绪论 探索生物的奥秘　

仿生学

　　仿生学就是模仿生物来建造先进技术的科学。仿生学主要是观察研究和模拟生物的各式各样全优本领（包括生物本身的结构，各种器官的功能，体内物理和化学的过程，能量的供应，信息的加工，记忆与传递等），用现代科学技术去分析并加工制成某些机械仪器的一种科学。

　　仿生学的历史悠久，但成为一门独立的科学只有十几年的历史，它的出现并不是偶然的。远在有史以前，人类就开始模仿生物的形态结构和功能，保卫自己，适应自然条件。以后在反复的实践中，不断地探索、模仿，制造出各种各样的工具，战胜自然，创造更多的物质财富。

　　远在四千多年前，我们的祖先"见飞蓬转而知为车"，就是人们看到随风而转的飞蓬草的种子受到启发，发明了车轮。春秋战国时期，我国有一位发明家叫鲁班。两千多年来，他的名字和有关的故事一直在人们中间流传，后代的土、木工匠都称他为祖师。鲁班在实践中留心观察，模仿生物形态，发明了许多木工工具，如锯子、刨子。相传有一次他进深山砍树时，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锯齿，他的手就是被这些小锯齿划破的。他还看到在一棵草上有条大蝗虫，两个大板牙一开一合，很快地吃着草叶。鲁班捉住蝗虫，仔细观察，原来蝗虫的两个大板牙上也排列着许多小锯齿，所以能很快地磨碎叶片。鲁班从这两件事上得到启发：要是有这样锯齿状的工具，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。

　　随着自然科学迅速发展，模仿生物创造出来的新仪器、新设备也越来越多。例如：根据蜜蜂导航本领制成用于航空、航海的"偏光天文罗盘"；仿照苍蝇复眼制成的"蝇眼"照相机--镜头由1329块小透镜粘合而成，一次可以拍摄1329张照片，用于复制电子计算机的特别精细的显微线路；模仿袋鼠的运动方式，试制成无轮汽车--跳跃机，可在沙漠地区通无阻。科学工作者在研究了鸟类、昆虫、鱼等生物结构的基础上，已经创造了模拟各种生物在陆上、空中、水里的运动器械。如可供实用的扑翼机；模仿膝关节的液压系统；能提高鱼雷航速的人工海豚皮；还有模仿人的感觉、智能和肢体而制成的"智能机器人"。

　　因此，仿生学与其他科学一道，必将推动目前正在进行的波澜壮阔的技术革命。可以预言，未来的许多自动装置在很多特征方面将会按照生物系统的特征建立起来。

　　资料来源《一日一例一题》

　　

 

关于生物工程

　　生物工程是一项什么工程？

　　除了西瓜、小黑麦、绵山羊，人的血液。肌肉、骨骼等各种器官以外，人门还研究了冷光，电脑材料，仿生学，并且已经创造了许多生物品种、人的器官和仿生材料，它们都是对生物学揭示出来的规律的应用。我们前面已经讲到：生物学，是一门基础科学，它研究生物的组成、结构和运动规律。而我们认识世界，正是为了要改造世界，要把科学技术变成生产力，这需要应用科学和工程技术。在对生物规律的探索与应用过程中，一门新的技术--生物工程就诞生了。

　　生物工程，严格来说，是人类通过利用或改造生物体，以实现预期目的一门技术科学。

　　它的范围很广，包括发酵工程、酶工程、细胞工程和遗传工程这四个分支。广义地讲，生物工程还包括嫁接、杂交育种、人工受精等生物技术。由于细胞工程和遗传工程的产生，特别最遗传工程的出现，人类开始掌握了更加有效的定向改造生物的新技术，使生物工程获得了新的强大的生命力，展现更加诱人的前景。在不久的将来，也许人们就能够解决困扰人类多年的问题，如粮食短缺问题、癌症问题，环境污染问题，等等。

（资料来源：《未来科学家--生物工程篇》）

　　生物工程有什么优势?

