动物与仿生学-【自制PPT】

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动物与仿生学_【自制PPT】

动物与仿生学_【自制PPT】

萤火虫的特异功能是由它体内所含的荧光 素、荧光酶和氧气相互作用的结果。荧光酶 是一种蛋白质, 是发光的催化剂,在它的作用 下,荧光素便和氧气发生化学反应,形成氧化荧 光素。在这个化学反应中,每氧化一个荧光素 分子就发射出一个光子, 因而反应所产生的能 量全部以光的形式释放出来。 自然界能够发光的生物还有许多种。有一 种甲壳动物, 在它们由干燥变成潮湿的时候, 能发出辉光。第二次世界大战中,日本兵感到 较强的灯光危险性太大,就在干燥的甲壳动物 上吐一点儿唾沫,它发出的光足够阅读一张地 图。生物发光的强度虽然不大,但却给人们研 究新光源以重要启示。
萤火虫——人工冷光 人工冷光 萤火虫
科学家研究发现, 科学家研究发现,萤火虫的发光器位于 腹部。这个发光器由发光层、 腹部。这个发光器由发光层、透明层和 反射层三部分组成。 反射层三部分组成。发光层拥有几千个 发光细胞, 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, 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, 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, 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 年代, 学能转变成光能的过程。 早在 年代, 人们根据对萤火虫的研究, 人们根据对萤火虫的研究,创造了日光 使人类的照明光源发生了很大变化。 灯,使人类的照明光源发生了很大 。
它怎样知道前面有无障碍呢?关于这事有两位 美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已 经证明,蝙蝠能够避免碰撞,是藉一种天然雷 达,不过是声波代替电磁波,在原理方面完全 相仿。从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波, 超过人类听觉范围以外,二位科学家藉着一种 特制的电力设备,在蝙蝠飞行时,将它所发的 高频率声波记录出来。 这种声波碰到墙上,必然折回,它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近,而向适宜方向飞去。蝙蝠传 输声波也像雷达一样,都是相距极短的时间而且极有规则,并且每只蝙蝠,有其固有的频率,这样 蝙蝠可分清自己的声音,不至发生扰乱。因这缘故,蝙蝠飞行之时,常是张口,假如你将它口紧闭, 它便失去指挥作用,假如堵上它的耳朵,便要撞到墙上,无法飞行。这个有趣的实验,道破了它的 秘密。

动物仿生学.ppt

动物仿生学.ppt
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动 物
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鲁班
鲁班,姓公输,名般。又称公输子、公输盘、班输、 鲁般。鲁国人(都城山东曲阜,故里山东滕州), “般”和“班”同音,古时通用,故人们常称他为 鲁班。 大约生于周敬王十三年(公元前507年), 卒于周贞定王二十五年(公元前444年),生活在 春秋末期到战国初期,出身于世代工匠的家庭,从 小就跟随家里人参加过许多土木建筑工程劳动,逐 渐掌握了生产劳动的技能,积累了丰富的实践经验。 鲁班是我国古代的一位出色的发明家,两千多年以 来,他的名字和有关他的故事,一直在广大人民群 众中流传。我国的土木工匠们都尊称他为祖师。
在我国,早就有着模仿生 物的事例。相传在公元前三千 多年,我们的祖先有巢氏模仿 鸟类在树上营巢,以防御猛兽 的伤害;四千多年前,我们的 祖先“见飞蓬转而知为车”, 即见到随风旋转的飞蓬草而发 明轮子,做有装成轮子的车。 古代庙宇中大殿之前的山门的 建造,就其建筑结构来看,颇 有点像大象的架势,柱子又圆 又粗,仿佛像大象的腿。

