① 生物技術對我們生活的影響
1.
促進人類發展。
生物技術在了解人體的基因密碼方面所取得的進展表明,人們通過生物技術尋求疾病的治療方法及痊癒方面已經取得重大成就。 在面對疾病時,生物技術對疫苗、抗生素及其他葯物作出的貢獻,已經挽救或延長數百萬人的生命,對治療糖尿病能起關鍵作用的胰島素已經能利用基因工程細菌進行廉價的大批量生產;現在生物技術又對癌症、糖尿病、癲癇、多發性硬化、心肺病、早老性痴呆、艾滋病等,進行關鍵性的研究。 因此生物技術的發展,時時刻刻都在促進人類的發展與進步。
1.2促進經濟發展。
生物技術與生物產業發展迅速,其中發展生物產業經濟已經成為當前許多國家在應對金融危機時,普遍採用的戰略措施。 近些年來,生物技術的應用日益廣泛,受到了人們的認可,目前全球生物產業銷售額幾乎每5年翻一番,為了應用對金融危機,我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020)》已經把生物技術作為當前我國科技發展的五個戰略重點之一。
生物技術對人類生活質量的重要性
② 生物科學的發展對我們的社會生活將會產生什麼影響
現代生物學的發展對人類將會造成很大的影響,克隆技術對器官移植很有幫助,如果能定向克隆細胞的話,大部分的疾病都能治癒,比如白血病的造血幹細胞,基因工程和技術的發展對人類的生活也會有很大的影響,一些無法治癒的遺傳病,可以通過基因的改變來治療,轉基因也可豐富我們食物的種類和產量.但是「每個硬幣都有兩面」,克隆和轉基因的擔憂也是顯而易見的,克隆造成的倫理問題就不用說了,而轉基因造成的物種和食品的安全問題也是不可忽視的.
③ 生物技術對生活的影響
現代生物科學技術對人類生活的影響
(1)在農業中的應用
我國是一個人口大國,近年來糧食的需求量逐年上升,而現代生物技術在農業中的應用提高了農產品的質量和產量,大大緩解了糧食的供給壓力。如雜交水稻、轉基因大豆、轉基因玉米的出現,提高了這些農作物的產量。基因重組技術可以將具有抗病蟲害的基因如蛋白酶抑制劑基因、植物凝集素基因等導入水稻、玉米、馬鈴薯等農作物中,提高農作物的抗病、抗蟲性。細胞工程技術可以進行農作物的育種。另外利用現代生物技術生產的生物農葯如蘇雲金菌,可以減少化學農葯的使用,避免農葯的殘留和環境的污染。
(2)在食品領域的應用
現代生物技術在食品加工中的應用也極為普遍。如啤酒、酸奶、醬油等食品的生產中都應用了微生物發酵,且若利用基因工程對發酵菌種進行改造,可提升菌種的性能。蛋白質工程對凝乳酶性質的改良,更加便利了乾酪的生產。利用現代生物技術,還可以快速准確的進行食品檢測,如PCR技術可以用來檢測病原微生物和是否存在外源基因,免疫分析可以進行農作物的葯物殘留檢測。
(3)在環境保護中的應用
目前,環境治理的方法有物理法、化學法、生物法,其中生物法應用的較為普遍。如生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法可以進行污水處理。利用基因工程技術培育出的降解性能高的菌種,進行固定化提高菌體密度後,對於有毒或難降解廢水的處理有很好的效果。利用微生物進行堆肥處理則可以將固體廢棄物轉化為肥料。另外基因工程技術培育的指示生物針可以用來監測環境的污染情況,甚至吸收污染物。
(4)在醫學領域的應用
現代生物技術在醫學領域的應用,特別是分子生物醫學技術取得突破後,為醫學的發展打開了嶄新的局面。如利用微生物生產的抗生素、酶制劑、酶抑制劑等葯品。利用基因工程可以降低葯物的生產風險。而利用生物晶元則可以精確的發現致病基因,再通過修飾致病基因或開發相應基因葯物進行治療。
④ 生物學對人類生活的影響
生物技術將主導人類的生活 今天人們已經廣泛地接受了這樣的說法,這就是20世紀是物理學的世紀,而21世紀將是生物學的世紀。幾乎所有人都同意關於21世紀的兩個事實:不論是從預算資金、工作崗位的多少,還是從重大發現的數量來看,現代生物學的規模都比物理學的規模大得多,而且,在整個21世紀,生物學很可能都將保持科學領域最大分支的地位;此外,不論是從經濟影響、道德層面,還是從其對人類提供的福利來看,生物學也比物理學更加重要。 這些事實提出了一個令人感興趣的問題:隨著個人計算機、全球衛星定位系統接收器和數碼相機的出現,技術家庭化正從一個成功走向新的成功,那麼技術的家庭化會很快地從物理學領域延伸到生物學領域嗎?答案是毋庸置疑的。科學家認為,至少與過去50年中發生的計算機家庭化影響我們的生活一樣,在未來的50年中,生物技術的家庭化也會在同樣的程度上主導人類的生活。 生物技術產業將向生活滲透 20世紀40年代和50年代,著名拓撲學家馮·諾伊曼在普林斯頓高等研究院開始設計和建造第一台利用內置碼指令來操作的電子計算機,正是他發明的軟體使計算機具有了靈活性。然而,馮·諾伊曼從未想過,計算機會變得如此之小、如此便宜,可用它來填寫所得稅申報表、完成家庭作業。在馮·諾伊曼的構想中,計算機是作為巨大的中央處理器來為大型實驗室和大型產業服務的。有傳聞說,當年美國政府部門曾有人問馮·諾伊曼,美國未來需要多少台計算機,馮·諾伊曼當時回答說「18台」。真是令人難以置信! 人們今天普遍認為,基因工程支持大型制葯企業和諸如孟山都這樣的農業綜合企業的活動,這和馮·諾伊曼把計算機當成巨大的中央設備的觀點非常相似。