植物都是数学家
戎丹妍
当你在吃菠萝的时候,有没有注意过菠萝的外壳?你可能不知道。这些呈螺旋形的厚厚盔甲竟然和一个神奇的数列有关。不仅是菠萝,很多吃的东西都和这个数列有关,比如葵花子、松子等。吃货们可能不知道。你吃的不仅仅是食物,而且是一连串高深莫测的数列。
植物的花瓣、种子遵循一个古老的数列
从中你发现了什么规律吗?那就是这些数字的前两个之和等于第三个,这就是斐波那契数列。
其实不仅花瓣遵循这个规律,很多植物的种子也都呈现这个数列。比如苹果种子是5颗,向日葵的花瓣数一般是21片,而如果你再仔细往被花瓣包围的花盘看,里面还有很多小花――最终会变成葵花子。这些小花的排列呈现两组相向排列的螺旋形线条,一组是顺时针旋转,一组是逆时针旋转。而如果你再仔细数数这些螺线,你会发现,顺时针的螺线有34条,逆时针的螺线有55条。而根据不同的向日葵品种,你可能还会得到55和89、89和144等数据。
而这些数据,也都遵循斐波那契数列。除了向日葵,菠萝外表的“方块盔甲”和松果的外表也都遵循这一规律,它们的螺线大多数是8(顺时针)和13(逆时针)。
斐波那契数列的身世
植物是从种子和嫩芽生长起来的。如果用显微镜观察,叶子、萼片、花瓣、小花等的顶端,其中央有一个圆形的组织叫“尖点”,而在尖点的周围,有一个接一个的微小隆起,这些隆起称为“原基”。最后,这些隆起的原基就长成叶子、花瓣、萼片等。每个原基都希望它所生长的花、蕊或叶片以后能够获得最大的生长空间。例如叶片希望得到充足的阳光,根部则希望得到充足的水分,花瓣或花蕊则希望能有充分的空间展示自己以吸引昆虫来传粉。因此,原基与原基之间就需要隔开一定空间以保证将来长出的叶片或花瓣能有效生长。但因为不断有新的原基产生。原来的原基就会被不断往外挤,那么怎么排列才能使得将来的叶片和花瓣都能有效伸展自己呢?
科学家发现一条规律,就是当两个相继(先后)出现的原基以137.5°的发散角生长时,将来它们的后代就会充分吸收阳光和雨露。137.5°在数学上被称为黄金角。所谓黄金角,即一个圆被分成的两个圆弧的长度比例正好是黄金比例,那么较小圆弧所对应的角就叫黄金角。黄金比例约等于0.618,在生活中常常被提到,特别是美学和建筑学。
仔细观察一下,斐波那契数列中,前后两个数的比也是接近黄金比例的,而且数字越大其比例越接近黄金比例,因为这层关系,所以以黄金角生长的植物就出现了斐波那契数列现象。
(选自《现代快报》2013年8月19日,有删改,标题为编者所加)
1.本文标题“植物都是数学家”运用了什么修辞手法?简析其作用。
2.试举出本文中使用的一种说明方法,分析其作用。
19、(4分)①一些人仅仅为找好工作或者通过读博推迟就业而读博。(1分)②一些人为职称晋升或者为了获得进入高校或科研单位而读博,读博已经成为“敲门砖”。(2分)③人们都是为了某种功利目的去读博,而不是真真的为了知识和学术去读博。(1分)(意思对即可给分。)
20、(5分)①功利化目的使博士生教育俨然成了“职业教育”,当下博士生数量急剧膨胀。(1分)
②博士论文抄袭现象等学术不端行为,加剧了人们对博士质量的担忧。(2分)
③我国博士生导师数量远远不能满足日益增长的博士生数量的要求,博士生导师所带学生过多。(2分)
21、(6分)这是一个开放性的探究题,答案可以从两个方面去组织。
①赞同。一、博士教育回归精英教育的核心是提高博士质量,也是进一步拓宽博士就业渠道和机会的需要。二、博士教育精英化可以有效地解决目前的关键问题,如读博的功利性色彩可以得到控制,挤掉博士培养中的泡沫和水分,有效地制止学术不端行为的发生等。
②不赞同。一、我国国情和美国不一样,我们的人口基数大,博士生的比例相同的话,我们在人数上自然要超过美国,不是所有的事情都向美国看齐,以他为标杆。二是我们国家急切需要大量的博士人才,时不我待,只要注意质量监控,宽进严出,保证质量的同时也可以讲求数量。(言之成理即可酌情给分。)
19、怎样理解“功利化目的使博士生教育俨然成了‘职业教育’”的含义?
