1、第二单元第二单元 仿生仿生 1.生物的启示 下面物品的设计与动植物的形态结构有什么相似之处? 生物在长期进化的过程中，形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点，人们从中获得很多启示。 还有别的吗？ 蜂窝猜想 公元4世纪，古希腊数学家佩波斯提出猜想:截面呈正六边形的密铺(不留空隙，也不相互重叠)的蜂窝巢房，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建成的。这一猜想被称为“蜂窝猜想”。 实验：探究蜂巢形状的奥秘 问题1：假设蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果会怎样？ 分析：用正五边形建蜂巢，因为不能密铺，浪费空间和蜂蜡。在同种正多边形中，能密铺的只有正三角形、正方形、正六边形。 问题2：假设蜜蜂用下面三种面积相等的图形建蜂巢
2、，计算每种图形的内切圆直径，以及蜂巢壁的总长度，并进行排序。 实验：探究蜂巢形状的奥秘 实验结论：在面积相等的条件下，正三角形的内切圆直径正方形的内切圆直径正六边形的内切圆直径。内切圆的直径越大，蜂巢的容积越大。在面积相等的条件下，正三角形的蜂巢壁总长度正方形的蜂巢壁总长度正六边形的蜂巢壁总长度。蜂巢壁总长度越小，耗费蜂蜡越少。 问题3：将A4纸折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，比较哪种形状抗压能力最强。 实验结论：正六棱柱的抗压能力最强。 1.假如你是蜜蜂，你会选择哪种形状建蜂巢?为什么? 正六边形。蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。因此蜜蜂是自
3、然界中高明的“建筑工程师”。 2.你还发现哪些物体有蜂巢结构?这种设计有什么好处? 人们从蜂巢的结构中受到启发，建立了形似蜂窝的秱动通信网络。这种蜂窝式秱动通信网络覆盖同样范围的区域时，所建的信号塔个数最少，有效地减少了建设投资。 蜂窝式秱动通信网络 人们在造船时，从鱼的身，上得到了哪些启示? 1）人们模仿鱼类的形体造船，以木质骨架模仿鱼骨，以桨模仿腹鳍，以舵模仿尾鳍。 2）人们根据鱼利用鱼鳔上浮、下沉制造了潜水艇。 查资料，了解人类从鸟的身上获得了哪些发明创造的启示。 人类通过模仿鸟的形状及羽毛，制造了飞机。 人类模仿生物的结构和功能，创造出各种人造物。这种做法逐渐发展为一门从自然中学习、迚
4、而应用到工程技术中的学科仿生学。 课堂回顾 （1）生物在 的过程中，形成了许多有利于生存的 ，人们从中获得很多启示。 （2）在面积相等的条件下，正三角形的内切圆直径正方形的内切圆直径正六边形的内切圆直径。内切圆的直径越 ，蜂巢的容积越 。在面积相等的条件下，正三角形的蜂巢壁总长度正方形的蜂巢壁总长度正六边形的蜂巢壁总长度。蜂巢壁总长度越 ，耗费蜂蜡越 。 （3）人类模仿生物的 和 ，创造出各种人造物。这种做法逐渐发展为一门从自然中学习、进而应用到工程技术中的学科 。 长期进化 形态结构和生理特点 大 大 小 少 结构 功能 仿生学 随堂训练 一、判断题 二、选择题 二、选择题 三、连线题 蒲公英种子 鱼 鸟 蜂巢 苍耳 鱼鳔 魔术贴 飞机 降落伞 船 蜂窝式建筑物 潜水艇 将下列动植物与受其启发设计的物品连接起来。