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空气净化机
刘国栋
微藻是一类在陆地、海洋广泛分布的低等生物，微藻平均直径大约只有5微米，在显微镜下才能分辨其个体形态。但是，别看它们个头小，它们也算是地球的土著居民了。从几十亿年前第一个微藻诞生于地球开始，这群勤劳的小精灵便一直兢兢业业地守护着大自然。
想象一下35亿年前的地球，到处充斥着火山和闪电，因无充足的大气层遮掩，整个地球暴露在强烈的紫外线之下。那时的地球环境可谓极端恶劣，但即便如此，还是孕育出了古老的绿色生物——蓝藻。它们利用太阳辐射、水汽和二氧化碳进行光合作用，产生有机物和自由氧。当氧的产生多于消耗时，自由氧慢慢积累起来，经过漫长的地质年代，才形成了我们可以呼吸的主要由氮和氧所组成的大气。
时至今日，由于工业化的发展，大量温室气体的排放，造成严重的温室效应。全球气温上升继而引发海平面上升、土地干旱、沙漠化面积增大等一系列环境问题，严重威胁了人类的生存和发展。众所周知，二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一，对温室效应的贡献约占全部温室气体的50%。第二次工业革命之后，煤和石油逐渐成为主要的能源，在其燃烧过程中，大量二氧化碳被排放到大气中，导致大气中的二氧化碳浓度逐年增高，根据国际能源署（IEA）估算，2014年全球二氧化碳的排放量已达到323亿吨。
于是，如何降低空气中的二氧化碳浓度就成了人类面临的重大问题，越来越多的科学家将目光集中在了生物固碳领域。20世纪40年代，美国科学家卡尔文探明了光合作用中二氧化碳的固定途径，即后人所熟知的卡尔文循环，从而为生物固碳的研究提供了理论基础。到20世纪后期，生物固碳技术已成为二氧化碳减排和可再生能源开发领域的研究热点，欧洲和美国、日本等发达国家已投入大量资金开展此项研究。而相比其他植物，微藻作为固定二氧化碳的重要载体主要有以下三方面的优势：
第一，微藻具有光合作用效率高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等特点。每年由微藻光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40%以上。
第二，微藻以水生生活为主，不会占用农田，同时还可以作为食品原料。
第三，微藻生物质富含油脂、多糖等成分，可进行后期的能源化资源再利用。通过微藻可制取清洁油气燃料，有助于实现节能减排和低碳经济的发展。同时微藻在医疗保健品及美容化妆品等领域也有重要应用。
我们知道燃煤电厂和钢铁厂等排放的废气是导致温室效应和大气污染的主要原因。我国拥有299.7万平方千米的海洋、95.4万平方千米的沙漠和沙漠化土地及盐碱地，这些资源可用来开发养殖微藻，同时与分布在沿海及沙漠地区的燃煤电厂相结合，利用养殖的微藻吸收电厂烟气的二氧化碳。这样不但可以避免资源的浪费和环境的破坏，还可以带动沿海和荒漠地区的经济和社会发展。
但是，电厂燃煤烟气一般具有烟气流量大、二氧化碳浓度高（10%、20%）等特点。而自然条件下微藻生长所需的二氧化碳浓度仅0.03%、0.05%，因此，要得到能耐受高浓度的二氧化碳且在该条件下生长较快的优势藻种，是实现微藻大规模应用于电厂烟气二氧化碳减排的前提。
我们位于上海交通大学的微藻生物能源技术实验室，就是利用代谢工程手段对各类有潜力的藻种进行改造，建立快速高通量的藻类筛选体系对经过改造的藻种进行选育，从而获得具有稳定遗传性状的高效固定二氧化碳且富含油脂的高效能源微藻藻种。我们筛选出的两株藻，斜生栅藻SJTU-3和蛋白核小球藻SJTU-2，最高可耐受高达50%浓度的二氧化碳，且在10%浓度的二氧化碳中生物质产量最大，固碳效率最高。
高效、低成本的生物反应器的设计及微藻培养过程中工艺条件的优化、高附加值产品的开发等，都是未来微藻固碳领域研究的主要方向。（选自《科学画报》，2015年第7期）
答案
1.微藻是诞生于几十年前，在陆地、海洋广泛分布，平均直径大约只有5微米的地球土著居民的低等生物。
2.（1）具有光合作用效率高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等特点。
（2）不会占用农田，还可以作为食品原料。
（3）可进行能源化资源再利用。在医疗保健品及美容化妆品等领域也应用。
3.具体说明了生物固碳的理论依据，使得读者对生物固碳研究有了更深入的理解。
4.突出强调了了微藻在资源、环境及经济方面的价值。（共4分，意思对即可）
5.能够进行光合作用，产生有机物和自由氧；固碳效率最高；藻种可带来高附加值产品。
阅读回答下列问题
1.请给微藻下个定义。
2.简要说明微藻在固定二氧化碳方面的优势。
3.文中举了美国科学家卡尔文的例子意在说明说明？
4.下面句子中，加点词语有什么表达效果？
这样不但可以避免资源的浪费和环境的破坏，还可以带动沿海和荒漠地区的经济和社会发展。
5.为什么说微藻是“空气净化机”？
快乐的学问
佚名
你改变不了环境，但你可以改变自己；你改变不了事实，但你可以改变态度；你改变不了过去，但你可以改变现在；你不能控制他人，但你可以掌握自己；你不能预知明天，但你可以把握今天；你不可以样样顺利，但你可以事事尽心；你不能延伸生命的长度，但你可以决定生命的宽度；你不能左右天气，但你可以改变心情；你不能选择容貌，但你可以展现笑容。