仿生设计ppt课件

仿生设计ppt课件
形体模仿结构模仿形体模仿结构模仿?常见种类常见种类?生物与造船生物与造船?生物与飞机生物与飞机?生物与建筑生物与建筑研究和模拟的是生物机体外部形态和内部结动物的动物的动物的飞行行行力学仿生力学仿生力学仿生力学仿生理和动物的飞行生物与造船体形的模仿俄罗斯海军新型核潜艇俄罗斯海军新型核潜艇模仿鳕鱼鲇鱼外形建造的复仇号帆船造的复仇号帆船模仿鳕鱼鲇鱼外形建生物与造船生物与造船结构的模仿模仿鲸的胸鳍给船装上了船鳍船装上了船鳍模仿鲸的胸鳍给模仿鱼和鲸体表粘液合成了几种人工粘液以减小湍流粘液以减小湍流模仿鱼和鲸体表粘液合成了几种人工生物与飞机飞飞鸟的鸟的体体体体形和翅膀在滑进进飞飞行行时与时与飞飞飞飞机的飞行极为相相似似鹰击长空啸傲云天形和翅膀在滑机的飞行极为生物与飞机昆虫与飞机飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤昆虫飞行时翅膀的运动很复杂其角度的变化控制比目前的飞行自动驾驶仪还好昆虫翅膀的运动昆虫翅膀的运动生物与建筑舱体结构薄壳结构艺术珍品艺术珍品澳大利亚悉尼歌剧院悉尼歌剧院澳大利亚东京中银舱体楼东京中银舱体楼美国佛罗里达的未来世界博物馆物馆美国佛罗里达的未来世界博?研究和模拟的是生物体中的各类化学反应包括酶学原理选择性生物膜和生物结构的能量转换酶学原理选择性生物膜和生物结构的能量转换生物发光生物发光生物发电等生物发电等
电源
嗅敏检测仪
嗅敏电阻是一类以SnO2为主体 的金属半导体,它是一种表面 效应很强的材料。
仿生物膜
细胞膜 ——流动镶嵌模型
脂双层形成框架; 蛋白质镶嵌其中; 具有动态特点
人工膜的特点
化学组成和厚度与天然膜相似:能有效地分开两种不
同的水相;具有结构和化学两侧不对称性,易于操作, 能用来研究膜的向量功能(如传递等)。
仿生设计
主要内容

仿生学概念 仿生学的研究方法 仿生与工程技术

仿生学的运用 ppt课件

仿生学的运用 ppt课件
人们根据蛙眼的视觉原理, 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。
信息仿生
水母耳与电子耳
水母在进化过程中发展了一套 预测风暴的本领,每当风暴来 临前就游向大海避难去了。
在海洋上,由空气与海浪摩擦 而产生的次声波,总是风暴来 临的前奏曲,次声波人耳是无 法听到,小水母却很敏感。
控制仿生
蝙蝠与超声波
蝙蝠的捕食
声音反射波 蛾
飞行中的蝙蝠 超声波
控制仿生
蝙蝠与超声波
蝙蝠的回声定位
超声信号被反射
控制仿生
蝙蝠与超声波 蝙蝠的声纳处理

参考波刺激
接受器
载有信息 的超声波
发出的 超声波
控制仿生
夜蛾的反雷达技术
反雷达技术使夜蛾死里逃生
控制仿生
夜蛾的反雷达技术 听觉系统
鼓膜器 振动器
但蛙眼对静止的东西,却“视 而不见”。即使有苍蝇呆在眼 前,也不会引起它的注意。
科学家对蛙眼的结构进行了研 究,发现它的里面有四种神经 细胞,也就是四种“检测器” 。它们的形状、大小、功能各 不相同。
信息仿生
青蛙与电子蛙眼
青蛙的视觉系统
青蛙在这四种神经细胞的作 用下,能把一个复杂图像分 解成几种容易辨别的特征, 然后传送到脑的视觉中心, 经过综合,就能看到原来的 完整图像。
雷 鸟 夏 天
雷 鸟 冬 天
动物的保护色与拟态
枯 叶 蝶
竹 节 虫
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
三色迷彩的德国“豹”I坦克在电视成像下的效果
力学仿生
.生物与造船 .生物与飞机 .生物与建筑

