① 生物技术对我们生活的影响
1.
促进人类发展。
生物技术在了解人体的基因密码方面所取得的进展表明,人们通过生物技术寻求疾病的治疗方法及痊愈方面已经取得重大成就。 在面对疾病时,生物技术对疫苗、抗生素及其他药物作出的贡献,已经挽救或延长数百万人的生命,对治疗糖尿病能起关键作用的胰岛素已经能利用基因工程细菌进行廉价的大批量生产;现在生物技术又对癌症、糖尿病、癫痫、多发性硬化、心肺病、早老性痴呆、艾滋病等,进行关键性的研究。 因此生物技术的发展,时时刻刻都在促进人类的发展与进步。
1.2促进经济发展。
生物技术与生物产业发展迅速,其中发展生物产业经济已经成为当前许多国家在应对金融危机时,普遍采用的战略措施。 近些年来,生物技术的应用日益广泛,受到了人们的认可,目前全球生物产业销售额几乎每5年翻一番,为了应用对金融危机,我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》已经把生物技术作为当前我国科技发展的五个战略重点之一。
生物技术对人类生活质量的重要性
② 生物科学的发展对我们的社会生活将会产生什么影响
现代生物学的发展对人类将会造成很大的影响,克隆技术对器官移植很有帮助,如果能定向克隆细胞的话,大部分的疾病都能治愈,比如白血病的造血干细胞,基因工程和技术的发展对人类的生活也会有很大的影响,一些无法治愈的遗传病,可以通过基因的改变来治疗,转基因也可丰富我们食物的种类和产量.但是“每个硬币都有两面”,克隆和转基因的担忧也是显而易见的,克隆造成的伦理问题就不用说了,而转基因造成的物种和食品的安全问题也是不可忽视的.
③ 生物技术对生活的影响
现代生物科学技术对人类生活的影响
(1)在农业中的应用
我国是一个人口大国,近年来粮食的需求量逐年上升,而现代生物技术在农业中的应用提高了农产品的质量和产量,大大缓解了粮食的供给压力。如杂交水稻、转基因大豆、转基因玉米的出现,提高了这些农作物的产量。基因重组技术可以将具有抗病虫害的基因如蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因等导入水稻、玉米、马铃薯等农作物中,提高农作物的抗病、抗虫性。细胞工程技术可以进行农作物的育种。另外利用现代生物技术生产的生物农药如苏云金菌,可以减少化学农药的使用,避免农药的残留和环境的污染。
(2)在食品领域的应用
现代生物技术在食品加工中的应用也极为普遍。如啤酒、酸奶、酱油等食品的生产中都应用了微生物发酵,且若利用基因工程对发酵菌种进行改造,可提升菌种的性能。蛋白质工程对凝乳酶性质的改良,更加便利了干酪的生产。利用现代生物技术,还可以快速准确的进行食品检测,如PCR技术可以用来检测病原微生物和是否存在外源基因,免疫分析可以进行农作物的药物残留检测。
(3)在环境保护中的应用
目前,环境治理的方法有物理法、化学法、生物法,其中生物法应用的较为普遍。如生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法可以进行污水处理。利用基因工程技术培育出的降解性能高的菌种,进行固定化提高菌体密度后,对于有毒或难降解废水的处理有很好的效果。利用微生物进行堆肥处理则可以将固体废弃物转化为肥料。另外基因工程技术培育的指示生物针可以用来监测环境的污染情况,甚至吸收污染物。
(4)在医学领域的应用
现代生物技术在医学领域的应用,特别是分子生物医学技术取得突破后,为医学的发展打开了崭新的局面。如利用微生物生产的抗生素、酶制剂、酶抑制剂等药品。利用基因工程可以降低药物的生产风险。而利用生物芯片则可以精确的发现致病基因,再通过修饰致病基因或开发相应基因药物进行治疗。
④ 生物学对人类生活的影响
生物技术将主导人类的生活 今天人们已经广泛地接受了这样的说法,这就是20世纪是物理学的世纪,而21世纪将是生物学的世纪。几乎所有人都同意关于21世纪的两个事实:不论是从预算资金、工作岗位的多少,还是从重大发现的数量来看,现代生物学的规模都比物理学的规模大得多,而且,在整个21世纪,生物学很可能都将保持科学领域最大分支的地位;此外,不论是从经济影响、道德层面,还是从其对人类提供的福利来看,生物学也比物理学更加重要。 这些事实提出了一个令人感兴趣的问题:随着个人计算机、全球卫星定位系统接收器和数码相机的出现,技术家庭化正从一个成功走向新的成功,那么技术的家庭化会很快地从物理学领域延伸到生物学领域吗?答案是毋庸置疑的。科学家认为,至少与过去50年中发生的计算机家庭化影响我们的生活一样,在未来的50年中,生物技术的家庭化也会在同样的程度上主导人类的生活。 生物技术产业将向生活渗透 20世纪40年代和50年代,着名拓扑学家冯·诺伊曼在普林斯顿高等研究院开始设计和建造第一台利用内置码指令来操作的电子计算机,正是他发明的软件使计算机具有了灵活性。然而,冯·诺伊曼从未想过,计算机会变得如此之小、如此便宜,可用它来填写所得税申报表、完成家庭作业。在冯·诺伊曼的构想中,计算机是作为巨大的中央处理器来为大型实验室和大型产业服务的。有传闻说,当年美国政府部门曾有人问冯·诺伊曼,美国未来需要多少台计算机,冯·诺伊曼当时回答说“18台”。真是令人难以置信! 人们今天普遍认为,基因工程支持大型制药企业和诸如孟山都这样的农业综合企业的活动,这和冯·诺伊曼把计算机当成巨大的中央设备的观点非常相似。公众不信任孟山都,是因为这家公司喜欢在粮食作物中加入抗虫基因,这正如人们不大信任冯·诺伊曼一样,因为他喜欢在半夜三更利用计算机偷偷摸摸地设计氢弹。只要基因工程只是作为大型企业手中掌握的一种高度集中的行为,它很可能将长期处于不受欢迎和充满争议的困境之中。 但是,当生物技术产业像冯·诺伊曼未曾预料到的计算机产业一样,变得越来越细化和家庭化,而不是大型和集约化,其前景是光明的。新近朝这一方向迈出的第一步,是在宠物店出现的光怪陆离的基因改性热带鱼新品种。生物技术向家用化迈进的下一步应该是改变得对用户更加友好。在不久前举行的世界上最大的花卉展美国费城花卉展上,世界各地的花卉培育者展示了他们的成果。在美国加州的爬行动物展是一个展示另一组研究者成果的、同样让人过目不忘的展览。费城花卉展的兰花和玫瑰最具吸引力,而爬行动物展则以展出新奇的蜥蜴和扭动身躯的蛇令人瞠目。