公眾不信任孟山都,是因為這家公司喜歡在糧食作物中加入抗蟲基因,這正如人們不大信任馮·諾伊曼一樣,因為他喜歡在半夜三更利用計算機偷偷摸摸地設計氫彈。只要基因工程只是作為大型企業手中掌握的一種高度集中的行為,它很可能將長期處於不受歡迎和充滿爭議的困境之中。 但是,當生物技術產業像馮·諾伊曼未曾預料到的計算機產業一樣,變得越來越細化和家庭化,而不是大型和集約化,其前景是光明的。新近朝這一方向邁出的第一步,是在寵物店出現的光怪陸離的基因改性熱帶魚新品種。生物技術向家用化邁進的下一步應該是改變得對用戶更加友好。在不久前舉行的世界上最大的花卉展美國費城花卉展上,世界各地的花卉培育者展示了他們的成果。在美國加州的爬行動物展是一個展示另一組研究者成果的、同樣讓人過目不忘的展覽。費城花卉展的蘭花和玫瑰最具吸引力,而爬行動物展則以展出新奇的蜥蜴和扭動身軀的蛇令人瞠目。目前有數以千計的高素質生物技術專家在從事這個行業,每一朵蘭花或者玫瑰,每一條蜥蜴或者蛇都是全神貫注的、專業的研究者的勞動成果。 生物技術家庭化是未來的潮流 不妨設想一下,如果這些人能夠掌握基因工程的工具會出現什麼情況?園丁們可以利用基因工程「工具箱」培育出玫瑰和蘭花新品種。喜愛鴿子、鸚鵡、蜥蜴和蛇的人也可以利用自己的「工具箱」培育出寵物新品種。而狗和貓的培育者也將有他們自己的「工具箱」。家庭化的生物技術一旦被人們掌握,將給我們帶來一個五光十色的生物爆炸性增長,大企業所致力的單一作物的時代將一去不復返,新的物種將擴散,取代那些被單一栽培農業和產業開發所破壞的物種。基因設計將成為個人的作為,成為一種像繪畫和雕塑那樣的藝術創作。少量新創作將成為傑作,但所有創作都將給它的創造者帶來快樂,並使他們的生活豐富多彩。 當孩子們開始拿基因玩耍時,進化將發生不可逆轉的變化。生物技術家庭化的最後一步是生物技術游戲,就像電腦游戲一樣,這些游戲是為孩子們,甚至包括幼兒園的小朋友們設計的,但孩子們所操作的將是真正的卵子和種子,而不是電腦顯示屏上的圖像。通過玩這種游戲,孩子們將會對它們所培育的生物產生親切感。游戲的獲勝者將是那個能夠使種子長出刺最多仙人掌的孩子,或者是那個用卵子孵化出可愛的小恐龍的孩子。規則是需要的,這將確保兒童們的游戲不會危及他們自己和其他人。 不過,基於以往人類技術進步帶來的教訓,如果生物技術家庭化是未來的潮流,那麼有5個重要問題必須得到答案:首先,能夠阻止這種技術發展嗎?再者,這種技術的發展應該被及時制止嗎?第三,如果阻止它的發展既不現實也不符合人們的意願,我們的社會必須對它作出哪些限制?第四,這些限制如何確定?最後一個問題,這些限制措施該如何落實和執行?這些問題恐怕只能留給我們的未來子孫來回答了。
⑤ 生物學對人類生產生活有哪些影響
生產:生物學可以接地提高經濟;比如說微生物的發酵和制葯等方面,大大提高了產量和生產質量,也有不利的影響排放有害人體的生物,對人類的社會、經濟等有一定負面的影響。
生活:比如從教育角度來講,生物知識可以傳授有關醫學的知識。
⑥ 生物學對人類的生活影響
一、生物技術給農業帶來的益處
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,採用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫葯以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因後具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良後具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當於2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助於有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助於人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用於生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利於保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。製造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們製造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
二、生物技術帶來的不利
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利並不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由於技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,後者在發展中國家是很普遍的,並且也有利於環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康製造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選後才能利用。