20、本文谈到了我国博士教育中的诸多问题,请结合全文,谈谈本文涉及了博士教育中的哪些突出问题?
21、本篇调查中,包括一些专家和学者在内的76.1%的调查对象认为博士不是越多越好,博士生教育应回归精英教育,请结合本文和你的,谈谈你对这个观点的看法。
有一天,《滴的龙》到森林来捣乱,造成了《动物大逃亡》《小猪稀里呼噜和他的弟弟》问怎么回事,《动物大逃亡》的动物告诉《小猪稀里呼噜和他的弟弟》《滴的龙》来了。
于是,《小猪稀里呼噜和他的弟弟》和大家一起跑到了《查理与巧克力工厂》《查理与巧克力工厂》的查理问怎么回事,然后《动物大逃亡》里的动物和《小猪稀里呼噜和他的弟弟》异口同声的说《滴的龙》来了,《查理与巧克力工厂》的查理让他们住了下来了。过了一会,《滴的龙》把尾巴一扫,把《查理与巧克力工厂》给弄毁了。
他们又来到了《时代广场的蟋蟀》那里,塔克说大家团结起来把《滴的龙》打败,大家终于把《滴的龙》打败了。
可是《女巫》把大家弄得妻离子散,大家收拾东西准备到《塔克的郊外》,旅途中碰见了《假如给我三天光明》里的小女孩,她们结伴一起走,看见了一棵苹果树,树上有《苹果树的`外婆》,《苹果树的外婆》给了他们一个苹果,《猫》一瞬间把苹果吞了下肚,可是一下子肚子就疼了起来,《了不起的狐狸爸爸》得到消息后,穿过了《海底两万里》给《猫》治好了病。他们就到《豆蔻镇的居民和强盗》的小村庄住下了。
后来《女巫》又喝了《小狼小狼》的复活了,然后让《傻狗温迪克》和《帅狗杜明尼克》去拯救《豆蔻镇的居民和强盗》,经过一个激烈的战争,《傻狗温迪克》和《帅狗杜明尼克》赢了,可是他们都受了重伤,《了不起的狐狸爸爸》得到消息后,穿过了《海底两万里》给《傻狗温迪克》和《帅狗杜明尼克》治好了病,让《亲爱的汉修先生》在《塔克的郊外》住了下来,生活十分美满。
同学们,这顿“烧烤”好吃吗?
11.一方面,全世界目前每年向大气中排入50多亿吨二氧化碳;另一方面,森林被大量砍伐,大气中本应为绿色植物吸收的二氧化碳没有被吸收,过多的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃遮在地球上空,使得地球变成了一个大暖房。(本小题2分,答出一点给1分,意思对即可给分。)
12.利用生物技术大量培养浮游生物,用细菌和藻等微生物固定二氧化碳;用现代的技术将空气中的二氧化碳分离、回收、液化,把二氧化碳储存起来;将二氧化碳变成一氧化碳。(本小题3分,答出一点给1分,意思对即可给分。)
13.(1这一点是指将二氧化碳变成一氧化碳。(本小题2分)
(2例举法国化学家把二氧化碳变成一氧化碳的例子,是为了说明应用这项技术获得一氧化碳的成本太高,只是在理论上有价值,不能进入实际应用,要想把二氧化碳变成一氧化碳还需努力。(本小题2分,意思对即可给分。)
14.围绕二氧化碳有利这一方面发表自己的看法。(本题3分,言之成理即可给分。)
盛夏时节,我国由于受副热带高压控制,严重干旱,造成大片农作物干枯,这时人们会盼望台风带来降水。台风降水是我国东南沿海地区夏季降水的主要来源,根据统计,这些地方每年7月-9月有59%-76%的降水是台风带来的;而包括我国在内的东南亚各国和美国,台风降雨量占这些地区总降雨量的1/4以上,对改善上述地区的淡水供应和生态环境都有十分重要的意义。未来,由于受气候变化的影响,自然降水将越来越少,而台风带来的暴雨性降水和丰富的风能资源量所占比重将增大。
