自然中有什么动植物给人类一些启示
自然中动植物给人类一些启示:苍蝇与宇宙飞船 、萤火虫到人工冷光 、电鱼与伏特电池 、蝙蝠的超声波发明雷达 、鲁班被草割伤发明锔子。
1、苍蝇与宇宙飞船。
苍蝇的嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。 内含上百个嗅觉神经细胞。有气味进入这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功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。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
2、从萤火虫到人工冷光。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
3、电鱼与伏特电池。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器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。
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打电池。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。
4、雷达是根据蝙蝠的声波原理发明的。
雷达波碰到物体,反射回来以后,测出和目标的距离,这是雷达基本的原理。这和蝙蝠发出超声波,接收回波,来确定、捕捉目标所在的位置的原理完全一样。
5、鲁班被草割伤发明锔子。
鲁班到一座高山上去寻找木料,突然脚下一滑,他急忙伸手抓住路旁的一丛茅草。手被茅草滑破了,渗出血来。
“怎么这不起眼的茅草这么锋利呢?”他忘记了伤口的疼痛,扯起一把茅草细细端详,发现小草叶子边缘长着许多锋利的小齿。他用这些密密的小齿在手背上轻轻一划,居然割开了一道口子。
他想:要是我也用带有许多小锯齿的工具来锯树木,不就可以很快地把木头锯开了吗?那肯定比用斧头砍要省力多了。
于是,鲁班请铁匠师傅打制了几十根边缘上带有锋利的小锯齿的铁片,拿到山上去做实验。果然,很快就把树木锯断了。
鲁班给这种新发明的工具起了一个名字,叫做“锯”。
扩展资料:
自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。
人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。
人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是使用的天然木棒和天然石块;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,是人类初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形。
通过蝙蝠发明了雷达
通过蜻蜓发明了直升机
通过蜻蜓复眼发明了多相片照相机
通过鸟发明了飞机
人类模仿警犬高灵敏嗅觉制成了用于侦缉"电子警犬"
人类通过蝴蝶发明迷彩服
科学家根据野猪鼻子测毒奇特本领制成了世界上第批防毒面具
扩展资料
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。
参考资料:百度百科-仿生学
苍蝇—气味探测器
蜻蜓—飞机
青蛙—快速扫描系统
螳螂—镰刀
鸡蛋—建筑物
昆虫—液压装置
蛇—红外线
鱼—潜水艇
蜘蛛—人造纤维
乌龟—装甲车
猫眼—夜视仪
野猪的鼻子—防毒面具
鹰—鹰眼导弹
蝴蝶—温度控制系统
大乌龟背小乌龟—转动炮塔的坦克
一、仿生
1.由令人讨厌的苍蝇,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.
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.电子蛙眼
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.船桨模仿的是鱼的鳍.
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.
17.利用蝙蝠的回声定位系统的雷达
18.利用龟壳结构的澳大利亚歌剧院
19.利用长颈鹿的结构的宇航服
20.鲨鱼皮泳衣
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二、团队合作的重要性
1、蚂蚁:蚂蚁为典型的社会昆虫,具有社会昆虫的3大要素,即同种个体间能相互合作照顾幼体;具明确的劳动分工系统;且子代能在一段时间内照顾上一代.蚂蚁发育为完全变态.所有的蚁科都过社会性群体生活.一般在一个群体里有四种不同的蚁型.l、蚁后;2.雄蚁3.工蚁4.兵蚁
2、狼: 在动物界中狼是最有秩序和纪律的动物之一.表现出极强的团队精神.狼的团队精神表现在以下几个方面:⒈ 整体与个体方面:狼群的社会秩序非常牢固,每个成员都明白自己的作用和地位,一切行动都依每个成员在狼群中的地位而定.狼嚎的原因是为了打破一切等级界限提供时间,场合和机会,狼在一起嚎时,一切等级界限都消失了. ⒉ 善于交流. 狼是最善于交际的动物之一.它们并不仅仅依赖某种单一的交流方式.而是虽需使用各种方式.它们嚎叫,用鼻尖相互挨擦,用舌头舔,采取支配或从属的身体姿态.使用包括唇,眼,面部表情以及尾巴位置在内的复杂精细的身体语言或利用气味来传递信息.
