科技狂人-第6部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！


黄金数有一些奇妙的数学性质。它的倒数恰好等于它的小数部分，也即1/φ=φ－1，有时这个倒数也被称为黄金数、黄金比率。如果把一条直线AB用C点分割，让AB/AC=AC/CB，那么这个比等于黄金数，C点被称为黄金分割点。如果一个等腰三角形的顶角是36度，那么它的高与底线的比等于黄金数，这样的三角形称为黄金三角形。如果一个矩形的长宽比是黄金数，那么从这个矩形切割掉一个边长为其宽的正方形，剩下的小矩形的长宽比还是黄金数。这样的矩形称为黄金矩形，它可以用上述的方法无限切割下去，得到一个个越来越小的黄金矩形，而如果把这些黄金矩形的对角用弧线连接起来，则形成了一个对数曲线。常见的报纸、杂志、书、纸张、身份证、信用卡用的形状都接近于黄金矩形，据说这种形状让人看上去很舒服。的确，在我们的生活中，黄金数无处不在，建筑、艺术品、日常用品在设计上都喜欢用到它，因为它让我们感到美与和谐。
那么黄金数究竟和斐波纳契数有什么关系呢？根据上面的方程：
φ^2－φ－1=0，
可得：
φ=1＋1/φ
=1＋1/（1＋1/φ）
=。。。
=1＋1/（1＋1/（1＋1/（1＋。。。）））
根据上面的公式，你可以用计算器如此计算φ：输入1，取倒数，加1，和取倒数，加1，和取倒数，……，你会发现总和越来越接近φ。我&；nbsp；看&；nbsp；书&；nbsp；斋让我们用分数和小数来表示上面的逼近步骤：
φ≈1
φ≈1＋1/1=2/1=2
φ≈1＋1/（1＋1/1）=3/2=1。5
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋1））=5/3=1。666667
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋1）））=8/5=1。6
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋（1＋1））））=13/8=1。625
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋（1＋（1＋1）））））=21/13=1。615385
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋1））））））=34/21=1。619048
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋1）））））））=55/34=1。617647
φ≈1＋1/（1＋1/（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋（1＋1））））））））=89/55=1。618182。。。
发现了没有？以上分数的分子、分母都是相邻的斐波纳契数。原来相邻两个斐波纳契数的比近似等于φ，数目越大，则越接近，当无穷大时，其比就等于φ。斐波纳契数与黄金数是密切联系在一起的。植物喜爱斐波纳契数，实际上是喜爱黄金数。这是为什么呢？莫非冥冥之中有什么安排，是上帝想让世界充满了美与和谐？
植物的枝条、叶子和花瓣有相同的起源，都是从茎尖的分生组织依次出芽、分化而来的。新芽生长的方向与前面一个芽的方向不同，旋转了一个固定的角度。如果要充分地利用生长空间，新芽的生长方向应该与旧芽离得尽可能的远。那么这个最佳角度是多少呢？我们可以把这个角度写成360°×n，其中0＜n＜1，由于左右各有一个角度是一样的（只是旋转的方向不同），例如n=0。4和n=0。6实际上结果相同，因此我们只需考虑0。5≤n＜1的情况。如果新芽要与前一个旧芽离得尽量远，应长到其对侧，即n=0。5=1/2，但是这样的话第2个新芽与旧芽同方向，第3个新芽与第1个新芽同方向，……，也就是说，仅绕1周就出现了重叠，而且总共只有两个生长方向，中间的空间都浪费了。如果0。6=3/5呢？绕3周就出现重叠，而且总共也只有5个方向。事实上，如果n是个真分数p/q，则意味着绕p周就出现重叠，共有q个生长方向。
