 青霉素。之后，弗洛里和钱恩完成了青霉素的提纯并实现了量产， 在二战中拯救了无数伤员的生命。很快，其他抗生素相继研究成功， 被用于咽炎、肺炎等细菌感染性疾病的治疗。抗生素让人类不再畏 惧感染。 抗生素的作用机理是抑制细菌细胞壁的合成，导致细菌细胞 破裂而死亡。那么病毒感染引起的疾病是否也能用抗生素来治疗 呢？不能，因为病毒是没有细胞壁的，所以抗生素对于病毒来讲 没有任何有效作用。而滥用抗生素可能会使病菌在总体上产生较 21 学科融合大阅读七年级下册 强的抗药性，使抗生素失效。产生了抗药性的病菌就是“超级细菌”， 一 旦感染，可能无药医治。所以，抗生素不是万能药，使用时一 定要由专业医生指导。 融会贯通 微生物的发现和观测离不开显微镜，显微镜能够把细菌等微小 的东西放大几百倍。为什么显微镜能起到放大作用呢？其实它的放 大原理很简单，就是凸透镜成像。 凸透镜是中央较厚、边缘较薄的透镜，有聚光作用。将平行 光线（如阳光）平行于主光轴（凸透镜两个球面的球心连线）射 入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点， 此点叫作凸透镜的焦点。焦点到透镜中心的距离叫作凸透镜的焦 距。凸透镜的中心点是透镜的光心。物体到凸透镜光心的距离称 物距。物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称作像距。物 体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、 等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦 点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大， 虚像越大。在焦点上时不会成像，在2倍焦距上时会成等大倒立 的实像。 30 /22 ☑学科融合之科学探究 有制酸奶 很多同学喜欢喝酸奶。酸奶的制作过程是在牛 奶中添加乳酸菌，让乳酸菌在适宜温度下大量繁殖， : 最终将牛奶中的乳糖分解为乳酸，发酵成为黏稠的 酸奶，再经冷藏后食用。大家想亲自尝试一下如何 制作酸奶吗？来试试吧。 材料：纯牛奶、原味酸奶、糖（纯牛奶和酸奶 的比例为5：1，糖依个人口味添加)》 实践园地 步骤： 1.先准备一个容器，保鲜盒或密封瓶都行，洗 净后用开水烫一下，晾干备用。 2.牛奶和糖入锅，中小火加热至微沸后关火，其 间不断搅拌，以免煳底。 3.放至锅壁不烫手时，加入原味酸奶搅拌均匀。 4.倒进容器，裹上毛巾，放温暖处发酵至浓稠。 5.存入冰箱冷藏室，随吃随取。注意要用无油 无水的干净勺子取用。 23 学科融合大阅读七年级下册 碳捕捉技术 -0 开篇导语 二氧化碳对于我们来说并不陌生，它在自然界无处不 !在，而且无色无味，看不见也摸不着，然而却是导致全球 1 气候变暖的“元凶”之一。为了节能降碳，世界各国除大 力发展新能源，从源头上减少二氧化碳排放外，还在尝试 捕捉释放到大气中的二氧化碳，并将其压缩之后封存起来， 以此减少大气中的二氧化碳含量，这就是碳捕捉技术。现 、在，让我们一起揭开碳捕捉技术的神秘面纱。 阅读天地 碳捕捉技术，就是用各种手段捕捉释放到大气中的二氧化碳， 然后将它们储存或者利用起来。科学家们热切希望将此项技术作为 解决气候变暖的方案，因此近年来世界各国碳捕捉技术的研究如火 如茶。 从逻辑上讲，减少大气中的二氧化碳有两个努力方向：一是减 少输入，即在最短时间内转变我们的能源获取方式，不再使用石油、 24 ☑学科融合之科学探究 煤炭、天然气等化石燃料，减少人类活动产生的二氧化碳；二是增 加去路，即尽最大可能提高环境和人工二氧化碳的固定能力，直接 降低大气中的二氧化碳浓度。 第一条路径目前可谓困难重重，因此，第二条路径一提高环 境和人工二氧化碳的固定能力，成为技术研发的焦点。 花草树木，不单单是美丽的风景，也是勤勉的固碳小能手。植 物本能地具有光合作用的能力，仿佛是它们给予地球的美妙祝福： 吸收二氧化碳和水，合成构建植物躯干的有机物质，并释放氧气。 森林作为陆地生态系统的主体，就是陆地上最大的“固碳仓库”。然而， 植物虽然能固碳，但时效性差，难以在短时间内遏制强劲的二氧化 碳增加趋势。于是，通过工程干预进行碳捕捉的思路便应运而生。 当前碳捕捉技术的核心目的，是将人类活动产生的二氧化碳收 集起来，加以储存甚至利用，避免排放到大气中。碳捕捉主要通过 25N 学科融合大阅读七年级下册 三种途径：一是传统的捕捉技术，主要对化石燃料和工业生产过程 中产生的二氧化碳进行捕捉；二是生物质能碳捕捉技术，利用生物 质能源从大气中捕捉二氧化碳：三是空气碳捕捉技术，直接从空气 中捕捉二氧化碳，降低大气中二氧化碳的浓度，实现降碳效果。 大型固定 C0,排放源 地质封存 驱油 烟气C02分离 C0,利用 矿化 C0,捕集 生物利用 工业利用 C0,压缩、运输 ■■日 CO 碳捕捉技术按照碳捕获与燃烧过程的先后顺序进行分类，可分 为燃烧前捕获、富氧捕捉以及燃烧后捕获这三种技术路线。燃烧后 捕捉具有较高的适用性和捕捉率，是目前最成熟的捕捉技术。随着 技术的不断成熟，未来有望形成多元化技术发展路线：在特定范围 内使用燃烧前捕捉和富氧燃烧捕捉，在其他绝大部分范围内使用燃 烧后捕捉，综合以最低成本进行碳捕捉。 目前国际主流碳捕捉技术为第一代的“燃烧后捕捉+化学吸收” 法，且已处于大规模的示范和应用阶段。在我国，燃烧前物理吸收 法已经处于商业应用阶段，燃烧后化学吸附法尚处于试验阶段，其 他大部分捕捉技术处于工业示范阶段。而第二代和第三代技术，如 26