台风可调节地球温度,维持全球热量平衡。台风最高时速可达200千米以上,巨大能量的流动在直接给人类造成灾难的同时,也使地球保持着热量平衡。众所周知,靠近赤道的热带、亚热带地区受日照时间最长,气候也最为炎热。台风发展和维持的主要能量来源是水汽凝结释放出的潜热能,其水汽主要来自低纬度的热带洋面;随着台风从热带向中高纬度地区的.移行,由其携带的大量热量和水汽即从热带输送至中高纬度地区,它给酷暑难熬的人们带来了清凉。如果没有台风,就会造成热带地区的气候更加炎热,寒带地区则正好相反。
台风一方面通过缓解高温酷暑,节约了因防暑降温支出的生活用水和用电量,缓解了电力的紧张程度;也使大、中、小型水库蓄满水,使水力发电机组正常运转,从而节约了大量原煤;而且台风登陆时陆地下垫面会迅速削弱其风速,因此风害也被大大减轻,甚至不再成害而可以被人们用于风力发电。
台风过后海洋表面温度明显下降,其原因是台风中心的低气压、近海面的巨大风力和强烈的气流旋转迫使海浪剧烈运动、海水上翻。由于海水上翻,江海底部的浮游生物和营养物质会被卷上来,鱼饵增多,自然有利于鱼群生长。
除了上面提到的这些益处外,台风的气压会引发地面上无法察觉的慢地震,使地壳中的能量逐渐释放,避免产生大型地震。慢地震是以数小时到一两天的时间,用温和的断层滑动方式,释放地底能量,与一般地震在数秒、数分钟间产生剧烈的震动方式完全不同。2009年6月,英国《自然》杂志上刊发了我国台湾地区一个研究团队的论文,该文首次将地震与台风这两种不同的自然灾害联系起来,表明台风与慢地震具有相关性,且台风发生其实有助于减轻地震带来的损害。文中数据表明,每年侵袭台湾的台风在地震活动上扮演了压力阀的角色,会引发长时间而缓慢释放能量的慢地震,这或许反而让台湾免于受到可能造成摧毁性灾难的大地震的侵袭。
8.下列有关台风的表述不准确的一项是
A.台风是一种热带气旋,它以水汽凝结释放出的潜热能为主要能量来源,绕自己的中心急速旋转,并随周围大气向前移动。
B.台风带来的降水占东南亚各国和美国等地区总降雨量的1/4以上,是这些地区夏季降水的主要来源,而且台风降水量占降水总量的比重还将不断增大。
C.台风将大量的热量和水汽从低纬度地区输送至中高纬度地区,使全球维持着热量平衡。如果没有台风,热带地区的气候会越发炎热,寒带地区则会越发寒冷。
D.台风能通过降温缓解电力供需的矛盾;另一方面,在台风登陆时陆地下垫面会削弱其风速,大大地减轻风害,甚至使台风不再成害而能被用于风力发电。
9.下列说法符合原文意思的一项是
A.海浪的剧烈运动、海水的上翻都是由台风中心的低气压、近海面的巨大风力和强烈的气流旋转所造成的。海水上翻会卷起江海底部的浮游生物和营养物质。
B.慢地震是一种用温和的断层滑动方式来逐渐释放地底能量的地震,持续的时间在数小时到一两天不等,有助于减少台风给人类带来的生命财产损失。
C.我国台湾地区免受可能造成摧毁性灾难的大地震的侵袭,是因为每年侵袭台湾的台风在地震活动上扮演了压力阀的角色。
D.台风的出现有助于人类节约大量的煤炭资源,又能对人类的农业、渔业等许多方面产生有益的影响。如果没有台风,人类可能会遇到巨大的生存危机。
10.请从文中找出一句能概括本文主旨的话,并简述由此引发的思考。(3分)
参考答案:中小学答案网整理
8.B(是这些地区夏季降水的主要来源错误,应是我国东南沿海地区夏季降水的主要来源。)
9.D(A项海浪的剧烈运动、海水的上翻都是由造成的错误。B项应是台风发生有助于减轻地震带来的损害。 C项我国台湾地区免受大地震的侵袭缺少了或许。)
10.概括主旨的原句:客观地说,台风有过亦有功,而且台风的功甚至大于过。(1分)思考:台风有过更有功,提醒我们事物常有两面性,只有了解相关科学知识,才能全面、科学地认识事物,用辩证、理性的眼光看待自然万物。(2分)
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