生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由於生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業,尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時,氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化,直接影響人類和動植物的生存。
另一個令人擔心的是:轉基因植物、動物、微生物脫離當地農業生態系統所造成的危害。許多有意或無意的動植物引起當地嚴重的生態問題。最明顯的例子是澳洲引進的兔子。1500年以來,世界各國動植物的交流,有些已成為當地的有害動植物。至於轉基因作物脫離當地農業生態系統後有可能引發:第一,轉基因作物使自生作物成為嚴重的雜草問題;第二,轉基因作物通過雜交後產生雜種;第三,轉基因作物影響食物安全。任何一種轉基因作物都存在對生態環境產生沖擊的可能性。
未來20年,隨著世界人口的增長,農業將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講,生物技術本身有能力幫助人們提高農業生產力和保護環境,但在實踐中,生物技術作為環境保護的代理人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
⑦ 舉例說明生物學的發展對人類的生產、生活有哪些影響。
答案: 解析: 現代農業、林業、牧業和漁業正在應用生物學的基本原理,為人們提供更優質的糧食,安全而富含營養的禽畜產品和水產品無公害的綠色果蔬,袁隆平的雜交水稻大大提高了水稻產量。人類面臨的一系列生態環境問題也需要生物學解決。試管嬰兒、克隆動物、轉基因食品都和生物學的發展息息相關。⑧ 生物學的發展對人類生產和生活產生的影響的資料是什麼
影響主要表現在以下幾個方面: 1.影響人們的思想觀念,如進化的思想和生態學思想正在被越來越多的人所接受。 2.促進社會生產力的提高,如生物技術產業正在形成一個新興產業;農業生產力因生物科學技術的應用而顯著提高。 3.隨著生物科學的發展,將會有越來越多的人從事與生物學有關的職業。 4.促進人們提高健康水平和生活質量,延長壽命。 5.影響人們的思維方式,如生態學的發展促進人們的整體性思維;隨著腦科學的發展,生物科學技術將有助於改進人類的思維。 6.對人類社會的倫理道德體系產生沖擊,如試管嬰兒、器官移植、人基因的人工改造等,都會對人類社會現有的倫理道德體系產生挑戰。 7.生物科學技術的發展對社會和自然界也可能產生負面影響,如轉基因生物的大量生產改造物種的天然基因庫,可能會影響生物圈的穩定性。 理解科學技術與社會的關系,是科學素質的重要組成部分。下面是生物學的貢獻:1。由蒼蠅到宇宙飛船; 2。從螢火蟲到人工冷光; 3。電魚與伏特電池; 4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。 5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。 電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。 6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。 7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。 8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。 9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。 10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。 11。船槳模仿的是鴨的蹼。 12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。 13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。 14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。 16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。16.樹葉的排列和悉尼大劇院的建設。 17.潛水艇和魚的沉浮。18.響尾蛇和空對空響尾蛇導彈。19.人們根據章魚發明煙霧彈。20.根據蛋殼發現拱形的承受力量。21.飛機飛行時產生的劇烈抖動是根據蜻蜓改善的。22.變色衣服是學習蝴蝶上的鱗片。23.防水衣服是仿荷葉造的。正如我們所知的,生物學正在試圖解決一些人類棘手的問題!自從瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年發明蒸汽機以後,人們在生產斗爭中獲得了強大的動力。在工業技術方面基本上解決了能量的轉換、控制和利用等問題,從而引起了第一次工業革命,各式各樣的機器如雨後春筍般的出現,工業技術的發展極大地擴大和增強了人的體能,使人們從繁重的體力勞動解脫出來。隨著技術的發展,人們在蒸汽機以後又經歷了電氣時代並向自動化時代邁進。
