1.植物給人類的啟示
植物的啟示
早在一百萬年前,植物就作為最古老的生命形式在地球上出現,并且已經和人類相伴多年。但今天的科學家們大都謙虛地認為:對于植物,人類了解的還遠遠不夠,諸如開花結實、生長發育這些最基本的生理過程,人類的教科書中還無法具體描述。
因此,世界各國的植物學家都致力于對植物生理活動微觀過程的研究。
植物體內的接力賽
在我們眼里,扎根于土壤的植物是平靜的。但科學家們卻發現;植物體內卻充滿了紛繁復雜的運動。
中國的科學家正在試圖描述植物體內的一場田徑比賽。這是一場被冠名為光合作用的接力賽。光信號是接力棒,它首先被植物體內的光線接受體接收,“接力棒”隨后通過下面的蛋白質“接力手”層層傳遞,最終到達植物細胞的信息處理中心。
到目前為止,科學家們已經發現了傳遞藍光信號的一號和二號“接力手”,但都是哪些蛋白質接力手參與了比賽?每一位“接力手”承擔了什么功能?目前還不清楚。如果能找到所有的光信號傳導的“接力手”,那么就能構建起一個植物體內的光信號傳導網絡。那時,人類將能通過調節網絡中光信號的傳遞,按照植物育種的各種需要來改良農作物。
花開隨人意
光合作用是一場激烈的接力賽。實際上,據生物學家們的統計,一種植物體內有數萬種生物反應,那植物體內可以稱得上是一場門類復雜的奧運賽場。
比賽離不開裁判,花兒的綻放依靠的是植物生長細胞的分裂,這場比賽的裁判是陽光和溫度,只有適宜的光照和溫度才能保證細胞分裂的正常進行。但究竟陽光和溫度怎樣影響著這場比賽,一直是生物學研究的一大挑戰。
今天計算機模擬技術幫助生物學家了解了這個過程。在對植物開花過程的研究中,科學家們對控制開花時間的基因做標志,并通過陽光照射強度控制它的活躍程度。不同時期,這個基因在花朵的哪個部位,呈現什么狀態,把這些信息輸入計算機,通過計算機的模擬,這個基因在整個開花過程中發揮的功效就一清二楚了。
科學家們相信,通過調控這類基因,可以改良某些經濟作物。在那些日照時間短的地方,可以縮短開花期,保證農業的豐收。那時,細胞分裂賽事的裁判不再是陽光、溫度而是人類了。
植物哨兵
植物體內的生理活動,讓生物學家們著迷。而另外一些科學家則看上了植物扎根土壤,忠于職守的特性。
由于不少植物對環境的變化都非常敏感,并能通過顏色、形狀、生長習性的變化上表現出來。人們就依靠對植物狀態的監測,來對有害物質進行預警。這為現代戰爭中的環境監測提供了意想不到的幫助。在戰爭地帶前進的士兵,正嘗試用電子裝置來監測植物,以此判斷當地是否遭受過化學毒氣的攻擊。
植物扎根地面不會逃跑,它們就成了忠于職守的哨兵。
科學家們已經培養成功了幾種植物哨兵,他們對化學、輻射等環境的變化特別敏感,用于警示有毒的生物制劑化學制劑的出現。同時,某些植物對某種有害物質還有凈化清除的功能。
可以想象,將來我們剛剛完成裝修的居室,或者空氣污濁的辦公環境,也能擺上一兩盆這樣的植物哨兵。那么充盈眼簾的綠色,還為我們擔當著保護環境、清除空氣垃圾的責任。
對于生物學研究來說;植物留給人類的迷太多太多,但每一個謎語的破解,都將給人類認識植物改變生活帶來莫大的幫助。
2.植物給人類怎樣的啟示
大自然給人類的啟發是多種多樣的,跟據動物的發明和創造數不勝數,但是作為一種不能夠行動的生物,植物的貢獻卻相當的少.
1.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.
2.蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣.
3.根據各種花卉的開花時間,發明了生物時鐘.
4.攀爬時手被草葉的邊緣的齒劃傷了,于是受此啟發,發明了鋸子.
(一說.螳螂的手臂)
5.根據荷葉的形狀發明了傘.
6.皂莢樹的特殊去污能力發明了環保便利肥皂.
7.芭蕉樹的形狀特殊,葉片寬長,由此發明了芭蕉扇.
8.同芭蕉樹一樣,利用棕櫚樹的葉片形狀,發明了棕櫚扇.
9.蒲公英的輕盈結構,發明了降落傘.
10.古代人利用植物枝干的分叉,發明了捕獵的彈弓,利用枝條的彈性,發明
了弓箭.
11.驅蚊草的驅蚊作用,發明了驅蚊液.
12.仙人掌的蓄水防蒸發作用,發明了防蒸發水壺.利用椰子的空殼,制作發
明了最早的木水壺.同樣,瓜類植物的瓜皮,也為后人提供了發明水壺水
桶起到了作用.
13.利用某些植物枝干中空的特點,發明了吸管.
14.拐杖也算是一個發明吧~
15.竹子空心,發明了水桶,以及后來的爆竹.
