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为什么水在结冰时会结冰?原来是这个原因

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:结冰细菌众所周知,温度降到0℃左右时,水就会结冰。结冰细菌是由美国怀俄明大学的一些生物学家发现的。他们在研究植物的传染病时,给植物撒上了腐殖土。科学家们推测,问题也许就出在腐殖土中。进一步的研究表明,水在结冰时,结冰细菌细胞表面的一种物质,能起积聚水分子的作用。一旦植物细胞因结冰而死亡,便成了结冰细菌的美味佳肴。只要把这种突变种结冰细菌引入植物体内,它们就会替代结冰细菌,使植物免受冻害。
结冰细菌_趣味生物学

结冰细菌

众所周知,温度降到0℃左右时,水就会结冰。可是,真正纯净的水却不是这样,只有温度低于-40℃时才会结冰。这是为什么呢?科学家发现,原来在结冰时,水中都有可以作为结晶中心的粒子。直到不久以前,人们还以为这种粒子主要是矿物质粒子和无机尘埃等。然而,即使存在这些粒子,水也要到温度接近-10℃时才会结冰。因而,水在0℃结冰,仍是一个未解之谜。十多年前,美国科学家发现,温度在接近0℃时促使水结冰的结晶中心,也许是某些细菌。

结冰细菌是由美国怀俄明大学的一些生物学家发现的。他们在研究植物的传染病时,给植物撒上了腐殖土。实验是在6月初进行的,那时曾出现过短暂低温冰冻天气。在正常情况下,这种气候变化是不会对植物造成冻害的,可是这一次却出现了例外。科学家们推测,问题也许就出在腐殖土中。后来,他们果然在腐殖土中找到了罪魁祸首。这是两种结冰细菌,那时如果没有这些结冰细菌,水是不会结冰的。

进一步的研究表明,水在结冰时,结冰细菌细胞表面的一种物质,能起积聚水分子的作用。这种细菌是靠植物细胞的尸体提供的营养生活的。一旦植物细胞因结冰而死亡,便成了结冰细菌的美味佳肴。

为了防止结冰细菌对农作物的危害,生物工程专家已培育出一种突变种结冰细菌。这种细菌的细胞表面,没有那种会促使水结冰的物质。只要把这种突变种结冰细菌引入植物体内,它们就会替代结冰细菌,使植物免受冻害。这一试验已经在加利福尼亚州的一些果园中获得成功。喷射过突变种结冰细菌的橙树,甚至在-5℃时也不会结冰。可是,不少科学家却对大规模使用这种细菌,持保留态度。因为广泛使用这种突变种结冰细菌以后,有可能将结冰细菌排挤掉,从而使地球上水的结冰温度从0℃降到-5℃,甚至更低。这样一来,全球的气候将随之发生难以估量的变化。

另有一些科学家正在考虑让结冰细菌为人类服务。比如,在雪下得不多的冬季举行滑雪比赛时,可以喷洒加有结冰细菌的水,制造人造雪。

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