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《化学趣味小故事(三十)(99--101)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、化学趣味小故事(三十)故事九十九:二氧化碳的光合作用郁郁葱葱的大地,绿色植物千姿百态;波光粼粼的水面,各种藻类生长繁衍,这一切都离不开光合作用。光合作用,一般指在日光照射下,借植物叶绿素的帮助,吸收光能将二氧化碳和水合成碳水化合物的过程,用方程式表示就是:6CO2+6H2O光照C6H12O6+6O2↑叶绿素。我们今天所吃的粮食、蔬菜、水果,所用的木材、棉花都是光合作用的直接产物;所用的煤、石油等燃料,也是光合作用所留下的遗产,即使鱼虾鳖蟹,飞禽走兽也都直接或间接地依赖光合作用而生存。光合作用的主要原料
2、是二氧化碳和水,能源就是太阳光。据科学研究表明,太阳能每年射到地面上的约3200夸特(1夸特等于2.52×1014千卡),这样多的太阳能,相当于燃烧11400亿吨煤所放出的热量,太阳能可以说是用之不尽的。而二氧化碳在大气中约有2300亿吨,有约60亿吨供植物进行光合作用,这个原料也是不用发愁的。但是,由于人们对森林大肆砍伐,对草地的无端破坏,使地面上的二氧化碳和光合作用放出的氧气失去平衡,长此下去,光合作用遭到破坏,倒有使人类面临灾难的危险。近几十年,人们对光合作用的机理已有所了解,已经知道光能、水、
3、二氧化碳、硝酸盐、8硫酸盐在植物叶子的叶绿体内结合,产生有机物质。幼叶的功能主要是合成蛋白质的基本原料—氨基酸;比较成熟的叶子则集中制造植物其他器官营养所需的碳水化合物,而叶绿素及其他色素分子起着吸收光的作用,它们吸收太阳能,并把太阳能传递到产生氧和有机物的植物细胞的反应中心。人们根据光合作用原理,设计了人工模拟光合作用,如果模拟成功,将对人工合成食物打下基础,而且对研究生命起源和光合作用的真实机理都有重要的意义。如果在实验室中,能在光合作用下把水中的氢和二氧化碳结合,使之成为碳水化合物,进而转化为糖
4、、淀粉、脂肪等,还可进一步转变成氨基酸、蛋白质,这样,人类所需的食物,就有可能用人工的方法来获得,这是多么美妙的理想啊!顺便谈一谈二氧化碳的物理性质。由于二氧化碳不能供人类和动物呼吸,在岩洞、地窖里所存的二氧化碳,常不能很好地散发出去,所以通常人进入时,要用火引路,一旦火熄灭了,人就不能上前,否则易窒息而死。此外,固体的二氧化碳叫干冰,用氢气球将它和碘化银一起带到空中,就可进行人工降雨。故事一百:化学和医学奇迹血液循环对人类来说一直是个谜,直到17世纪中期,这个谜才被英国医生哈维经过长期努力揭开。他证
5、实了人体的血液通过血液循环进行周身循环,8它把从肺部摄取的氧气和从小肠的绒毛壁上得到的营养物质源源不断地输送到身体各个组织,同时又把身体各个组织所产生的废物,如二氧化碳、有机酸等通过肺和肾排除体外,使人吐故纳新,充满活力。如果用现代检测技术观察人体血液循环的话,血管里的血,就像春天的江水一样,汹涌澎湃,源源不断,之所以会这样,一是靠心脏的收缩和舒张,二是靠体内有足够的。一个成年人,体内血液总量约为5000ml,占体重的8%,一旦血容量降低到500ml以下,血液循环就会中止,如果不立即输血,人很快就会死
6、亡。1902年以前,人们还不知道人有血型之分,随便输血,导致了许多人命案,幸亏这年病理学家兰斯坦纳发现了A、B、AB、O四种血型,此后,医学上的输血技术便得以安全地推广应用。然而,世界上所有血库里的血都是从健康人体抽取的,血源量极为有限,远远不能满足需要,于是科学家们便在本世纪40年代,开始了人造血的研究。他们首先对“人血液”的成分和运行机制进行了一番系统地探讨:血液是由血细胞和血浆组成,血细胞包括红细胞、白细胞、血小板,其中红细胞含有丰富的血红蛋白,主要功能是携带氧气和二氧化碳,血浆主要功能是运送营
7、养物质和维持血容量,使血液循环得以正常进行。美国化学家们当初曾进行模仿红细胞构造的研究,但由于难度太大未能成功。50年代末,医务工作者和化学家合作,用羟乙基淀粉等作为血浆在临床应用,8它们能起到维持血压和补充血容量等作用,但是不能运送氧气和携带二氧化碳,所以只适用于失血较少的患者1966年7月,奇迹般的事情出现了:美国辛辛那提医院的小儿科教授克拉克在做实验时,不知什么时候一只老鼠掉进一种白色溶液里,他当时并不知道,几个小时之后,他回到实验室时,竟然看到老鼠像鱼一样在液体中欢蹦乱跳地活着,他高兴极了,意
8、识到这种液体很可能成为“人造血”。其后,日本科学家也得知了这种物质,组织150多名专家进行突击研究,经过不懈的努力,花费11年时间,终于在1979年4月宣布首先研究成功“人造血”,克拉克教授意识到的那种白色“人造血”是全氟三丙胺等,因为在这引进化合物的分子中只有氟原子和碳原子,故又名“氟碳人造血”具体制造过程是:先将全氟三丙胺等经雾化处理,制成直径只有0.1微米的微球体,然后加入少量葡萄糖、钾、钠、钙、镁等电解质,于是,就成为白色的人造血了。“人造血”同