显然，如果n是没法用分数表示的无理数，就会“有理”得多。选什么样的无理数呢？圆周率π、自然常数e和√2都不是很好的选择，因为它们的小数部分分别与1/7；5/7和2/5非常接近，也就是分别绕1；5和2周就出现重叠，分别总共只有7；7和5个方向。所以结论是，越是无理的无理数越好，越“有理”。我们在前面已经提到，最无理的无理数，就是黄金数φ≈1。618。也就是说，n的最佳值≈0。618，即新芽的最佳旋转角度大约是360°×0。618≈222。5°或137。5°。
前面已提到，最常见的叶序为1/2；1/3；2/5；3/8；5/13和8/21，表示的是相邻两叶所成的角度（称为开度），如果我们要把它们换算成n（表示每片叶子最多绕多少周），只需用1减去开度，为1/2；2/3；3/5；5/8；8/13；13/21。它们是相邻两个斐波纳契数的比值，是不同程度地逼近1/φ。在这种情形下，植物的芽可以有最多的生长方向，占有尽可能多的空间。对叶子来说，意味着尽可能多地获取阳光进行光合作用，或承接尽可能多的雨水灌溉根部；对花来说，意味着尽可能地展示自己吸引昆虫来传粉；而对种子来说，则意味着尽可能密集地排列起来。这一切，对植物的生长、繁殖都是大有好处的。可见，植物之所以偏爱斐波纳契数，乃是在适者生存的自然选择作用下进化的结果，并不神秘。5Cｃｃ。ＮEＴ
人类最好的食物朋友―――植物
罗思齐
衰老是一个复杂的生物现象，衰老过程中牵涉很多至今仍未能解释的生物作用。不过，近年的科学研究已肯定了游离基为元凶。身体受辐射、阳光、香烟、废气及其他污染影响，会在新陈代谢过程中产生游离基，这些游离基给身体造成多种损害，其一为破坏细胞壁和基因物质，改变体内的生物复合物。科学家认为，游离基也是癌、心脏病、脑衰退（如老年痴呆症）及白内障等病症的帮凶。游离基积聚，身体慢慢衰竭，过程就是老化了。
幸好人体的自卫功能为了对抗游离基，会产生抗氧化物，像警察一般逮住游离基，制止伤害。抗氧化物这支大军有的是自身产生，有的可通过植物类食物补充。所以科学家劝喻大家：吃得聪明、活得健康。
澳大利亚阿德莱德营养、肠胃健康及防癌计划主任伊沃夫德雷奥斯蒂医生指出：维他命A、C、E、胡萝卜素乙、铜、锰、锌及硒等都是抗氧化物，它们有两种作用，矿物质如锰、锌等可以抑制游离基的产生，而维他命A、C、E及胡萝卜素乙则如清道夫，清除游离基。两种作用双管齐下，加上生活正常，戒烟少酒，就可以延缓衰老。
植物类食物是人类衰老的天敌
蔬菜水果
每日吃起码两份水果五种蔬菜，是抗衰老的第一号武器。绿色多叶蔬菜如菜心、芥兰、菠菜等，含丰富抗氧化物。橙黄色的蔬菜如甘笋、黄瓜、蕃薯、玉米含大量胡罗卜素乙。红色的蔬菜如蕃茄、红灯笼椒、苋菜（根部物质红色）亦含抗氧化物，延缓老化。各式卷心菜抗癌，多吃有益。柑橘类水果如橙、柚、柑等，含维他命C是众所周知的。此外，还要多吃瓜类。
豆类和豆荚类豆（包括黄豆和各种豆荚）含植物雌激素，可养颜，保持容光焕发。黄豆更含异黄酮，抗氧化，抗癌。
硬壳果和种子多种硬壳果和种子都含丰富维他命E、它是脂溶性的维他命，抗氧化效果甚强。多吃杏仁、核桃吧。
香料及蒜、芫茜、薄荷叶、蒜等，有抑制癌的功效。蒜更能保护脑细胞，减低脑退化的速度。防止老年痴呆症，要多吃蒜了。
野米糙米比精米有益，在白米中混和一些糙米、红米及野米，对皮肤有好处。尤其是野米，这其实是一种草的的种子，它含有抗氧化物及维他命E。
此外，煮食用的油也要注意，动物油不要再用了，改用植物油吧，而植物油中，橄榄油和菜籽油最好。
澳洲的营养师设计了一个抗衰老食谱，一日六餐都奉行三高一低政策，即高钙、高纤、高碳水合物、低脂肪。
水果本身就是药
新鲜水果含有人体必需的多种维他命、碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维和矿物质等营养物质。用水果治病，不但使“药”变得可口，而且不会破坏人体内的生理平衡。
以下是有关水果治疗法的例子，大家不妨参考一下。
糖尿病
每天食用200克左右菠萝、梨、樱桃、杨梅等水果，再加上适当的运动，可以控制一般糖尿病的。
这些水果含有果胶，能改变胰岛素的分泌量，使患者的血糖明显下降，水果中的纤维素还可以延缓胃的排空时间，使食杂在小肠内停留较长时间，阻止食杂向消化道黏膜扩散，延缓葡萄糖的吸收。同时，糖尿病患者因多尿而丧失维他命，也可以藉水果得到补充。