3.動植物給人類的啟示
蒼蠅與宇宙飛船 令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。
但是蒼蠅并沒有“鼻子”,它靠什么來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。 每個“鼻子”只有一個“鼻孔”與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。
若有氣味進入“鼻孔”,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。
因此,蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。 仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。
這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大后,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。
這種儀器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。 這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。
利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。 從螢火蟲到人工冷光 自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。
但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害于人眼。那么,有沒有只發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為“冷光”。 在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。
螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。
因此,生物光是一種人類理想的光。 科學家研究發現,螢火蟲的發光器位于腹部。
這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。
在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,后來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。
由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。 電魚與伏特電池 自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500余種 。
人們將這些能放電的魚,統稱為“電魚”。 各種電魚放電的本領各不相同。
放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪里?經過對電魚的解剖研究, 終于發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。
由于電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源于某種腺體,位于皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。
單個電板產生的電壓很微弱,但由于電板很多,產生的電壓就很大了。 電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。
19世紀初,意大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。
對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那么,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。 水母的順風耳 “燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。”
生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。
仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內。
4.動植物給人的啟示
人類從大自然中受到了啟發,進而發明的東東實在是很多,只是一時想不起來呢么多。
比較明顯的一個例子是飛機:人類為了實現飛翔的夢想,曾經模仿鳥做過多次飛行實驗,雖然沒有成功,但受到了鳥的啟發最終發明了飛機。
直升飛機是受到了蜻蜓的啟發而發明的。
最著名的例子要數蒸汽機:瓦特受到蒸汽將壺蓋頂起的啟發,而發明了蒸汽機。
牛頓根據蘋果落地,發現了萬有引力定律。
阿基米德在洗澡的時候感受到了水的浮力,從而發現了浮力定律。
每當說道人類受到大自然的啟發時,人們往往很容易就想到了高端發明,其實我們的生活中就有很多例子。
我們身上穿的衣服所用的面料,很早以前都是天然的動植物纖維(棉花、麻、毛、蠶絲)紡織而成,如今的各種化纖纖維都是根據這些動植物纖維的性質制造出來的。
我們每天都要面對的“鏡子”,就是早期的人類發現了在水中、冰面里自己的倒影,受到的啟發,進而發現光滑的表面可以顯出自己的模樣,最終發明了鏡子。
刀、斧是古人被鋒利的石頭劃破了手腳,受到啟發首先制作出了石刀石斧,有了金屬以后才逐步有了今天的刀斧。。
5.植物給我們的啟示
. 植物給我們的啟示,例如有些植物的葉子很薄很大、很長,但能挺拔地伸展在空中。這是為什么呢?如果仔細觀察可以發現,其葉子卷成筒形,依靠這種形狀,增加了葉的強度,使葉能挺拔生長。根據這種原理,人們發明了筒形葉橋,既堅固又節省材料。
又例如睡蓮的葉子的獨特結構,可以承重一個小孩的重量。
6.植物給人類怎樣的啟示
但今天的科學家們大都謙虛地認為:對于植物,人類了解的還遠遠不夠,諸如開花結實、生長發育這些最基本的生理過程,人類的教科書中還無法具體描述。
因此,世界各國的植物學家都致力于對植物生理活動微觀過程的研究。
植物體內的接力賽
在我們眼里,扎根于土壤的植物是平靜的。但科學家們卻發現;植物體內卻充滿了紛繁復雜的運動。
中國的科學家正在試圖描述植物體內的一場田徑比賽。這是一場被冠名為光合作用的接力賽。光信號是接力棒,它首先被植物體內的光線接受體接收,“接力棒”隨后通過下面的蛋白質“接力手”層層傳遞,最終到達植物細胞的信息處理中心。
到目前為止,科學家們已經發現了傳遞藍光信號的一號和二號“接力手”,但都是哪些蛋白質接力手參與了比賽?每一位“接力手”承擔了什么功能?目前還不清楚。如果能找到所有的光信號傳導的“接力手”,那么就能構建起一個植物體內的光信號傳導網絡。那時,人類將能通過調節網絡中光信號的傳遞,按照植物育種的各種需要來改良農作物。
花開隨人意光合作用是一場激烈的接力賽。實際上,據生物學家們的統計,一種植物體內有數萬種生物反應,那植物體內可以稱得上是一場門類復雜的奧運賽場。
科學家們相信,通過調控這類基因,可以改良某些經濟作物。在那些日照時間短的地方,可以縮短開花期,保證農業的豐收。那時,細胞分裂賽事的裁判不再是陽光、溫度而是人類了。
植物哨兵植物體內的生理活動,讓生物學家們著迷。而另外一些科學家則看上了植物扎根土壤,忠于職守的特性。
由于不少植物對環境的變化都非常敏感,并能通過顏色、形狀、生長習性的變化上表現出來。人們就依靠對植物狀態的監測,來對有害物質進行預警。這為現代戰爭中的環境監測提供了意想不到的幫助。在戰爭地帶前進的士兵,正嘗試用電子裝置來監測植物,以此判斷當地是否遭受過化學毒氣的攻擊。
植物扎根地面不會逃跑,它們就成了忠于職守的哨兵。
科學家們已經培養成功了幾種植物哨兵,他們對化學、輻射等環境的變化特別敏感,用于警示有毒的生物制劑化學制劑的出現。同時,某些植物對某種有害物質還有凈化清除的功能。
可以想象,將來我們剛剛完成裝修的居室,或者空氣污濁的辦公環境,也能擺上一兩盆這樣的植物哨兵。那么充盈眼簾的綠色,還為我們擔當著保護環境、清除空氣垃圾的責任。