3、狮子:狮属群居性动物.一个狮群通常由4-12个有亲缘关系的母狮、它们的孩子以及1至6只雄狮组成.这几个雄狮往往也有亲属关系,例如兄弟.狮群的大小取决于栖息地状况和猎物的多少.东非的狮群往往比较大,因为那里的食物充足.最大的狮群可能聚集了30甚至更多的成员,但大部分狮群维持15个成员左右,小一些的狮群也很常见.一个狮群成员之间并不会时刻待在一起,不过它们共享领地,相处比较融洽.例如,母狮们会互相舔毛修饰,互相哺育和照看孩子,当然还会共同狩猎.
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三、某种特定的精神财富
1、狗:“人犬合一”,人与自然的和谐,也是构建和谐社会的题中应有之义.狗的忠诚聪明、狗的勇猛无比、狗的身手不凡等本性,奠定了它“应有”的地位,特别是那些稀少的犬种更成就了狗在检疫、安检、缉毒、刑侦、搜救、导盲等诸多领域的神奇和贡献,成吉思汗曾率数十万獒犬横扫欧洲,成了千古美谈.从这种意义上说,狗是人类的“好朋友”,有了狗,人类才会更安全,有了狗,生活才更有意蕴.
故而,珍爱、保护、开发和利用“狗资源”,造福于社会,自然成了人类不言而喻的幸事和责任,而狗的精神品质更值得我们挖掘、借鉴与弘扬.
2、梅花:
二十四番花信之首的梅花,冰枝嫩绿,疏影清雅,花色美秀,幽香宜人花期独早,“万花敢向雪中出,一树独先天下春.”被誉为花魁.“遥知不是雪,唯有暗香来”的崇高品格和坚贞气节,象征我们龙的传人之精神.梅花培植起于商代,距今已有近四千年历史.梅是花中寿星,我国不少地区尚有千年古梅,湖北黄梅县有株一千六百多岁的晋梅,至今还在岁岁作花.梅花斗雪吐艳,凌寒留香,铁骨冰心,高风亮节的形象,鼓励着人们自强不息,坚忍不拔地去迎接春的到来.“风雨送春归,飞雪迎春到,已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏,俏也不争春,只把春来报待到山花烂漫时,她在从中笑”.
3、竹子:
竹子枝杆挺拔,修长,亭亭玉立,婀娜多姿,四季青翠,凌霜傲雨,倍受人民喜爱,尤其是文人,因为文人喜欢以竹子来自比,象征刚直、纯洁、铮铮铁骨等.竹子素来备受美誉,有“梅兰竹菊”四君子之一,“梅松竹”岁寒三友之一等美称,自古以来都深受人们的喜爱.有人称赞竹子是“虚心竹有千千节”;大画家郑板桥专为竹子写了一首诗“咬定青山不放松……”.我国古今文人骚客,嗜竹咏竹者众多.据传,无竹不居,留下大量竹画和咏竹诗.大诗人苏东坡则留下“宁可食无肉,不可居无竹”的名言.
4、松树: 它坚强不屈,不畏风霜,四季永驻的精神,怎能让我们想不到守卫我们国家,日日夜夜尽心尽力的解放军战士?而且它不用人们施肥,无须人们灌溉,狂风吹不倒它;洪水也淹不没它,严寒也冻不坏它,它只努力挺立着,一丝不动
菊花:它隽美多姿,然不以娇艳姿色取媚,却以素雅坚贞取胜,盛开在百花凋零之后.人们爱它的清秀神韵,更爱它凌霜盛开,西风不落的一身傲骨.中国赋予它高尚坚强的情操,以民族精神的象征视为国萃受人爱重,菊作为傲霜之花,一直为诗人所偏爱,古人尤爱以菊名志,以此比拟自己的高洁情操,坚贞不屈.
5、菊花:
中国人极爱菊花,从宋代起民间就有一年一度的菊花盛会.古神话传说中菊花又被赋予了吉祥、长寿的含义.如菊花与喜鹊组合表示“举家欢乐”;菊花与松树组合为“益寿延年”等,在民间应用极广.
瓦特受到蒸汽将壶盖顶起的启发,而发明了蒸汽机。
牛顿根据苹果落地,发现了万有引力定律。
阿基米德在洗澡的时候感受到了水的浮力,从而发现了浮力定律。
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。