冠心病
除了药物和低脂肪膳食之外，服用水果亦已作为冠心病的一种治疗手段。人们发现，大剂量的尼克酸有降低血脂的作用，大剂量的维他命C则有降低血胆固醇，以及改善血液循环、保护血管壁的作用。
橙、柚、桃、杏、李、草莓、鲜枣等水果均含有丰富的尼克酸和维他命C，所以食用这些水果有助于治疗冠心病。
另外，水果中的粗纤维含有木质素，有降低胆固醇产生的作用。而橄榄中的不饱和脂酸，则能治疗高脂蛋白血症。
治疗心力衰竭的主要方法，是实行低钠高钾膳食，一般要求病人每日食用的食盐不超过2克或酱油不超过10毫升。不过，有时往往不易做到，因为有些食物含有较多钠的化合物（例如碱）。５cｃｃ．neｔ而大多数水果则含钠甚少，含钾颇多；100克橙含钾高达199毫克，而含钠仅1．4毫克；100克苹果也含钾100毫克和含钠1．4毫克。
因此，水果是保护血管和防止冠心病的良药。
肝脏疾病
肝脏是碳水化合物、脂肪、蛋白质、维他命和激素等代谢的重要器官。肝脏生病，例如急、慢性病毒性肝炎、肝硬化和肝癌等，会使肝细胞破坏，引起人体代谢紊乱。
补充多种维他命是治疗肝脏疾病的主要措施，例如维他命B有防治肝脂防变性及保护肝脏的作用，维他命C能增强肝细胞的抗病力，促进肝细胞再生。这种种维他命可以从水果中摄取，水果中的尼克酸可转化成尼克酸胺及辅酶A、对肝脏也有治疗作用。
另外，水果中的胡萝卜素能在体内转化为维他命A，可以补充病人因胆汁酸代谢失调而缺乏的维他命A，同时，也不会因水果中的胡萝卜素过量而引致维他命A中毒。
西瓜、橙、鸭嘴梨、柚、红枣、香蕉、荔枝、苹果等，皆是治疗肝病的常用水果。
严重的肝昏迷病人，因其肝细胞大部分已被破坏，除水果外，还需要多种维他命来治疗。
习惯性便秘
便秘常常是由肠功能紊乱引起的，如果食用含纤维素较多的水果，例如香蕉、苹果、橙等，皆可以促使肠蠕动，治疗便秘。
老人方面，可以多吃一些煮熟的水果和蔬菜，早餐前饮用热开水，促使胃结肠反射引起肠蠕动，如果能够同时结合适量的运动，治疗效果便会更好。
烧伤
烧伤的病人对维他命需求量较大，其中维他命A可以增加纤维细胞的增生和体内轻脯氨酸的含量，使伤口愈合能力增强。另外，维他命C亦能促进伤创面愈合。
同时，由于烧伤的病人的血浆和尿中的维他命C、硫胺素、尼克酸与核黄素都较低，故此特别需要补充，而这些都可以从水果中摄取。
【植物也有“脉搏”】
近年，一些植物学家在研究植物树干增粗速度时发现，它们都有着自己独特的“情感世界”，还具有明显的规律性。植物树干有类似人类“脉搏”一张一缩跳动的奇异现象，或许有一些人会问，植物的“脉搏”究竟是怎么回事？
原来，每逢晴天丽日，太阳刚从东方升起时，植物的树干就开始收缩，一直延续到夕阳西下。到了夜间，树干停止收缩，开始膨胀，并且会一直延续到第二天早晨。植物这种日细夜粗的搏动，每天周而复始，但每一次搏动，膨胀总略大于收缩。于是，树干就这样逐渐增粗长大了。
可是，遇到下雨天，树干“脉搏”几乎完全停止。降雨期间，树干总是不分昼夜地持续增粗，直到雨后转晴，树干才又重新开始收缩，这算得上是植物“脉搏”的一个“病态”特征。
如此奇怪的脉搏现象，是植物体内水份运动引起的。经过精确的测量，科学家发现，当植物根部吸收水份与叶面蒸腾的水份一样多时，树干基本上不会发生粗细变化。但如果吸收的水份超过蒸腾水份时，树干就要增粗，相反，在缺水时树干就会收缩。
了解这个道理，植物“脉搏”就很容易理解了。在夜晚，植物气孔总是关闭着的，这使水份蒸腾大大减少，所以树就增粗。而白天，植物的大多数气孔都开放，水份蒸腾增加，树干就趋于收缩。有相当多木本植物都有这种现象，但是，“脉搏”现象特别明显的还当属一些速生的阔叶树种。
【植物的光合作用】
绿色植物光合作用是地球上最为普遍、规模最大的反应过程，在有机物合成、蓄积太阳能量和净化空气，保持大气中氧气含量和碳循环的稳定等方面起很大作用，是农业生产的基础，在理论和实践上都具有重大意义。
