书城英文图书美国学生科学读本(英汉双语版)(套装上下册)
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第78章 地球上的生命(21)

从肺部流回来后,血液先进入左心房,充盈之后经过瓣膜再进入左心室。 强有力的心肌组织不停地将血液压入动脉进而流经全身,最后又再一次回到右 心房。当血液流进心室之后,心脏瓣膜便立刻关闭,以阻止血液回流。将手掌 放在胸部偏左的地方,便能很容易地感受到心脏的收缩与跳动。

108.感官--为了确保动物的自身安全和拥有良好的生存状态,大脑就必 须对外部世界的信息做出反应,同时我们的身体还必须拥有一定数量的感觉器 官,通过神经系统与大脑联系。就我们人类而言,对外部世界最显著的感知方 式有视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉。

眼睛作为我们的视觉器官,对光线非常敏感,并像一台智能照相机一样, 能通过神经中枢自动调节。这台照相机的外盒就是我们骨骼上的眼窝,眼睑就 是快门,虹膜就是光圈。其实虹膜就是眼球前面的一层薄膜,能够通过张开与 收缩让不同强度的光线进入。在它的中心有一个小孔,这就是瞳孔。

在虹膜后面的是一个可以收缩调节的晶状体,在它之后的感光板,就是视 网膜了。在虹膜前面是一种像水一样的物质,叫眼房水,它可以保持眼睛的前 部始终像圆球一样撑开。在晶状体后面是一层很厚的透明胶状物,叫玻璃体, 它支撑了视网膜,并确保了眼睛不会塌陷。

在照相机里面都有一片磨砂玻璃,通过前后移动来给物体对焦,眼睛里面 当然不可能这样,在那里是晶状体通过自我收缩来对不同距离的物体对焦。从 视网膜连接到大脑的视觉神经,将视网膜上的影像传给大脑,并在那里转化成 画面信息。

这粗浅的比喻其实还并没有对眼睛做出清晰的描述,因为眼睛非常复杂精巧,比照相机的构造高级到不知哪里去了。对它的专业描述已经超出本书的范 围,这里就不深入探究了。

耳朵是我们的声音接收器,它的外面部分叫做外耳,主要是将声波获取后 将它们聚集在鼓膜上。鼓膜是一层紧绷在耳骨上的薄膜,当声波触及它时,便 发生振动,就像鼓槌击鼓时,鼓面的振动一样。鼓膜后面由一个有三片小骨头 组成的链条与内耳部分相连,内耳的敏感细胞将振动形成的信号通过听觉神经 传给大脑,并在那里转化为声音信息。

舌头上和鼻子中的细胞会把它们接触到的信息传递给大脑,前者通过液体 接触,后者通过气体接触,分别形成了我们吃出的味道和闻到的气味。

我们的皮肤会产生触觉,而且有的地方会比其他地方更敏感。盲人的手指 触觉一般都非常灵敏,几乎在很大程度上取代了他们所缺少的感觉器官。触觉 也是通过神经传递给大脑,并在那里转化为我们感受到的感觉。

109.食物

实验117:将煮熟的鸡蛋白剁碎,碎渣的大小跟钉子头一般大就行,然 后取适量放入试管。再将另一些剁得更细的鸡蛋白放入另一支试管,然后将 100cc水、5cc胃蛋白酶和2cc盐酸制成混合溶液,分别加入到这两支试管中,充 分淹没蛋白碎渣,摇匀后放置在温度恒为37℃或者98℉的环境中。无焰灶或者 温水桶就是比较理想的恒温设备。让整个装置保持几个小时,会发现蛋白溶解 掉了,而且第二支试管里面的蛋白溶解得更彻底。如果用水做同样的实验,或 者只用盐酸做同样的实验,会产生同样的现象吗?实验中所用到的胃蛋白酶溶 液就是一种人造胃液。