动植物仿生学应用举例课件x

动植物仿生学应用举例课件x

01
推进方式
海豚通过摆动尾巴进行推进,这种推进 方式被潜水艇设计所借鉴,实现了更高 效、更安静的水下航行。
02
03
潜水深度
海豚能够潜到很深的海洋底部,这种 潜水深度和耐压能力为潜水艇的设计 提供了参考。
蜘蛛丝与新型材料
超强韧性 蜘蛛丝具有超强的韧性和弹性,可以承受很大的 拉力和压力,这使得它成为制作新型材料的一个 理想选择。 生物相容性 蜘蛛丝还具有良好的生物相容性,可以用于制作 生物医学材料,如人工韧带和人工肌肉。
水中动物与船舶设计
海豚与潜艇
海豚的身体形态和游泳方式为潜艇设计提供了灵感。潜艇的外形和流线型设计 以及推进方式都受到海豚的启发,使得潜艇能够更高效地在水下运行。
鱼类与船舶设计
鱼类的游动方式和身体结构为船舶设计提供了灵感。仿生船舶设计能够实现更 高效、节能的航行,例如流线型船体设计和仿鱼鳍推进器等。
陆地动物与交通工具设计
昆虫与机器人
昆虫的移动方式和身体结构为机器人设计提供了灵感。仿生机器人能够实现更灵活、敏捷的运动,例如具有多足 行走能力的机器人和具备跳跃功能的机器人等。
鹿与车辆
鹿的鹿角和身体结构为车辆设计提供了灵感。仿生车辆设计能够实现更安全、舒适的行驶,例如车辆碰撞预警系 统和车辆稳定性控制系统等。
社会进步
通过动植物仿生学的研究和应用,提高人类对自然 和生命的认识和理解,促进社会文明进步和和谐发 展。
生态平衡
借鉴生物体的生态和环境适应机制,设计出 更环保、节能、可持续的环境治理方案,促 进生态平衡和可持续发展。
05
动植物仿生学应用实例展 示
鸟类与飞机设计
鸟类的飞行动力学
飞机设计借鉴了鸟类的飞行动力学,如翅膀的形状和 运动轨迹,以实现更高效、更稳定的飞行。

仿生学幻灯片

仿生学幻灯片

水母的顺风耳
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮 在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前, 它就游向大海避难去了。 原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率 为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听 到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里 长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的 次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器, 于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪, 相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船 的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自 行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数 即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前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。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电 的鱼,统称为“电鱼”。 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。

动物仿生学.ppt

动物仿生学.ppt
”。研鸟上高汉高以、记到且公。民汉苍敢
动 物
,明究类几台时达关鹤载启他输春就时鹰的 也代,的例上期三戾、,示从般秋发期早劳
仿
反发这扑,飞,丈置鸦唐而一,战明史就动 映明也翼足下有至于、朝发种首国了书有人

了的是和以来人一腹鹊有明能先时风记着民
人一最飞说,用二内之个了划开代筝载各对
们种早行明企鸟百,状韩锯破始,,,种于
小结
对人脑的探索,可以展望未来的电子 计算机有可能具有生物原理的功能。同它 相比,现在的电子计算机只能作为算盘。
对植物光合作用的研究,将为延长人类 的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发 展途径。
对生物体结构和形态的研究,有可能使未 来的建筑、产品改变模样。使人们从“城 市”这个人造物理环境中重新回归“自 然”。
仿生设计的发展
此后,仿生技术取得了飞跃的发展,并获得了广 泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展, 一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、 人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而 生。
近代,科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电 子蛙眼,用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星; 根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高 速列车;模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的 电子诱鱼器;通过对萤火虫和海蝇地发光原理的 研究,获得了化学能转化为光能的新方法,从而 研制出化学荧光灯等等。
在我国,早就有着模仿生 物的事例。相传在公元前三千 多年,我们的祖先有巢氏模仿 鸟类在树上营巢,以防御猛兽 的伤害;四千多年前,我们的 祖先“见飞蓬转而知为车”, 即见到随风旋转的飞蓬草而发 明轮子,做有装成轮子的车。 古代庙宇中大殿之前的山门的 建造,就其建筑结构来看,颇 有点像大象的架势,柱子又圆 又粗,仿佛像大象的腿。

科学·技术·社会 动物与仿生 (多媒体课件)

科学·技术·社会  动物与仿生 (多媒体课件)