叶片是进行光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器。高等植物的叶绿体色素包括叶绿素（a和b）和类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素），它们分布在光合膜上。叶绿素的吸收光谱和荧光现象，说明它可吸收光能、被光激发。叶绿素的生物合成在光照条件下形成，既受遗传性制约，又受到光照、温度、矿质营养、水和氧气等的影响。
光合作用包括光反应过程、光合碳同化二个相互联系的步骤，光反应过程包括原初反应和电子传递与光合磷酸化两个阶段，其中前者进行光能的吸收、传递和转换，把光能转换成电能，后者则将电能转变为ATP和NADPH2（合称同化力）这两种活跃的化学能。５cｃｃ．neｔ活跃的化学能转变为稳定化学能是通过碳同化过程完成的。碳同化有C3、C4和CAM三条途径，根据碳同化途径的不同，把植物分为C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途径是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式，其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途径和CAM途径都不过是CO2固定方式不同，最后都要在植物体内再次把CO2释放出来，参与C3途径合成淀粉等。C4途径和CAM途径固定CO2的酶都是PEP羧化酶，其对CO2的亲和力大于RuBP羧化酶，C4途径起着CO2泵的作用；CAM途径的特点是夜间气孔开放，吸收并固定CO2形成苹果酸，昼间气孔关闭，利用夜间形成的苹果酸脱羧所释放的CO2，通过C3途径形成糖。这是在长期进化过程中形成的适应性。
光呼吸是绿色细胞吸收O2放出CO2的过程，其底物是C3途径中间产物RuBP加氧形成的乙醇酸。整个乙醇酸途径是依次在叶绿体、过氧化体和线粒体中进行的。C3植物有明显的光呼吸，C4植物光呼吸不明显。
植物光合速率因植物种类品种、生育期、光合产物积累等的不同而异，也受光照、CO2、温度、水分、矿质元素、O2等环境条件的影响。这些环境因素对光合的影响不是孤立的，而是相互联系、共同作用的。在一定范围内，各种条件越适宜，光合速率就越快。
目前植物光能利用率还很低。作物现有的产量与理论值相差甚远，所以增产潜力很大。要提高光能利用率，就应减少漏光等造成的光能损失和提高光能转化率，主要通过适当增加光合面积、延长光合时间、提高光合效率、提高经济产量系数和减少光合产物消耗。改善光合性能是提高作物产量的根本途径。
【植物的呼吸作用】
呼吸作用是高等植物代谢的重要组成部分。与植物的生命活动关系密切。生活细胞通过呼吸作用将物质不断分解，为植物体内的各种生命活动提供所需能量和合成重要有机物的原料，同时还可增强植物的抗病力。呼吸作用是植物体内代谢的枢纽。
呼吸作用根据是否需氧，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，但在缺氧条件和特殊组织中植物可进行无氧呼吸，以维持代谢的进行。
呼吸代谢可通过多条途径进行，其多样性是植物长期进化中形成的一种对多变环境的适应性表现。EMP－TCA循环是植物体内有机物氧化分解的主要途径，而PPP等途径在呼吸代谢中也占有重要地位。
呼吸底物彻底氧化，最终释放CO2和产生水，同时将底物中的能量转化成ATP形式的活跃活化能。EMP－TCA循环中只有CO2和少量ATP的形成。而绝大部分能量还贮存于NADH和FADH2中。这些物质经过呼吸链上的电子传递和氧化磷酸化作用，将部分能量贮存于ATP中，这是贮存呼吸释放能量的主要形式。
植物呼吸代谢受内外多种因素的影响。呼吸作用影响着植物生命活动的进行，因而与作物栽培、育种和种子、果蔬、块根、块茎的贮藏及切花保鲜有着密切关系。人类可利用呼吸作用的相关知识，调整呼吸速率，使其更好地为生产服务。
