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6.蝙蝠和雷达 拓展阅读

更新时间:2023-05-30 03:52:12 阅读: 评论:0

统编本义务教育教科书四年级上册教学配套资源
阅读材料(一)

《蝙蝠和雷达》资料链接
 
  蝙蝠 哺乳动物,头部和躯干像老鼠,四肢和尾部之间有皮质的膜,夜间在空中飞翔,吃蚊、蛾等昆虫。视力很弱,靠本身发出的超声波来引导飞行。
 
  蝙蝠有900多个不同的种类,是唯一能振翅飞翔的哺乳动物,夜间,蝙蝠靠声波探路和捕食。它们发出人类听不见的声波。当这声波遇到物体时,会像回声一样返加来,由此蝙蝠就能辨别出这个物体是移动的还是静止的,以及离它有多远。蝙蝠什么都吃,包括果实、鱼类、花粉、甚至血。
 
  蝙蝠善于在空中飞行,能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。白昼,隐藏在岩穴、树洞或屋檐的空隙里;黄昏和夜间,飞翔空中,捕食蚊、蝇、蛾等昆虫。蝙蝠捕食大量的害虫,对人有益,理应得到保护。
 
                       
 
 
  到了夏季,雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体。初生的幼体长满了绒毛,用爪牢固地挂
在母体的胸部吸乳,在母体飞行的时候也不会掉下来。蝙蝠有用于飞翔的两翼,翼的结构和鸟翼不相同,是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的。前肢的第二、三、四、五指特别长,适于支持皮膜;第一指很小,长在皮膜外,指端有钩爪。后肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,趾端有钩爪。休息时,常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下。在树上或地上爬行时,依靠第一指和足抓住粗糙物体前进。蝙蝠的骨很轻,胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起,上面长着牵动两翼活动的肌肉。蝙蝠的口很宽阔,口内有细小而尖锐的牙齿,适于捕食飞虫。它的视力很弱,但是听觉和触觉却很灵敏。一些实验证明,蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来。当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由类似语言音素的超声波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后,才能决定下一步采取什么行动。
 
  靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号,这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出现而组成。当蝙蝠在飞行时,发出的信号被物体弹回,形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后,决定物体的性质和位置。蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感,而另一些则对二个连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉昆虫的灵活性和准确性,是非常惊人的。有人统计,蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫,一分钟可以捕捉十几只昆虫。同时,蝙蝠还有惊人的抗干扰能力,能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音,然后很快地分析和辨别这种声音,以区别反射音波的物体是昆虫还是石块,或者更精确地决定是可食昆虫,还是不可食昆虫。
 
 
  蝙蝠发出的是超音波,蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来。当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。蝙蝠是会飞的“活雷达”。
 
  雷达 利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物就能反射回来,雷达就根据这个原理,把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波,这样就可以测定目标的方向、距离、大小等,接收的电波映在指示器上可以得到探测目标的影像。雷达在使用上不受气候条件的影响,广泛应用在军事、天文、气象、航海、航空等方面。
 
                     
 
                                 
 
 
  其他如:飞机的翅膀(鸟类的翅膀),飞机后面的翅(鱼的尾),潜艇下潜与上浮(鱼鳔),蜜蜂采花粉(人工授粉),吸毒成瘾(缉毒犬训练)
 
  超声波 超过人能听到的最高频(20000赫兹)的声波。超声波沿直线传播,有方向性,并能反射回来,对物体有破坏性。广泛应用在各技术部门。
 
  仿生学 仿生学是研究生物系统的结构和性质,以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学,属于生物学和技术学相结合的交叉学科。只要生物有奇特的本领,就成为仿生学所涉猎的目标,现已发展出昆虫仿生学、海洋生物仿生学、设计仿生学、化学仿生学、分子仿生学等。仿生学的研究成果被广泛运用于军事、医学、制造、航空等方面,涉及到各种类型的科学领域,与人类的生产、生活、未来发展有着十分密切的关系。它作为一门独立的学科,形成于20世纪60年代。
 
  五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其
他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
 
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三百度,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
 阅读材料(二)
老鼠遗传基因的研究
 
  老鼠不仅有99%的基因和人类相似,而且在胚胎发育、疾病类型甚至行为上都和人类有可比之处。科学家开始一项耗资1亿英镑的计划:培育不计其数的转基因老鼠。这项计划的目标是在老鼠身上造出糖尿病、心脏痛、癌症及精神病等人类主要疾病,揭示上述疾病的遗传根源和环境基础,找到新药物和新疗法。这项计划的协调人维斯特教授说:“欧盟已经认识到老鼠遗传研究之中的无穷潜力。”
  “欧洲老鼠”计划是三年前完成的人类基因组计划的后续。那项耗费巨资的DNA排序计划揭示了人体两万种基因的构成。但是,科学家目前仍然不知道其中一半基因的作用或者这些基因能制造哪些蛋白质。
  科学家承认,老鼠和人类如此相似的事实的确令人惊讶。医学研究委员会遗传学分部的布朗博士说:“表面看人类和老鼠显然没什么可比性,但其实它们像我们一样常常生病,而且显示出同样的症状。”在一个与人类基因组计划类似的计划之下,构成老鼠基因组的两万种基因都已经排出序列。
  “欧洲老鼠”计划将使用一种称作“黑六品系”的老鼠。这类老鼠已经广泛用于实验室,而且完全出自同系交配。每只雄鼠都是其他雄性“黑六”的克隆,每只雌鼠也都是其他雌性“黑六”
的克隆。参加“欧洲老鼠”计划的科学家将从这些“黑六”中提取胚胎,消除或改变其中一种基因,再把经过遗传改性的胚胎放回雌鼠子宫,创造一个每名成员体内都有一个变异基因的新种群。科学家将对“黑六”体内的两万种基因重复这个过程。剑桥生物信息科学研究所的伯尼博士说:“最后,这就将使我们得到两万种老鼠,而且毒种体内都有一个变异基因。”
  然后,科学家将现察这些基因变异对每种老鼠的外观和行为产生哪些影响。这样,他们就能发现每种基因有什么作用,由此了解相应的人类基因。科学家还希望弄清不同的基因组合对不同的人有哪些影响。人类的主要疾病不是由一种基因而是由多种基因共同作用形成的,这之中还有环境因素。
  读一读,想一想。
  1.老鼠遗传研究对我们人类有什么帮助?
  2.短文主要告诉我们什么?
  3.读了后你从中收到什么启发?

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标签:蝙蝠   老鼠   昆虫   人类   计划   基因   仿生学   超声波
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