目前有数以千计的高素质生物技术专家在从事这个行业,每一朵兰花或者玫瑰,每一条蜥蜴或者蛇都是全神贯注的、专业的研究者的劳动成果。 生物技术家庭化是未来的潮流 不妨设想一下,如果这些人能够掌握基因工程的工具会出现什么情况?园丁们可以利用基因工程“工具箱”培育出玫瑰和兰花新品种。喜爱鸽子、鹦鹉、蜥蜴和蛇的人也可以利用自己的“工具箱”培育出宠物新品种。而狗和猫的培育者也将有他们自己的“工具箱”。家庭化的生物技术一旦被人们掌握,将给我们带来一个五光十色的生物爆炸性增长,大企业所致力的单一作物的时代将一去不复返,新的物种将扩散,取代那些被单一栽培农业和产业开发所破坏的物种。基因设计将成为个人的作为,成为一种像绘画和雕塑那样的艺术创作。少量新创作将成为杰作,但所有创作都将给它的创造者带来快乐,并使他们的生活丰富多彩。 当孩子们开始拿基因玩耍时,进化将发生不可逆转的变化。生物技术家庭化的最后一步是生物技术游戏,就像电脑游戏一样,这些游戏是为孩子们,甚至包括幼儿园的小朋友们设计的,但孩子们所操作的将是真正的卵子和种子,而不是电脑显示屏上的图像。通过玩这种游戏,孩子们将会对它们所培育的生物产生亲切感。游戏的获胜者将是那个能够使种子长出刺最多仙人掌的孩子,或者是那个用卵子孵化出可爱的小恐龙的孩子。规则是需要的,这将确保儿童们的游戏不会危及他们自己和其他人。 不过,基于以往人类技术进步带来的教训,如果生物技术家庭化是未来的潮流,那么有5个重要问题必须得到答案:首先,能够阻止这种技术发展吗?再者,这种技术的发展应该被及时制止吗?第三,如果阻止它的发展既不现实也不符合人们的意愿,我们的社会必须对它作出哪些限制?第四,这些限制如何确定?最后一个问题,这些限制措施该如何落实和执行?这些问题恐怕只能留给我们的未来子孙来回答了。
⑤ 生物学对人类生产生活有哪些影响
生产:生物学可以接地提高经济;比如说微生物的发酵和制药等方面,大大提高了产量和生产质量,也有不利的影响排放有害人体的生物,对人类的社会、经济等有一定负面的影响。
生活:比如从教育角度来讲,生物知识可以传授有关医学的知识。
⑥ 生物学对人类的生活影响
一、生物技术给农业带来的益处
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
二、生物技术带来的不利
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。
另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。
未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的代理人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。
⑦ 举例说明生物学的发展对人类的生产、生活有哪些影响。
答案: 解析: 现代农业、林业、牧业和渔业正在应用生物学的基本原理,为人们提供更优质的粮食,安全而富含营养的禽畜产品和水产品无公害的绿色果蔬,袁隆平的杂交水稻大大提高了水稻产量。人类面临的一系列生态环境问题也需要生物学解决。试管婴儿、克隆动物、转基因食品都和生物学的发展息息相关。⑧ 生物学的发展对人类生产和生活产生的影响的资料是什么
影响主要表现在以下几个方面: 1.影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2.促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显着提高。 3.随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5.影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系,是科学素质的重要组成部分。下面是生物学的贡献:1。由苍蝇到宇宙飞船; 2。从萤火虫到人工冷光; 3。电鱼与伏特电池; 4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。 5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。 电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。 6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。 7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。 8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。 9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。 11。船桨模仿的是鸭的蹼。 12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。 13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。 14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。 16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。16.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。 17.潜水艇和鱼的沉浮。18.响尾蛇和空对空响尾蛇导弹。19.人们根据章鱼发明烟雾弹。20.根据蛋壳发现拱形的承受力量。21.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。22.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。23.防水衣服是仿荷叶造的。正如我们所知的,生物学正在试图解决一些人类棘手的问题!自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。