植物plant指与动物相对应的另一生物干系。动物和植物的区别是在长期进化过程中形成的。但是就微小的生物而言，它们之间的区别有时是不明显的。作为植物的进化趋向，由细胞积叠方式（pilingpattern）所形成的个体发生、细胞壁的形成、靠叶绿素进行光合作用而成为独立的营养系统等独立的物质代谢型的建立是主要的，而在此基础上的非运动性等是次要的特征。据估计现存的植物种类约有30万种左右，而占植物界一半以上的菌类，由于重视其缺乏叶绿素这个重要特点，而把植物分为二大类群，也有的认为整个生物界可分为动物、菌类、植物三大类群（F．A．Bar－keley，1937）。就分类系统而言，以前是以种子植物（显花植物）作为分类重点，其后转移到所谓的隐花植物。现时则把植物界分为10―13门，种子植物仅仅成为其中的一门。但即使在今天，就重要门的位置和其内容而言，学者间的意见分歧可能比动物界的情况还要大。一般来说，20世纪前半期以恩格勒（H．G．A．Engler）的分类系统最为普及，后半期则以帕斯彻（A．Pascher）的分类系统逐渐占优势。
中国珍稀濒危植物
【荷叶铁线蕨】
【学名】AdiantumreniformeL。var。sinenseY。X。Ling
【中文学名】荷叶铁线蕨
【科别】Adiantaceae铁线蕨科
【濒危类别】濒危
【保护级别】2级
【现状】仅存于四川万县和石柱县；因筑路采挖作药用；现数量极少；陷入濒危
【分布省县】四川万县武陵区；新乡；小沱山；杉树坪；石柱县
【土壤PH值】中性略偏碱性
【生态特征】生于温湿无荫蔽的岩面薄土层上石缝或草丛中
【花期】7
【果期】8－9
【科研价值】对研究该种的亲缘关系植物区系及地理分布等有重大价值
【经济价值】全草为清热解毒；利尿通淋药；又供欣赏
【保护措施】划产地为保护点；并进行人工栽培
【繁殖方式】分株或孢子繁殖
【原始观音座莲】
【学名】ArchangiopterishenryiChristetGies。
【中文学名】原始观音座莲
【科别】Angiopteridaceae观音座莲科
【濒危类别】濒危
【保护级别】2级
【现状】仅存云南东南部；因森林面积日益缩减；生境变化；面临濒危
【分布省县】云南金平；屏边
【土壤PH值】4。5－5。5
【土壤类型】赤红壤或红壤
【地形特征】山坡下部沟谷边缘
【生态特征】季节性雨林阴湿的生境
【花期】7－8
【果期】11
【科研价值】对研究蕨类植物进化区系起源有价值
【经济价值】荫生观赏植物
【保护措施】已划自然保护区；需从速完善管理制度
【繁殖方式】孢子繁殖；栽培苗株
【栽培要求】选择阴湿温暖的生态环境
【对开蕨】
【学名】PhyllitisjaponicaKom。
【中文学名】对开蕨
【科别】Aspleniaceae铁角蕨科
【濒危类别】稀有【保护级别】2级
【现状】仅存于吉林长白山南麓和西侧；分布星散
【分布省县】吉林长白朝鲜族自治县；集安；抚松；桦甸
【分布描述】苏联；朝鲜；日本
【气候类型】温凉；潮湿
【年降水量】946【土壤PH值】酸性
【土壤类型】暗棕色森林土
【生态特征】山地落叶阔叶林下的腐殖质层中；喜阴湿
【科研价值】填补了地理分布上的空白；对植物地理学植物区系学的研究有价值
【经济价值】观赏植物
【保护措施】保护产地；摸清现存数量；栽入保护区内
【繁殖方式】孢子分生繁殖
【光叶蕨】
【学名】CystoathyriumchinenseChing
【中文学名】光叶蕨
【科别】Athyriaceae蹄盖蕨科
【濒危类别】濒危【保护级别】2级
【现状】因森林采伐；生境改变；数量极少；濒临灭绝
【分布省县】四川天全二郎山鸳鸯岩至团牛坪
【气候类型】终年潮湿多雾；雨水多；日照少
【年降水量】1800－2000
【土壤PH值】4。5－5。5
【土壤类型】山地黄壤及山地黄棕壤
【地形特征】四川盆地西缘山地
【生态特征】阴坡林下
【群落特征】亚热带山地常绿与落叶阔叶混交林
【伴生种】包槲柯LithocarpuscleistocarpusRehd。etWils。扁刺锥CastanopsisplatyacanthaRehd。etWils。珙桐DavidiainvolucrataBaillon香桦BetulainsignisFranch。糙皮桦BetulautilisD。Don
【花期】7－8
【果期】9
【科研价值】对研究蕨类植物杂交和该科的系统发育有价值
【保护措施】保护原产地；设法人工栽培繁殖
【繁殖方式】分株或孢子繁殖
【桫椤】
【学名】Alsophilaspinulosa（Wall。exHook。）Tryon
【中文学名】桫椤
【科别】Cyatheace