刘国栋
微藻是一类在陆地、海洋广泛分布的低等生物，微藻平均直径大约只有5微米，在显微镜下才能分辨其个体形态。但是，别看它们个头小，它们也算是地球的土著居民了。从几十亿年前第一个微藻诞生于地球开始，这群勤劳的小精灵便一直兢兢业业地守护着大自然。
想象一下35亿年前的地球，到处充斥着火山和闪电，因无充足的大气层遮掩，整个地球暴露在强烈的紫外线之下。那时的地球环境可谓极端恶劣，但即便如此，还是孕育出了古老的绿色生物——蓝藻。它们利用太阳辐射、水汽和二氧化碳进行光合作用，产生有机物和自由氧。当氧的产生多于消耗时，自由氧慢慢积累起来，经过漫长的地质年代，才形成了我们可以呼吸的主要由氮和氧所组成的大气。
时至今日，由于工业化的发展，大量温室气体的排放，造成严重的温室效应。全球气温上升继而引发海平面上升、土地干旱、沙漠化面积增大等一系列环境问题，严重威胁了人类的生存和发展。众所周知，二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一，对温室效应的贡献约占全部温室气体的50%。第二次工业革命之后，煤和石油逐渐成为主要的能源，在其燃烧过程中，大量二氧化碳被排放到大气中，导致大气中的二氧化碳浓度逐年增高，根据国际能源署（IEA）估算，2014年全球二氧化碳的排放量已达到323亿吨。
于是，如何降低空气中的二氧化碳浓度就成了人类面临的重大问题，越来越多的科学家将目光集中在了生物固碳领域。20世纪40年代，美国科学家卡尔文探明了光合作用中二氧化碳的固定途径，即后人所熟知的卡尔文循环，从而为生物固碳的研究提供了理论基础。到20世纪后期，生物固碳技术已成为二氧化碳减排和可再生能源开发领域的研究热点，欧洲和美国、日本等发达国家已投入大量资金开展此项研究。而相比其他植物，微藻作为固定二氧化碳的重要载体主要有以下三方面的优势：
第一，微藻具有光合作用效率高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等特点。每年由微藻光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40%以上。
第二，微藻以水生生活为主，不会占用农田，同时还可以作为食品原料。
第三，微藻生物质富含油脂、多糖等成分，可进行后期的能源化资源再利用。通过微藻可制取清洁油气燃料，有助于实现节能减排和低碳经济的发展。同时微藻在医疗保健品及美容化妆品等领域也有重要应用。
我们知道燃煤电厂和钢铁厂等排放的废气是导致温室效应和大气污染的主要原因。我国拥有299.7万平方千米的海洋、95.4万平方千米的沙漠和沙漠化土地及盐碱地，这些资源可用来开发养殖微藻，同时与分布在沿海及沙漠地区的燃煤电厂相结合，利用养殖的微藻吸收电厂烟气的二氧化碳。这样不但可以避免资源的浪费和环境的破坏，还可以带动沿海和荒漠地区的经济和社会发展。
但是，电厂燃煤烟气一般具有烟气流量大、二氧化碳浓度高（10%、20%）等特点。而自然条件下微藻生长所需的二氧化碳浓度仅0.03%、0.05%，因此，要得到能耐受高浓度的二氧化碳且在该条件下生长较快的优势藻种，是实现微藻大规模应用于电厂烟气二氧化碳减排的前提。
我们位于上海交通大学的微藻生物能源技术实验室，就是利用代谢工程手段对各类有潜力的藻种进行改造，建立快速高通量的藻类筛选体系对经过改造的藻种进行选育，从而获得具有稳定遗传性状的高效固定二氧化碳且富含油脂的高效能源微藻藻种。我们筛选出的两株藻，斜生栅藻SJTU-3和蛋白核小球藻SJTU-2，最高可耐受高达50%浓度的二氧化碳，且在10%浓度的二氧化碳中生物质产量最大，固碳效率最高。
高效、低成本的生物反应器的设计及微藻培养过程中工艺条件的优化、高附加值产品的开发等，都是未来微藻固碳领域研究的主要方向。（选自《科学画报》，2015年第7期）
答案
1.微藻是诞生于几十年前，在陆地、海洋广泛分布，平均直径大约只有5微米的地球土著居民的低等生物。
2.（1）具有光合作用效率高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等特点。
（2）不会占用农田，还可以作为食品原料。
（3）可进行能源化资源再利用。在医疗保健品及美容化妆品等领域也应用。
3.具体说明了生物固碳的理论依据，使得读者对生物固碳研究有了更深入的理解。
4.突出强调了了微藻在资源、环境及经济方面的价值。（共4分，意思对即可）
5.能够进行光合作用，产生有机物和自由氧；固碳效率最高；藻种可带来高附加值产品。
阅读回答下列问题
1.请给微藻下个定义。
2.简要说明微藻在固定二氧化碳方面的优势。
3.文中举了美国科学家卡尔文的例子意在说明说明？
4.下面句子中，加点词语有什么表达效果？
这样不但可以避免资源的浪费和环境的破坏，还可以带动沿海和荒漠地区的经济和社会发展。
5.为什么说微藻是“空气净化机”？
快乐的学问
佚名
你改变不了环境，但你可以改变自己；你改变不了事实，但你可以改变态度；你改变不了过去，但你可以改变现在；你不能控制他人，但你可以掌握自己；你不能预知明天，但你可以把握今天；你不可以样样顺利，但你可以事事尽心；你不能延伸生命的长度，但你可以决定生命的宽度；你不能左右天气，但你可以改变心情；你不能选择容貌，但你可以展现笑容。