20世紀40年代電子計算機的問世,更是給人類科學技術的寶庫增添了可貴的財富,它以可靠和高效的本領處理著人們手頭上數以萬計的各種信息,使人們從汪洋大海般的數字、信息中解放出來,使用計算機和自動裝置可以使人們在繁雜的生產工序面前變得輕松省力,它們准確地調整、控制著生產程序,使產品規格精確。但是,自動控制裝置是按人們制定的固定程序進行工作的,這就使它的控制能力具有很大的局限性。自動裝置對外界缺乏分析和進行靈活反應的能力,如果發生任何意外的情況,自動裝置就要停止工作,甚至發生意外事故,這就是自動裝置本身所具有的嚴重缺點。要克服這種缺點,無非是使機器各部件之間,機器與環境之間能夠「通訊」,也就是使自動控制裝置具有適應內外環境變化的能力。要解決這一難題,在工程技術中就要解決如何接受、轉換。利用和控制信息的問題。因此,信息的利用和控制就成為工業技術發展的一個主要矛盾。如何解決這個矛盾呢?生物界給人類提供了有益的啟示。
人類要從生物系統中獲得啟示,首先需要研究生物和技術裝置是否存在著共同的特性。1940年出現的調節理論,將生物與機器在一般意義上進行對比。到1944年,一些科學家已經明確了機器和生物體內的通訊、自動控制與統計力學等一系列的問題上都是一致的。在這樣的認識基礎上,1947年,一個新的學科——控制論產生了。
控制論(Cybernetics)是從希臘文而來,原意是「掌舵人」。按照控制論的創始人之一維納(Norbef Wiener,1894~1964)給予控制論的定義是「關於在動物和機器中控制和通訊」的科學。雖然這個定義過於簡單,僅僅是維納關於控制論經典著作的副題,但它直截了當地把人們對生物和機器的認識聯系在了一起。
控制論的基本觀點認為,動物(尤其是人)與機器(包括各種通訊、控制、計算的自動化裝置)之間有一定的共體,也就是在它們具備的控制系統內有某些共同的規律。根據控制論研究表明,各種控制系統的控制過程都包含有信息的傳遞、變換與加工過程。控制系統工作的正常,取決於信息運 行過程的正常。所謂控制系統是指由被控制的對象及各種控制元件、部件、線路有機地結合成有一定控制功能的整體。從信息的觀點來看,控制系統就是一部信息通道的網路或體系。機器與生物體內的控制系統有許多共同之處,於是人們對生物自動系統產生了極大的興趣,並且採用物理學的、數學的甚至是技術的模型對生物系統開展進一步的研究。因此,控制理論成為聯系生物學與工程技術的理論基礎。成為溝通生物系統與技術系統的橋梁。
生物體和機器之間確實有很明顯的相似之處,這些相似之處可以表現在對生物體研究的不同水平上。由簡單的單細胞到復雜的器官系統(如神經系統)都存在著各種調節和自動控制的生理過程。我們可以把生物體看成是一種具有特殊能力的機器,和其它機器的不同就在於生物體還有適應外界環境和自我繁殖的能力。也可以把生物體比作一個自動化的工廠,它的各項功能都遵循著力學的定律;它的各種結構協調地進行工作;它們能對一定的信號和刺激作出定量的反應,而且能像自動控制一樣,藉助於專門的反饋聯系組織以自我控制的方式進行自我調節。例如我們身體內恆定的體溫、正常的血壓、正常的血糖濃度等都是肌體內復雜的自控制系統進行調節的結果。控制論的產生和發展,為生物系統與技術系統的連接架起了橋梁,使許多工程人員自覺地向生物系統去尋求新的設計思想和原理。於是出現了這樣一個趨勢,工程師為了和生物學家在共同合作的工程技術領域中獲得成果,就主動學習生物科學知識。1。從令人討厭的蒼蠅身上,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。
古代中國對生物的研究更是「世界領先」!人們不僅僅停留在觀察和認識生物界上,而且還運用人類所獨有的思維和設計能力模仿生物,通過創造性的勞動增加自己的本領。魚兒在水中有自由來去的本領,人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭。相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。通過反復的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉彎的手段。這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船隻航行自如。
鳥兒展翅可在空中自由飛翔。據《韓非子》記載魯班用竹木作鳥「成而飛之,三日不下」。然而人們更希望仿製鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。早在四百多年前,義大利人利奧那多·達·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結構並認真觀察鳥類的飛行。設計和製造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。
