
統(tǒng)編本義務教育教科書四年級上冊教學配套資源
閱讀材料(一)
《蝙蝠和雷達》資料鏈接
蝙蝠 哺乳動物,頭部和軀干像老鼠,四肢和尾部之間有皮質(zhì)的膜,夜間在空中飛翔,吃蚊、蛾等昆蟲。視力很弱,靠本身發(fā)出的超聲波來引導飛行。
蝙蝠有900多個不同的種類,是唯一能振翅飛翔的哺乳動物,夜間,蝙蝠靠聲波探路和捕食。它們發(fā)出人類聽不見的聲波。當這聲波遇到物體時,會像回聲一樣返加來,由此蝙蝠就能辨別出這個物體是移動的還是靜止的,以及離它有多遠。蝙蝠什么都吃,包括果實、魚類、花粉、甚至血。
蝙蝠善于在空中飛行,能作圓形轉(zhuǎn)彎、急剎車和快速變換飛行速度等多種“特技飛行”。白晝,隱藏在巖穴、樹洞或屋檐的空隙里;黃昏和夜間,飛翔空中,捕食蚊、蠅、蛾等昆蟲。蝙蝠捕食大量的害蟲,對人有益,理應得到保護。
到了夏季,雌蝙蝠生出一只發(fā)育相當完全的幼體。初生的幼體長滿了絨毛,用爪牢固地掛
在母體的胸部吸乳,在母體飛行的時候也不會掉下來。蝙蝠有用于飛翔的兩翼,翼的結(jié)構和鳥翼不相同,是由聯(lián)系在前肢、后肢和尾之間的皮膜構成的。前肢的第二、三、四、五指特別長,適于支持皮膜;第一指很小,長在皮膜外,指端有鉤爪。后肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,趾端有鉤爪。休息時,常用足爪把身體倒掛在洞穴里或屋檐下。在樹上或地上爬行時,依靠第一指和足抓住粗糙物體前進。蝙蝠的骨很輕,胸骨上也有與鳥的龍骨突相似的突起,上面長著牽動兩翼活動的肌肉。蝙蝠的口很寬闊,口內(nèi)有細小而尖銳的牙齒,適于捕食飛蟲。它的視力很弱,但是聽覺和觸覺卻很靈敏。一些實驗證明,蝙蝠主要靠聽覺來發(fā)現(xiàn)昆蟲。蝙蝠在飛行的時候,喉內(nèi)能夠產(chǎn)生超聲波,超聲波通過口腔發(fā)射出來。當超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時,蝙蝠能夠用耳朵接受,并能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物,以及距離它有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式,叫做“回聲定位”。蝙蝠在尋食、定向和飛行時發(fā)出的信號是由類似語言音素的超聲波音素組成。蝙蝠必須在收到回聲并分析出這種回聲的振幅、頻率、信號間隔等的聲音特征后,才能決定下一步采取什么行動。
靠回聲測距和定位的蝙蝠只發(fā)出一個簡單的聲音信號,這種信號通常是由一個或二個音素按一定規(guī)律反復地出現(xiàn)而組成。當蝙蝠在飛行時,發(fā)出的信號被物體彈回,形成了根據(jù)物體性質(zhì)不同而有不同聲音特征的回聲。然后蝙蝠在分析回聲的頻率、音調(diào)和聲音間隔等聲音特征后,決定物體的性質(zhì)和位置。蝙蝠大腦的不同部分能截獲回聲信號的不同成分。蝙蝠大腦中某些神經(jīng)元對回聲頻率敏感,而另一些則對二個連續(xù)聲音之間的時間間隔敏感。大腦各部分的共同協(xié)作使蝙蝠作出對反射物體性狀的判斷。蝙蝠用回聲定位來捕捉昆蟲的靈活性和準確性,是非常驚人的。有人統(tǒng)計,蝙蝠在幾秒鐘內(nèi)就能捕捉到一只昆蟲,一分鐘可以捕捉十幾只昆蟲。同時,蝙蝠還有驚人的抗干擾能力,能從雜亂無章的充滿噪聲的回聲中檢測出某一特殊的聲音,然后很快地分析和辨別這種聲音,以區(qū)別反射音波的物體是昆蟲還是石塊,或者更精確地決定是可食昆蟲,還是不可食昆蟲。
蝙蝠發(fā)出的是超音波,蝙蝠在飛行的時候,喉內(nèi)能夠產(chǎn)生超聲波,超聲波通過口腔發(fā)射出來。當超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時,蝙蝠能夠用耳朵接受,并能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物,以及距離它有多遠。蝙蝠是會飛的“活雷達”。
雷達 利用極短的無線電波進行探測的裝置。無線電波傳播時遇到障礙物就能反射回來,雷達就根據(jù)這個原理,把無線電波發(fā)射出去再用接收裝置接收反射回來的無線電波,這樣就可以測定目標的方向、距離、大小等,接收的電波映在指示器上可以得到探測目標的影像。雷達在使用上不受氣候條件的影響,廣泛應用在軍事、天文、氣象、航海、航空等方面。
