[教学研究]苍蝇与宇宙飞船

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1、苍蝇与宇宙飞船令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。苍蝇是声名狼藉的“逐臭Z夫”，凡是腥臭污秽的地方，都冇它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在儿T•米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没冇“鼻了”，它靠什么来充当嗅觉的呢？原来，苍蠅的“杲子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。〔9]每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。人脑根据不同气味物质所产牛的神经电脉冲的不同，就可区别岀不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家山此得到启发，

2、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，而是活的苍蠅。就是把非常纤细的微电极插到苍蠅的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电了线路放大后，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，也可测虽潜水艇和矿井里的冇害气体。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。从萤火虫到人工冷光自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害

3、于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢？人类乂把目光投向了大自然。在口然界中，有许多牛物都能发光，如细菌、克茵、壘U、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而R这些动物发出的光都不产生热，所以乂被称为“冷光。”在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约冇1500种,它们发出的冷光的颜色冇黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具冇很高的发光效率，而H发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。〔1°】科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器山发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有儿千个发光细胞，它们都含有荧光素和

4、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FI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，乂用化学方法人工合成了荧光索。由荧光素、荧光酶、ATP（三磷酸腺昔）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。由于这种光没冇电源，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。现在，人们己能用掺和某些化学物质的方法得到类似工物光的冷光，作为安全照明用。电鱼与伏特电

5、池自然界中有许多生物都能产生电，仅仅是仇类就有500余种。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。各种电血放电的本领各不相同。放电能力最强的是电镰、电她和电鳗。中等人小的电銘能产生70伏左右的电压，而非洲电鳍能产生的电压高达220伏；非洲电唸能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压，冇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。出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冇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

6、形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电醯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;电鹼的发电器起源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间釣有500万块电板。单个电板产纶的电压很微弱，但由于电板很多，产纶的电压就很大了。电血这种非凡的本领，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血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。水母的顺风耳在自然界中，水母，早在5亿多年前，它们就已经在海水

7、里生活了。“但是，水母跟顺风耳乂有什么关系呢？”人们肯定会问这样一个问题。因为，水母在风暴来临之而，就会成群结队地游向大海，就预示风眾既将來临。但是，这乂与“顺风耳”有什么关系呢？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8〜13赫），是风暴來临之而的预告。这种次声波，人耳是听不到的，而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现,水母的耳朵里长着一•个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石。