生物學也有「助紂為虐」的時候!在第一次世界大戰時期,出於軍事上的需要,為使艦艇在水下隱蔽航行而製造出潛水艇。當工程技術人員在設計原始的潛艇時,是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉,如果需要升至水面,就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉,使艇身回到水面來。以後經過改進,在潛艇上採用浮箱交替充水和排水的方法來改變潛艇的重量。以後又改成壓載水艙,在水艙的上部設放氣閥,下面設注水閥,當水艙灌滿海水時,艇身重量增加使它潛入水中。需要緊急下潛時,還有速潛水艙,待艇身潛入水中後,再把速潛水艙內的海水排出。如果一部分壓載水艙充水,另一部分空著,潛水艇可處於半潛狀態。潛艇要起浮時,將壓縮空氣通入水艙排出海水,艇內海水重量減輕後潛艇就可以上浮。如此優越的機械裝置實現了潛艇的自由沉浮。但是後來發現魚類的沉浮系統比人們的發明要簡單得多,魚的沉浮系統僅僅是充氣的魚鰾。鰾內不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內或是重新吸收鰾內一部分氧氣來調節魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮。然而魚類如此巧妙的沉浮系統,對於潛艇設計師的啟發和幫助已經為時過遲了。
聲音是人們生活中不可缺少的要素。通過語言,人們交流思想和感情,優美的音樂使人們獲得藝術的享受,工程技術人員還把聲學系統應用在工業生產和軍事技術中,成為頗為重要的信息之一。自從潛水艇問世以來,隨之而來的就是水面的艦船如何發現潛艇的位置以防偷襲;而潛艇沉入水中後,也須准確測定敵船方位和距離以利攻擊。因此,在第一次世界大戰期間,在海洋上,水面與水中敵對雙方的斗爭採用了各種手段。海軍工程師們也利用聲學系統作為一個重要的偵察手段。首先採用的是水聽器,也稱雜訊測向儀,通過聽測敵艦航行中所發出的雜訊來發現敵艦。只要周圍水域中有敵艦在航行,機器與螺旋槳推進器便發出雜訊,通過水聽器就能聽到,能及時發現敵人。但那時的水聽器很不完善,一般只能收到本身艦只的雜訊,要偵聽敵艦,必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音,這樣很不利於戰斗行動。不久,法國科學家郎之萬(1872~1946)研究成功利用超聲波反射的性質來探測水下艦艇。用一個超聲波發生器,向水中發出超聲波後,如果遇到目標便反射回來,由接收器收到。根據接收回波的時間間隔和方位,便可測出目標的方位和距離,這就是所謂的聲納系統。人造聲納系統的發明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果,曾使人們為之驚嘆不已。豈不知遠在地球上出現人類之前,蝙蝠、海豚早已對「回聲定位」聲納系統應用自如了。
生物在漫長的年代裡就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖。因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息。義大利科學家斯帕蘭捷很早以前就發現蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是塞住蝙蝠的雙耳、封住它的嘴後,它們在黑暗中就寸步難行了。面對這些事實,斯帕蘭捷提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵與嘴「看東西」。它們能夠用嘴發出超聲波後,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到。第一次世界大戰結束後,1920年,哈台認為蝙蝠發出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。並提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰時郎之萬發明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是,哈台的提示並未引起人們的重視,而工程師們對於蝙蝠具有「回聲定位」的技術是難以相信的。直到1983年採用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發出超聲波來定位的。但是這對於早期雷達和聲納的發明已經不能有所幫助了。
另一個事例是人們對於昆蟲行為為時過晚的研究。在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之後,人們經過長期反復的實踐,終於在1903年發明了飛機,使人類實現了飛上天空的夢想。由於不斷改進,30年後人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能。但是在繼續研製飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現象。當飛機飛行時,機翼發生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生。飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究消除有害的顫振現象,經過長時間的努力才找到解決這一難題的方法。就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了。可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發現在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉,飛行就變得盪來盪去。實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發明何等相似。假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益於解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了。面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感!希望我的答案還看的過去.....
⑨ 生物學對人類生產生活有哪些影響
生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關系。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。 人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。世界人口每年的增長率約20%,大約每過35年,人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題,也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜復雜的關系進行周密的定量的研究,才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識,從而學會自己控制自己,使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物學的成就導致口服避孕葯的發明,已促進了計劃生育在世界范圍內的推廣。在人口問題中,除了數量激增以外,遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明,新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在 3%~10.5%之間。在中國的部分山區,智力不全者佔2%~3%,個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因,找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學又一重要任務。進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病,對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析,以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生,以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療,在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展,基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景。
和人口問題密切相關的是食物問題。食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題,當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。到21世紀初,糧食生產至少每年要增長3%~8%才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用,但在陸地上擴大農業生產的土地面積是有限的,增加食物產量的主要道路是改進植物本身。過去,在發展科學的農業和「綠色革命」方面,生物學已做出巨大的貢獻。今天,人類在一定限度內定向改造植物,用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。植物基因工程一些關鍵技術已經有所突破,得到了一些轉基因植物。此外,利用富含蛋白質的藻類、細菌或真菌,進行大規模培養,並從中獲得單細胞蛋白質。由於成功地利用了基因工程並取得了大規模連續發酵工程的技術經驗,單細胞蛋白技術已經取得了重大突破。氨基酸是蛋白質的單體,植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸,如果在食品中添加某種氨基酸,將會大大提高植物蛋白的生物學價值。用微生物發酵、固定化細胞或固定化酶技產氨基酸,已經逐步形成比較完整的體系,可以預料,氨基酸生產將在營養不良問題上發揮日益重要的作用。現代生物學成就和食品工業相結合,已使食品工業成為新興的產業而蓬勃地發展起來。