　　与其他工程相比，生物工程具有自己的独特优点，主要有以下几方面：

　　第一，反应条件温和。一般都是在常温常压下进行的。因此，可以节省大量设备和能源，降低成本，减少污染。

　　第二，具有可循环性。生物具有自我更新和自我繁殖的特性，同此，它可以循环使用，为人类源源不断地提供所需要的物质和能量。

　　第三，具有高效性和特异性。生命的新陈代谢活动都是在一种叫作酶的蛋白质催化作用下完成的。酶的催化效率比一般的无机物催化剂高一千万到一亿亿倍。同时、酶一般只作用于一种反应，适宜完成特定的任务、而不带有副作用。

　　第四，生物工程技术含量高，风险大。和成熟的机械、冶金、采矿不同，生物工程与生物科学密切相关。它要求有风险资本的投入。在美国，有时为一项生物技术投一笔小小的资金，就可能成为百万富翁，当然也可能血本无归。

　　（资料来源：《未来科学家--生物工程篇》）

　　生物工程前景

　　生物工程与信息技术、微电子技术一起，构成当前新技术革命的三大支柱。作为面向新世纪的生物工程，现在已经广泛应用于农业、医药卫生、食品、能源、材料工业等各方面，为人类生产出了各式各样的药物、食品、原材料和能源等，还能用于冶金、环保，并已取得了令人振奋的成就。而且，生物工程还有着广阔的发展前景：

　　例如，我们可以有目的地定向改造生物品种，大幅度提高粮食产量，改善家畜、家禽的品质；利用生物工程来诊断和医治各种遗传性疾病；利用生物工程在工业领域中制造生物电子设备，超级集成电路；制造耗能少、速度快。具有人工智能的电脑；制造人工关节、血管，等等。

（资料来源：《未来科学家--生物工程篇》）

　　

 

生物和非生物有什么区别？

　　茫茫宇宙，无边无际。在我们这个有日月升落、四季交替的地球上，生活着各种各样的生物，从最简单、最低等的单细胞生物，如草履虫，到被称为"万物之灵"的人类，总数约有200万种。它们可以大致分为动物、植物、微生物这三大类。生物和非生物，是有着明显区别的，生物能进行自我更新，自我繁殖，并且不断自我进化，而非生物则没有这一特性。猫妈妈能生下一只小猫咪，小猫咪生长成为大猫咪，但砖头却不会再生下一个"小砖头"，它也不会自己长大。深山中的泉水，几百年前是什么样子，现在还是什么样子，不会有太大的变化。

　　生物为什么具有这种特性，它们是由什么特殊物质构成的？它们又是怎样进行自我更新、繁殖及进化的呢？这就需要用生物学来加以研究了。生物学，就是研究这些生物体的组织、形态、结构和运动规律的一门基础科学，如生物的同化和异化，遗传和变异，等等。

　　专家们说，21世纪是生物学的世纪。确实，随着生物学的发展，特别是50年代诞生的分子生物学，已经使我们能够在分子水平上揭示生物的奥秘了。为了迎接未来，我们就跨进生物王国的门槛，到里面去"巡视"一下吧。

　　资料来源《未来科学家--生物工程篇》

　　

 

生物学中奥妙多吗？

　　大自然神奇无比，生物王国更是魅力无穷。今天，我们要率领大家到"生物大观园"中游历一番，去欣赏那儿美丽的风光，感受其中美妙的景色，你会遇到许许多多有趣的问题：为什么"老鼠生儿会打洞"？"克隆羊"是怎么回事？DNA的双股螺旋梯有何奥秘？为什么无籽西瓜没有籽？能造出地上挂番茄果而地下结土豆这一种古怪的蔬菜吗？植物会呼吸吗？试管里面能栽树吗？"生物导弹"是怎么回事？基因大豆能放心地吃吗？小黑麦是什么麦？庄稼会自办化肥厂吗？细菌能炼铜吗？牛仅晒太阳不吃草就可以生存吗？错一个密码，就能让人得分子病吗？

　　如此众多的问题，通过学习，我们是能够获得答案的。

　　同学们，生物工程世界的趣闻、奥秘很多，正等着我们去探索呢！

　　资料来源：《未来科学家--生物工程篇》