20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。
人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。
控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典着作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。
控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。
生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。1。从令人讨厌的苍蝇身上,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。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。
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“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。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
古代中国对生物的研究更是“世界领先”!人们不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
生物学也有“助纣为虐”的时候!在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。
声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。
生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利科学家斯帕兰捷很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,斯帕兰捷提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”。它们能够用嘴发出超声波后,在超声波接触到障碍物反射回来时,用双耳接收到。第一次世界大战结束后,1920年,哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。
另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!希望我的答案还看的过去.....
⑨ 生物学对人类生产生活有哪些影响
生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学,传统上一直是农学和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等等方面。随着生物学理论与方法的不断发展,它的应用领域不断扩大。生物学的影响已突破上述传统的领域,而扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等等方面。如果考虑到仿生学,它还影响到电子技术和信息技术。 人口、食物、环境、能源问题是当前举世瞩目的全球性问题。世界人口每年的增长率约20%,大约每过35年,人口就会增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增着。人口问题是一个社会问题,也是一个生态学问题。人们必须对人类及环境的错综复杂的关系进行周密的定量的研究,才能对地球、对人类的命运有一个清醒的认识,从而学会自己控制自己,使人口数量维持在一个合理的数字上。在这方面生物学应该而且可能做出自己的贡献。内分泌学和生殖生物学的成就导致口服避孕药的发明,已促进了计划生育在世界范围内的推广。在人口问题中,除了数量激增以外,遗传病也严重威胁人口质量。一些资料表明,新生儿中各种遗传病患者所占的比例在 3%~10.5%之间。在中国的部分山区,智力不全者占2%~3%,个别地区达10%以上。揭示产生遗传病的原因,找到控制和征服遗传病的途径无疑是生物学又一重要任务。进行家系分析以确定患者是否患有遗传病,对患者提出有益的遗传指导和劝告;通过对胎儿的脱屑细胞进行染色体分析和各种酶的生化分析,以诊断未来的婴儿是否有先天性遗传性疾病。这些方法都能避免或减少患有遗传病婴儿的出生,以减轻家庭和社会的沉重负担。将基因工程应用于遗传病的治疗称为基因治疗,在实验动物上对几种遗传病的基因治疗已取得一些进展。随着基因工程技术的发展,基因治疗将为控制和治疗人类遗传病开辟广阔的前景。
和人口问题密切相关的是食物问题。食物匮乏是发展中国家长期以来未能解决的严重问题,当前世界上有几亿人口处于营养不良状态。到21世纪初,粮食生产至少每年要增长3%~8%才能使食物短缺状况有所改善。人类食物的最终来源是植物的光合作用,但在陆地上扩大农业生产的土地面积是有限的,增加食物产量的主要道路是改进植物本身。过去,在发展科学的农业和“绿色革命”方面,生物学已做出巨大的贡献。今天,人类在一定限度内定向改造植物,用基因工程、细胞工程培育优质、高产、抗旱、抗寒、抗涝、抗盐碱、抗病虫害的优良品种已经不是不切实际的遐想。植物基因工程一些关键技术已经有所突破,得到了一些转基因植物。此外,利用富含蛋白质的藻类、细菌或真菌,进行大规模培养,并从中获得单细胞蛋白质。由于成功地利用了基因工程并取得了大规模连续发酵工程的技术经验,单细胞蛋白技术已经取得了重大突破。氨基酸是蛋白质的单体,植物蛋白往往缺少某几种人体必需的氨基酸,如果在食品中添加某种氨基酸,将会大大提高植物蛋白的生物学价值。用微生物发酵、固定化细胞或固定化酶技产氨基酸,已经逐步形成比较完整的体系,可以预料,氨基酸生产将在营养不良问题上发挥日益重要的作用。现代生物学成就和食品工业相结合,已使食品工业成为新兴的产业而蓬勃地发展起来。