为了让身体获得运动的能量,食物就成了必需。动物和植物都可以给我 们提供食物,如前所述,作为食物的植物,它们的养分来源于叶片和茎干中的 叶绿素。养分在叶绿素中被制造出来以后,会在经过食物链中动植物各个环节 的过程中不断转化与整合。食物可以被用来:(1)促进新细胞的生长;(2) 修复已经衰败或者毁坏的;(3)为身体内部运转提供能量并为其保持热量;(4)为其外部运动提供能量,比如身体的移动和搬运物体。 为了提供这些能量,细胞就必须获得食物与氧气,因此食物就必须得到充分的消化吸收,然后被输送到身体各部分组织。高等动物都有一系列复杂的器 官来完成这个过程,拿我们人类来说,其过程概况如下:一条细长的消化道贯 穿我们的身体,它的不同部分分别对应着不同的消化过程。在嘴里,食物被牙齿磨碎,变成小颗粒后被混合在唾液中。这是一个极为重要的步骤,因为要是 食物没有被充分细化,消化液便不能与它充分反应,导致消化的时间变得非常 缓慢,同时也会导致额外能量的大量消耗。唾液对消化淀粉非常关键,同时其 本身对食物的整个消化过程都很有帮助。

食物在嘴里被磨碎之后,经过喉咙,穿过一个孔口进入到胃里,这是一个 可以容纳三到四品脱食物的袋状器官,它的肌肉壁可以收缩和伸展,这样可以 通过蠕动让食物在里面与胃液充分接触并发生反应。胃液是由胃的内壁中很小 的腺体分泌的,人造胃液就是我们在实验117中用到的混合溶液。部分蛋白质 会在胃里直接消化,更大部分的消化过程则会在小肠里进行。

食物从胃里出来再经过一个孔口就到了小肠,这是一个错综盘绕的管状器 官,并占据了大部分腹腔的空间。它的内壁分布着能够分泌消化液的腺体,两 外还有两个为小肠分泌消化液的腺体,它们便是胰腺和肝脏。小肠是我们身体 中最强大的消化器官,在这里,脂肪和油类开始被消化,淀粉和蛋白质则在这 里彻底完成消化吸收。小肠通过一个管口与大肠相连接,大肠只有五到六英尺 长,并朝着身体的出口慢慢变细,大肠中的消化过程就很少了。

食物在消化道各环节所发生的变化非常复杂,但在此过程中,有营养的部 分则可以被血液吸收,并能被转运到需要能量供应的身体各个部分。在消化道 的每一阶段,只要食物被充分消化,吸收也就随时进行了。

110.必需食物

实验118:在几支不同的试管中分别放入少量的(1)玉米淀粉(2)葡萄 糖(3)土豆泥(4)面粉(5)鸡蛋白。再放入适量的水,并充分摇匀。再向 每支试管中滴入几滴实验100中用到的碘溶液。

实验119:在几支不同的试管中分别放入少量的(1)鸡蛋白(2)牛油或猪 油(3)葡萄糖(4)其他一种比较常见的食物。向每支试管中滴入几滴浓硝酸并 保持一分钟。注意不要将硝酸弄到衣服上或手上。然后将酸液倒掉,用适量清 水清晰试管中的物质,然后再将水也倒掉,再滴入几滴浓氨液。如果里面的物 质颜色变成黄色或橙色,则表明蛋白质产生了。其中哪种物质含有蛋白质呢?

实验120:由于汽油属于易燃物,因此必须确保做此实验时,房间里面没 有任何火源。在几个不同的蒸发皿或者烧杯中分别放入一汤匙(1)煮熟的蛋 白以及蛋黄碎末(2)亚麻粉(3)玉米粉(4)面粉(5)其他一种比较常见的 食物,然后将它们放在窗台上。然后向其中都倒入足量的汽油,并充分搅拌。

再用盖子将它们盖住,保持十到十五分钟。然后倒掉汽油,并将废弃的汽油置 于户外,确保其彻底蒸发。如果还有东西剩下,那一定是食物的溶解物。取一 滴剩下的物质,滴到一张纸上,闻闻它什么气味?并在手指上搓捻一下,看有 什么特性?可以再用其他油脂类物质测试一下你想拿来做实验的物质。

实验121:找一个空气流通的房间,以免屋里满是气味。在房间里面的本 生灯④上用一个小铁勺燃烧(1)一小片肉(2)浓缩奶或者奶粉(3)一部分煮 熟的鸡蛋(4)其他一种比较常见的食物。燃完之后会有残留物吗?如果有的 话,这些就是矿物质。

从实验118-121中我们发现,我们常见的所有食物都由三大类化合物构 成,碳水化合物、蛋白质和脂肪。在普通的食物中,含有大量蛋白质的有瘦 肉、奶酪、鸡蛋、黄豆和豌豆,由碳水化合物构成的有谷类食物以及蔬菜和水 果,属于脂肪的有黄油、猪肉、坚果以及巧克力。牛奶则含有全部以上三种成 分,并且其各占比例与身体所需也大致相当。