谢 谢 大 家!
3.下面对生态系统的物质循环的叙述, 不正确的是〔 〕 A.分解者对生态系统的物质循环起重要 作用; B.只有动物能促进生态系统的物质循环; C.植物作为生产者,参与了生态系统的 物质循环; D.动物作为消费者,促进了物质循环。
4、有人说:如果地球上的蜜蜂、 鸟等动物消失了,地球上便不 再有繁茂的植物,不再有众多 的动物,也就可能不再有人的 存在。这样的说法是否有一定 的道理呢?为什么?
0 6.2 6.2 10.2
有蚂蚁生活的金合欢 72
0 31.0 31.0 72.9
讨论一:
1、通过对以上材料的分析,你认为人类 能否随意灭杀某种动物?为什么?
2、你认为在自然生态系统中,各种动物 的数量是否会无限增长?为什么?
3、通过对实验数据进行分析,你认为蚂 蚁“侵食”金合欢,对金合欢的生长有 害吗?
1.20世纪50~60年代,麻雀因啄食和糟蹋农作物, 曾被列为主要的害鸟,我国开展了“剿灭麻雀” 的运动。据有关资料记载,上海市曾在5天内就 消灭麻雀686172只,获麻雀卵265968只。现在, 人们普遍认为应该保护麻雀。这是为什么?
我虽然有时危害农作 物,但我也是许多害 虫的天敌,功还是大 于过的
4、从上述资料中,你得到哪些启示?
维持生态平衡
在生态系统中,生物的 种类、各种生物的数量和所 占的比例总是维持在相对稳 定的状态。
讨论二:动物在物质循环中起到什么作用?如果没
有了动物,物质循环还能否进行? 二氧化碳、水
水、 无 机 盐 等
动物能促进生态系 统的物质循环。
讨论三:动物在下图中起到什么作用?
谁叫你吃我的羊,看 我不把你们都消灭掉
2.呼伦贝尔草原是我国最大的牧业基地。过
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为了揭开秘密,化学家们做了个实验:把猪牛羊等圈在一起,然后施放 氯气,他们则在远处用望远镜观察。结果发现老猪比其他牲畜嗅觉更灵, 他们更早地嗅到了毒气的异味,于是便拼命想逃窜,当逃不出时(圈住了) 就开始用它们那强有力的大钢嘴(猪鼻子)拼命地拱地,把地拱松了后它 们把大鼻子插进松软的泥土里。毒气散尽后,其他牲畜都中毒死亡了,老 猪这时却悠闲地把大鼻子从泥土中拔出,“哼!哼!”几声用力把鼻孔中 的大量泥土喷出。目睹这一奇迹,化学家们很快得出结论:是猪鼻孔中大 量松软的泥土吸附了氯气,使它们免于中毒。于是他们设想人们若戴上有 “长鼻式”过滤器的防毒面具,并在其中放上比泥土有更有效的活性炭做 吸附剂,不就可以抵御毒气的侵袭吗?于是猪鼻状的防毒面具就应运而生 了。
• 螳螂臂——锯子
• 有一次鲁班进深山砍树木时,一不小心,手被一 种野草的叶子划破了,他摘下叶片轻轻一摸,原 来叶子两边长着锋利的齿,他的手就是被这些小 齿划破的,他还看到在一棵野草上有条大蝗虫, 两个大板牙上也排列着许多小齿,所以能很快地 磨碎叶片。鲁班就从这两件事上得到了启发。他 想,要是这样齿状的工具,不是也能很快地锯断 树木了吗?于是,他经过多次试验,终于发明了 锋利的锯子,大大提高了工效。

• 萤火虫——人工冷光
• 科学家研究发现,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。
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电池 。
• 水母——风暴预测仪
• 水母这种动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就 游向大海避难去了。 主要是根据由空气和波浪摩擦而产生 的次声波 (频率为每秒8—13次)。次声波是总是风暴来临 的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏 感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄, 柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波 冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器, 于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿 照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相 当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装 在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转 360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进 的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测 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 。
• 猪鼻子——防毒面具
第一次世界大战期间,在伊普雷战役(1915.4.22)中德军向英法联军阵 地施放了氯气(一种毒气,今天自来水有时用氯气消毒),结果造成英法 联军15000人中毒其中5000人死亡。清理战场时发现战场上的许多家禽家 畜飞禽走兽都中毒死光了,唯独老猪活蹦乱跳安然无恙,这引起了英法联 军统帅部的极大兴趣。他们派出最优秀的化学家深入实地考察。
动物与仿生学
2010.12.1 初二18班
10组
什么是仿生学?
• 仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学, 它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科 学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作 原理,并将这些原理移植于工程技术之中, 发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新 技术。说简单点就是将其他动物或植物上的 优点吸取并应用于科技上。
今天防毒面具已经成了士兵常备的军用品,消防队员们也常常需用防毒 面具。
谢谢!
谢谢观赏!
• 电鱼——伏特电池
• 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。
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