《方兴未艾的宇宙生物学教学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方兴未艾的宇宙生物学教学课件（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、方兴未艾的宇宙生物学教学课件Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望太空动物 宇航先驱最先入选的实验动物是一最先入选的实验动物是一只名叫莱伊卡的小狗，它只名叫莱伊卡的小狗，它是在是在19571957年年1111月月3 3日，苏日，苏联庆祝联庆祝“十月革命十月革命” ” 4040周年大庆时，体重只有周年大庆时，体重只有5kg5kg的莱伊卡荣幸地被放的莱伊卡荣幸地被放进了进了“卫星卫星2 2号号”的密封的密封舱舱第一位在太空遇难第一位在太空遇难的的“动物宇航员动物宇航员” ” 太
2、空动物何其多 迄今为止，进入太空的动迄今为止，进入太空的动物已数不胜数，有蟋蟀、蜜蜂、物已数不胜数，有蟋蟀、蜜蜂、蝴蝶、苍蝇和飞蛾，也有鱼类、蝴蝶、苍蝇和飞蛾，也有鱼类、鸟类和青蛙，还有鼠、兔、狗、鸟类和青蛙，还有鼠、兔、狗、猴和人类的近亲猴和人类的近亲黑猩猩。黑猩猩。 老鼠老鼠7 7天之后新陈代谢开天之后新陈代谢开始下降，肌肉逐步萎缩，上天始下降，肌肉逐步萎缩，上天时的胖老鼠，返回地面时变成时的胖老鼠，返回地面时变成了瘦老鼠；体内脂肪明显消失，了瘦老鼠；体内脂肪明显消失，骨头变细变松；胃中部分酶活骨头变细变松；胃中部分酶活性下降，回到地面不思进食，性下降，回到地面不思进食，喜欢睡觉。上了一次
3、天，好像喜欢睡觉。上了一次天，好像经过了一次经过了一次“修炼修炼”，鼠性大，鼠性大变，温顺得多了。变，温顺得多了。人类的近亲黑猩猩19611961年，美国开始太空动物年，美国开始太空动物实验，为了降低载人太空旅实验，为了降低载人太空旅行的危险系数，他们选中了行的危险系数，他们选中了人类的近亲人类的近亲黑猩猩作为黑猩猩作为太空实验的对象。黑猩猩太空实验的对象。黑猩猩“哈姆哈姆”乘坐太空舱进入离地乘坐太空舱进入离地253km253km的太空。的太空。3 3个月后，美个月后，美国宇航员阿兰国宇航员阿兰 谢波德成为谢波德成为第一个进入太空的美国人。第一个进入太空的美国人。太空动物的任务太空动物的任务
4、1998 1998年年4 4月，美国月，美国“哥伦比亚号哥伦比亚号”航天飞机执行了一航天飞机执行了一次不同寻常的飞行任务，在航天飞机上除了次不同寻常的飞行任务，在航天飞机上除了7 7名宇航员外，名宇航员外，还带了还带了20002000多只动物（蟋蟀多只动物（蟋蟀15141514只、鱼只、鱼233233条、怀孕的鼷条、怀孕的鼷鼠鼠1818只、褐鼠、蜗牛只、褐鼠、蜗牛135135只），在为期只），在为期1616天的飞行中，每天的飞行中，每种动物承担着特定的任务：种动物承担着特定的任务：对刚刚孵化出的一只大蟋蟀，观察它在失重情况下，大脑对刚刚孵化出的一只大蟋蟀，观察它在失重情况下，大脑中有关重力感觉
5、组织的发育情况；中有关重力感觉组织的发育情况；对对1818只怀孕的鼷鼠，一部分实行安乐死，取其胎儿作上标只怀孕的鼷鼠，一部分实行安乐死，取其胎儿作上标记，观察它们大脑皮质神经细胞的发育情况，因为它是直记，观察它们大脑皮质神经细胞的发育情况，因为它是直接控制机体活动的物质基础；接控制机体活动的物质基础；褐鼠用于观察肌肉萎缩；褐鼠用于观察肌肉萎缩；鱼和蜗牛用于测试太空平衡能力。鱼和蜗牛用于测试太空平衡能力。我国的宇宙生物学 我国早在我国早在19661966年年7 7月月1515日，成功地用日，成功地用T-7AT-7A（S2S2）生）生物火箭将雌雄两只小狗物火箭将雌雄两只小狗“姗姗姗姗”和和“小豹小
