生物在航天科學(xué)中的應(yīng)用
2024-09-19 17:40:05網(wǎng)絡(luò)整理
1 有關(guān)航天的理科綜合
“和平號”空間站是由一個核心艙和五個功能各異的科學(xué)實驗艙組成,總重量137噸,總?cè)萘?70立方米,被譽為雄偉壯觀的“航天母艦”,它飛行在350~400千米的太空軌道上,約90分鐘繞地球一周,15年中共計飛行8萬圈,成為20世紀(jì)飛行時間最長的載人航天器。
在太空中,重力完全提供了向心力,物體處于失重狀態(tài)。有關(guān)的航天知識能把理化生知識有機結(jié)合起來,如:
、儆詈絾T在環(huán)繞地球做勻速圓周運動時會處于完全失重狀態(tài),下列說法正確的是:
A.宇航員仍受重力的作用
B.宇航員受力平衡
C.宇航員不受任何力的作用
D.重力提供了向心力
②“和平號”在離地高度為 h= 400 Km的軌道繞地球做勻速圓周運動時,它的環(huán)繞速度為:
A.7.82千米/秒 B.3.65千米/秒
C.9.88千米/秒 D.5.36千米/秒
、墼诃h(huán)繞地球做勻速圓周運動的實驗艙中做實驗,試回答下列儀器哪些不能使用:
A.測力計 B.水銀氣壓計
C.天平 D.水銀溫度計
、茉谂搩(nèi),水平放置一棵幼苗,在單側(cè)光的照射下,培養(yǎng)若干天后,根和莖的生長方向是:
A.根水平方向生長;莖向光生長
B.根雜亂生長;莖向上生長
C.根水平方向生長;莖向上生長
D.根和莖都向水平方向生長
、萦詈絾T在艙內(nèi),消耗了18 mol的O2,在理論上約有 Kj的能量轉(zhuǎn)移到ATP中。
、拊谔罩凶贤饩很強,水易被分解為 和 ,用化學(xué)中的 方法也易得到氧。
解析:本題集物理、化學(xué)、生物知識與一體,綜合運用了物理中的失重、勻速圓周運動、平拋運動,化學(xué)中的電解水,生物中的遺傳變異、生命活動的調(diào)節(jié)、新陳代謝等知識,考查學(xué)生的綜合應(yīng)用知識的能力。
2 有關(guān)航天育種的
航天育種就是農(nóng)業(yè)和航天業(yè)在科技上結(jié)合的產(chǎn)物。它的育種原理是充分利用了空間環(huán)境具有的強宇宙射線輻射,高真空,失重等綜合因素的有利條件。當(dāng)這些因素共同作用于DNA分子時,可使DNA分子外圍的電子激活,結(jié)果造成DNA分子堿基的突變,或者引起染色體的缺失、倒位、易位、重復(fù)等畸變,從而對植物種子產(chǎn)生誘變作用,獲得優(yōu)良品種。①紫外線對DNA的損傷,主要是:
A.使堿基脫氨基 B.使嘌呤烷化
C.脫嘌呤作用 D.形成嘧啶二聚體
、谙铝心姆N波長最能有效地誘發(fā)基因突變:
A.2600um B.260nm
C.280um D.280A
③把“和平號”實驗室內(nèi)的植物種子,帶回地球種植,產(chǎn)量和營養(yǎng)成分都有明顯的優(yōu)勢:植物的這種變異來源于: 原因是 .
解析:①D②B③基因突變,主要是由于輻射及失重,使基因內(nèi)的堿基排列順序改變。
3 有關(guān)航天的材料分析
美國的“生物圈2號”實驗
為了試驗人類離開地球能否生存,美國建造了完全封閉的“生物圈2號”實驗基地,這是一個占地1.3萬平方米的鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去仿佛是一個巨大的溫室。溫室里有麥田、草地、魚塘和微型“海洋”等;室內(nèi)還放養(yǎng)著豬、牛、羊和其他家禽。
從1993年1月,8名科學(xué)家入住以后,科學(xué)家們一邊從事科學(xué)研究,一邊養(yǎng)雞養(yǎng)鴨,耕種收獲,過著完全自給自足的生活。兩年中只給他們提供包括種子在內(nèi)的物品,其余的一切都需要自己解決。能源取自太陽能;氧氣,由自己種植的植物制造;糧食,全靠自己在里面種植收獲;肉類和蛋白質(zhì),取自自己養(yǎng)的雞、鴨、豬;甚至包括里面的氣溫和氣候,也由自己控制,并盡可能地模擬地球氣候。
一年以后,科學(xué)家們只能靠吃種子勉強度日。最后,不得不提前撤出實驗室。更令人意外的是,“生物圈2號”運行3年后,其中的一氧化氮量大幅度增加、足以使人體合成維生素的能力減弱,從而危害人體的健康。
請根據(jù)材料分析如下問題:
①“生物圈2號”模擬的是什么?“生物圈1號”是什么?
②請討論它與地球上的自然生態(tài)系統(tǒng)有什么不同?
、墼O(shè)想科學(xué)家們是怎樣維持“生物圈2號”的生態(tài)平衡?
④分析可能導(dǎo)致實驗失敗的原因有哪些?
解析:①地球上的生態(tài)系統(tǒng),地球②生態(tài)系統(tǒng)的各個成分相對簡單,生物種類少,穩(wěn)定性差。③綠色植物不能過多,否則二氧化碳和肥料不足;動物飼養(yǎng)要適量,否則氧氣消耗會增加,科學(xué)家要維持氣候、大氣成分、生物種類、數(shù)量平衡,創(chuàng)造適合生命生存的環(huán)境 ④如鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃透光性不好;太陽光提供的能量不足;食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較單一,容易被破壞;系統(tǒng)的各種成分的比例搭配可能不合理;有人為破壞生態(tài)平衡的可能;內(nèi)部氣候的調(diào)節(jié)不好,糧食欠收,飼養(yǎng)動物死亡,無其他的食物來源;氧氣與其他化學(xué)成分發(fā)生了反應(yīng)(如Ca、Fe)等等。
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