其他如:飛機的翅膀(鳥類的翅膀),飛機后面的翅(魚的尾),潛艇下潛與上浮(魚鰾),蜜蜂采花粉(人工授粉),吸毒成癮(緝毒犬訓練)
超聲波 超過人能聽到的最高頻(20000赫茲)的聲波。超聲波沿直線傳播,有方向性,并能反射回來,對物體有破壞性。廣泛應用在各技術部門。
仿生學 仿生學是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構和性質(zhì),以為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學,屬于生物學和技術學相結(jié)合的交叉學科。只要生物有奇特的本領,就成為仿生學所涉獵的目標,現(xiàn)已發(fā)展出昆蟲仿生學、海洋生物仿生學、設計仿生學、化學仿生學、分子仿生學等。仿生學的研究成果被廣泛運用于軍事、醫(yī)學、制造、航空等方面,涉及到各種類型的科學領域,與人類的生產(chǎn)、生活、未來發(fā)展有著十分密切的關系。它作為一門獨立的學科,形成于20世紀60年代。
五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其
他防御設施。蘇聯(lián)昆蟲學家施萬維奇根據(jù)當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹,為贏得最后的勝利奠定了堅實的基礎。根據(jù)同樣的原理,后來人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。
人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合,從而保持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。
閱讀材料(二)
老鼠遺傳基因的研究
老鼠不僅有99%的基因和人類相似,而且在胚胎發(fā)育、疾病類型甚至行為上都和人類有可比之處。科學家開始一項耗資1億英鎊的計劃:培育不計其數(shù)的轉(zhuǎn)基因老鼠。這項計劃的目標是在老鼠身上造出糖尿病、心臟痛、癌癥及精神病等人類主要疾病,揭示上述疾病的遺傳根源和環(huán)境基礎,找到新藥物和新療法。這項計劃的協(xié)調(diào)人維斯特教授說:“歐盟已經(jīng)認識到老鼠遺傳研究之中的無窮潛力。”
“歐洲老鼠”計劃是三年前完成的人類基因組計劃的后續(xù)。那項耗費巨資的DNA排序計劃揭示了人體兩萬種基因的構成。但是,科學家目前仍然不知道其中一半基因的作用或者這些基因能制造哪些蛋白質(zhì)。
科學家承認,老鼠和人類如此相似的事實的確令人驚訝。醫(yī)學研究委員會遺傳學分部的布朗博士說:“表面看人類和老鼠顯然沒什么可比性,但其實它們像我們一樣常常生病,而且顯示出同樣的癥狀。”在一個與人類基因組計劃類似的計劃之下,構成老鼠基因組的兩萬種基因都已經(jīng)排出序列。
“歐洲老鼠”計劃將使用一種稱作“黑六品系”的老鼠。這類老鼠已經(jīng)廣泛用于實驗室,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。參加“歐洲老鼠”計劃的科學家將從這些“黑六”中提取胚胎,消除或改變其中一種基因,再把經(jīng)過遺傳改性的胚胎放回雌鼠子宮,創(chuàng)造一個每名成員體內(nèi)都有一個變異基因的新種群。科學家將對“黑六”體內(nèi)的兩萬種基因重復這個過程。劍橋生物信息科學研究所的伯尼博士說:“最后,這就將使我們得到兩萬種老鼠,而且毒種體內(nèi)都有一個變異基因。”
然后,科學家將現(xiàn)察這些基因變異對每種老鼠的外觀和行為產(chǎn)生哪些影響。這樣,他們就能發(fā)現(xiàn)每種基因有什么作用,由此了解相應的人類基因。科學家還希望弄清不同的基因組合對不同的人有哪些影響。人類的主要疾病不是由一種基因而是由多種基因共同作用形成的,這之中還有環(huán)境因素。
讀一讀,想一想。
1.老鼠遺傳研究對我們?nèi)祟愑惺裁磶椭?/span>
2.短文主要告訴我們什么?
3.讀了后你從中收到什么啟發(fā)?