6、豹”、4 4只只大白鼠和大白鼠和1212支内装真菌、放线菌的生物试管发射到太支内装真菌、放线菌的生物试管发射到太空，安全返回地面，在国内外引起强烈反响。空，安全返回地面，在国内外引起强烈反响。 2001 2001年年1 1月月1010日中国发射了第一艘无人飞船日中国发射了第一艘无人飞船“神舟神舟二号二号”，这是我国第一次使用宇宙飞船搭载生物样品，这是我国第一次使用宇宙飞船搭载生物样品作生物学实验。搭载的有作生物学实验。搭载的有2525种不同生命形态的种不同生命形态的1919种生种生物样品，这些物样品，这些“受宠受宠”搭载的生物有：果蝇的卵、蛹、搭载的生物有：果蝇的卵、蛹、幼虫和成虫；芦笋、胡萝
7、卜、湖北特产葛仙米、螺旋幼虫和成虫；芦笋、胡萝卜、湖北特产葛仙米、螺旋藻、小球藻等多种藻类；灵芝、转基因食品；乌龟的藻、小球藻等多种藻类；灵芝、转基因食品；乌龟的心脏细胞；大白鼠腿的脊髓神经组织等。心脏细胞；大白鼠腿的脊髓神经组织等。美国“哥伦比亚”号航天飞机2003.2.1遇难作物在太空如何作物在太空如何“修炼修炼” 太空实验证明，根的生长方向取决于重力，苗的生长太空实验证明，根的生长方向取决于重力，苗的生长取决于重力和阳光。在太空中，根会因为没有重力丧失向地取决于重力和阳光。在太空中，根会因为没有重力丧失向地性而旋转性而旋转180180。向空间伸展；而它的叶细胞分裂大大加速，细。向空间伸展
8、；而它的叶细胞分裂大大加速，细胞核体积变大；胞核体积变大； 向日葵在失重情况下，向日运动加快；（在超重情况向日葵在失重情况下，向日运动加快；（在超重情况下，向日运动明显减慢）下，向日运动明显减慢） 在太空试种过芹菜、胡萝卜、小麦、洋葱、绿豆、松在太空试种过芹菜、胡萝卜、小麦、洋葱、绿豆、松苗、烟草、郁金香等多种植物，苗、烟草、郁金香等多种植物， 其中太空小麦的成熟比地面加快其中太空小麦的成熟比地面加快4343天；天； 地面上的植物地面上的植物80%80%的能量（营养、水分的能量（营养、水分）用于茎的）用于茎的生长，而太空植物几乎没有茎，但叶子繁茂，果实丰硕；生长，而太空植物几乎没有茎，但叶子繁
9、茂，果实丰硕； “ “神舟神舟”四号，除了携带各种昂贵的实验仪器，还将搭载一群特殊顾客四号，除了携带各种昂贵的实验仪器，还将搭载一群特殊顾客100100粒牡丹花种子。据专家介绍，一般来说，培育牡丹新品种，靠的是自粒牡丹花种子。据专家介绍，一般来说，培育牡丹新品种，靠的是自然选育，盲目性大。由于种子生长环境相似，成功率只有万分之一。如果把然选育，盲目性大。由于种子生长环境相似，成功率只有万分之一。如果把种子放置在零重力且有各种重粒子作用的太空环境下，估计会有相当一部分种子放置在零重力且有各种重粒子作用的太空环境下，估计会有相当一部分种子的性状会发生较大的变异，种子的性状会发生较大的变异，“尽管这
10、种变异有好有坏，但很有可能会培尽管这种变异有好有坏，但很有可能会培育出一部分优良品种育出一部分优良品种”。根据以往太空育种的经验，根据以往太空育种的经验，一些花卉种子在送入太空后，一些花卉种子在送入太空后，花冠要比原来大五六倍，植花冠要比原来大五六倍，植株也要高出三四倍。谁也说株也要高出三四倍。谁也说不准牡丹种子上天转一圈，不准牡丹种子上天转一圈，会有什么变化，也许牡丹花会有什么变化，也许牡丹花会开得更大，更鲜艳；也许会开得更大，更鲜艳；也许会变得不伦不类根本不像牡会变得不伦不类根本不像牡丹花；说不定还能从中培育丹花；说不定还能从中培育出小脸盆那么大的牡丹花呢。出小脸盆那么大的牡丹花呢。太空牡
11、丹太空牡丹作物的“修炼” 我国早在我国早在19871987年就年就开始了对辣椒、苹果、西开始了对辣椒、苹果、西瓜以及水稻等农作物种子瓜以及水稻等农作物种子进行太空进行太空“修炼修炼”实验。实验。结果发现，天上走一趟，结果发现，天上走一趟，就是不一样。这些种子搭就是不一样。这些种子搭载返回式卫星在太空逗留载返回式卫星在太空逗留515515天，逗留时间越长，天，逗留时间越长，种子基因变异程度越大，种子基因变异程度越大，与未经与未经“修炼修炼”而在试验而在试验田里栽种相比，出现令人田里栽种相比，出现令人惊奇的增产、优质的效果：惊奇的增产、优质的效果：修成正果？太空辣椒比一般辣椒高产优质，抗病性强，单
