❶ 生物学的研究内容,对我们的发展有哪些帮助呢
20世纪下半叶,生命科学各领域取得的巨大进步,特别是分子生物学的突破性成就,彻底改变了生命科学在自然科学中的地位。许多科学家认为,在未来的自然科学中,生命科学将成为一门领先的学科,甚至预言21世纪是生物学的世纪,虽然现在对这些说法有不同的看法,但毋庸置疑,生命科学在21世纪将继续蓬勃发展,生命科学在科学中发挥的巨大作用,不亚于物理学在19世纪和20世纪上半叶。
生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展的科学,是自然科学的一部分。其目的是阐明和控制生命活动,并改造自然,用于农业、工业和医学实践。生物学是一门研究各种生命现象和生命活动规律的科学。人类的衣食住行都离不开生物学。通过学习生物学,我可以提高自己的科学探究能力,在未来获得更好的工作。
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❷ 人类从哪些生物身上得到启示发明了什么
一、蝙蝠与雷达
蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。
二、振动陀螺仪
根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。
就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
三、蝴蝶与仿生
科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。
苏联昆虫学家施万维奇根据当时 人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。
因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无恙,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
四、伏特电池
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器官是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。
由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中。
电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏特电池。
因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
五、蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’,锐角70。32’完全相同,是最节省 材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。
人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。
蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
❸ 最近十年发展以来,生物学有哪些重大突破
生物学的发展一直以来也是我们很多科学家致力于不断研究的,而近十年来生物学的发展也都有很多重大的突破。接下来就给大家介绍一下。生物学其实是在不断的进步的,而且也在不断地造福人类,让我们能够享受到生物学的发展,而且也让我们生物学家能够更进一步。
❹ 从生物上得到启示的发明有哪些
从生物身上得到启示发明如下:
1、禽戏,就是模仿五种动物的动作发明的健身方法(虎,鹿,熊,猿,鸟)。
2、通过鲸鱼的流线型发明了潜水艇。
3、通过蜻蜓发明了直升机。
4、通过蜻蜓的复眼发明了多相片的照相机。
5、通过鸟发明了飞机。
6、范德彪通过猴子发明了抓挠拳。
7、我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。
8、根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。
9、人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。
11、人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的"电子警犬"。
12、人类通过蝴蝶发明迷彩服。
13、科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
仿生学是一门既古老又年轻的学科。
人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘.具有……的性质’的意思)”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。
某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。
又比如,苍蝇是细菌的传播者,一般归类为害虫,可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。而且,它的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。
仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。
❺ 从生物上得到启示的发明有哪些
从生物上得到启示的发明有:
1、乌贼与侧壁气垫船:
鱿鱼是一种神奇的海洋动物,被称为海洋火箭。它的最高时速可达150公里,这主要取决于它的结构简单和安全可靠的高速水射流推进器。它被模仿成一个侧壁气垫船,带有喷水推进器,每秒可达40米,能够在低于一米深的浅水中加速。
2、鱼儿与船:
鱼有在水中自由移动的能力。人们模仿鱼的形状造船,用桨模仿鱼鳍。传说早在大禹时代,中国古代劳动人民就看到鱼用尾巴在水里荡来荡去,把木桨放在船尾。经过反复的观察、模仿和实践,船舶逐渐变为橹和舵,提高了船舶的动力,掌握了船舶的转向手段。这样,即使在翻滚的河流中,人们也能使船只自由航行。
3、蝴蝶与卫星控温系统:
当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时,卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片,用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构,为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。
4、苍蝇与照相机:
美国斯坦福大学电脑科学系华人博士生吴义仁,与几名研究员创制出手提“光场相机”又称蝇眼照相机。苍蝇的每只小眼能独立成像,并能迅速地分辨物体的形状和大小。科学家模仿苍蝇的复眼,制成了“蝇眼”照相机。
5、长颈鹿与宇航员:
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部,是由于长颈鹿的血压很高。据测定,长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量。
科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼,以防止宇航员血管周围肌肉退化;在宇宙飞船升空时,科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的气体。
❻ 有什么方法使细胞变异向好的方向发展
生物有机体的属性之一,它表现为亲代与子代之间的差别。变异有两类,即可遗传的变异与不遗传的变异。现代遗传学表明,不遗传的变异与进化无关,与进化有关的是可遗传的变异,后一变异是由于遗传物质的改变所致,其方式有突变与重组。
生物突变 可分为基因突变与染色体畸变。基因突变是指染色体某一位点上发生的改变,又称点突变。发生在生殖细胞中的基因突变所产生的子代将出现遗传性改变。发生在体细胞的基因突变,只在体细胞上发生效应,而在有性生殖的有机体中不会造成遗传后果。染色体畸变包括染色体数目的变化和染色体结构的改变,前者的后果是形成多倍体,后者有缺失、重复、倒立和易位等方式。突变在自然状态下可以产生,也可以人为地实现。前者称为自发突变,后者称为诱发突变。自发突变通常频率很低,每10万个或 1亿个生殖细胞在每一世代才发生一次基因突变。诱发突变是指用诱变剂所产生的人工突变。诱发突变实验始于1927年,美国遗传学家H.J.马勒用X射线处理果蝇精子,获得比自发突变高9~15倍的突变率。此后,除 X射线外,γ射线、中子流及其他高能射线,5-嗅尿嘧啶、2-氨基嘌呤、亚硝酸等化学物质,以及超高温、超低温,都可被用作诱变剂,以提高突变率。
突变的分子基础是核酸分子的变化。基因突变只是一对或几对碱基发生变化。其形式有碱基对的置换,如DNA 分子中A-T碱基对变为T-A碱基对;另一种形式是移码突变。由于 DNA分子中一个或少数几个核苷酸的增加或缺失,使突变之后的全部遗传密码发生位移,变为不是原有的密码子,结果改变了基因的信息成分,最终影响到有机体的表现型。同样,染色体畸变也在分子水平上得到说明。自发突变频率低的原因是由于生物机体内存在比较完善的修复系统。修复系统有多种形式,如光修复、切补修复、重组修复以及 SOS修复等。修复是有条件的,同时也并非每个机体都存在这些修复系统。修复系统的存在有利于保持遗传物质的稳定性,提高信息传递的精确度。
基因重组 重组也是变异的一个重要来源。G.J.孟德尔的遗传定律重新被发现之后,人们逐步认识到二倍体生物体型变异很大一部分来源于遗传因子的重组。以后对噬菌体与原核生物的大量研究表明,重组也是原核生物变异的一个重要来源。其方式有细胞接合、转化、转导及溶原转变等。它们的共同特点是受体细胞通过特定的过程将供体细胞的 DNA片段整合到自己的基因组上,从而获得供体细胞的部分遗传特性。20世纪70年代以来,借助于 DNA重组即遗传工程技术,可以用人工方法有计划地把人们所需要的某一供体生物的 DNA取出,在离体条件下切割后,并入载体 DNA分子,然后导入受体细胞,使来自供体的 DNA在其中正常复制与表达,从而获得具有新遗传特性的个体。
对变异认识的历史考察 人类今天对生物变异现象及其内在机制的认识,是长期发展的结果。生物机体存在变异,在中国先秦时期的典籍中就有不少记载。《庄子》一书中曾提到“种有几”。北魏时期的贾思勰观察到栽培中的大蒜与芜菁的变异,但原因不明。他说:“大蒜瓣变小,芜菁根变大,二事相反,其理难明”(《齐民要术·种蒜》)。明朝的张谦德在其《朱砂鱼谱》中不仅看到家养金鱼的大量变异,而且提出一套通过人工选择培育新品种的方法,即:“蓄类贵广,而选择贵精”,日积月累,“自然奇品悉备”。这些都是零星的观察。
19世纪英国生物学家C.R.达尔文系统地考察过生物的变异,指出变异是生物普遍存在的共同特征。他对变异的类型、变异的规律以及变异与进化的关系都有系统的论述。但由于受当时自然科学条件的限制,他并未了解变异的具体原因。他自己也承认对每一对每一特殊变异的原因是茫然无知的。20世纪以来遗传学的发展,才使人们对变异有了更深刻的理解。
哲学意义 人类对生物变异的认识史,也是人类干预自然、改变自然的历史。遗传工程技术的兴起,使人类拥有改造自然的新手段,开创了直接操作遗传物质、改造旧生物和创造新生物的时代,从而使定向改造生物成为现实。分子生物学表明,碱基对变化所引起的突变是随机的、偶然的,突变的结果与突变的原因之间不相对应。有人由此作出哲学结论说,进化的根基是纯粹偶然的。科学发展证明,进化是一个复杂的过程。它不仅在不同的环境下以不同的方式发生,而且是多层次结构下各种规律相互作用的结果。突变只为进化提供基础,点突变的随机性是否与整个系统相协调,还得由生物机体的调节装置加以检验,而且“热点”的存在也表明突变不完全是随机的。突变型发生后进入群体,又受到群体生理规律的制约,在生态范围内最后由自然选择决定取舍。经过这种多层次的相互制约,不确定的偶然变异便纳入一定方向。这一过程体现着偶然性与必然性的辩证法。