12、个平均太空辣椒比一般辣椒高产优质，抗病性强，单个平均重量从一般种植的重量从一般种植的90g90g提高到提高到160g160g，有的可达，有的可达300g300g400g400g，成了同类产品中的，成了同类产品中的“大哥大大哥大”，亩产可达，亩产可达40005000kg40005000kg，比对照组增产，比对照组增产1 1倍以上；病情指数减倍以上；病情指数减轻轻55%55%左右；可溶性物质提高左右；可溶性物质提高25%25%；维生素含量提高；维生素含量提高20%20%太空芦笋比一般芦笋的出笋率高太空芦笋比一般芦笋的出笋率高34%34%；一粒太空莲子重达克；一粒太空莲子重达克；苹果的个体平均重量增
13、加苹果的个体平均重量增加15%15%，品质也有所提高；，品质也有所提高；西红柿平均产量增加西红柿平均产量增加20%20%，病情指数减轻，病情指数减轻41.7%41.7%；人参在太空人参在太空1010天的生长量相当于地球上天的生长量相当于地球上1 1个月的生长个月的生长量；量；19991999年夏季，太空西瓜在北京闪亮登场，由于其维生年夏季，太空西瓜在北京闪亮登场，由于其维生素含量、中心含糖量、果胶含量等素含量、中心含糖量、果胶含量等1212个指标都优于闻个指标都优于闻名京城的名京城的“京欣一号京欣一号”，成了市场一道亮丽风景。，成了市场一道亮丽风景。太空水稻的结果与启示太空水稻的结果与启示 众
14、所周知，培育一个优良品种，是相众所周知，培育一个优良品种，是相当艰难的。而利用返回式卫星育种，可以获当艰难的。而利用返回式卫星育种，可以获得地面上难得的突变，而且具有变异频率高、得地面上难得的突变，而且具有变异频率高、变异幅度大等特点，同时能获得罕见的抗病、变异幅度大等特点，同时能获得罕见的抗病、抗逆特异的新物种资源。抗逆特异的新物种资源。 经过太空修炼的种子是否修成了正果经过太空修炼的种子是否修成了正果？经检验发现，太空稻种子的蛋白质含量增？经检验发现，太空稻种子的蛋白质含量增加加8%20%8%20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。这些水稻天。这些水稻种子产生的许多遗传变异，其幅
15、度和类型是种子产生的许多遗传变异，其幅度和类型是迄今地面上诱变因素难以达到的。迄今地面上诱变因素难以达到的。 至今，我国已选择了许多品种用专门至今，我国已选择了许多品种用专门育种的卫星上天去修炼。育种的卫星上天去修炼。来自太空人的信息来自太空人的信息 目前，宇航员在太空连续目前，宇航员在太空连续逗留时间最长为逗留时间最长为200200多天。他们多天。他们绕地球运行了几亿公里，安全返绕地球运行了几亿公里，安全返回地面，情况良好。回地面，情况良好。 年龄最大的宇航员是美国年龄最大的宇航员是美国的格林（的格林（John GleenJohn Gleen）。这位美）。这位美国老牌太空人已国老牌太空人已7
16、777岁高龄，创造岁高龄，创造了最高龄太空人的纪录，谱写了了最高龄太空人的纪录，谱写了宇航史上光辉的篇章。宇航史上光辉的篇章。来自太空人的信息来自太空人的信息 实际上，这些生理变化在太空旅行中都有反映：实际上，这些生理变化在太空旅行中都有反映：在太空失重下会造成方向感、平衡感丧失；在太空失重下会造成方向感、平衡感丧失；眩晕、恶心、头痛、厌食、反胃等眩晕、恶心、头痛、厌食、反胃等“太空病太空病”； 格林较前富态，是体液重新分布的缘故：心脏以下格林较前富态，是体液重新分布的缘故：心脏以下的躯干及下肢部位本来积累较多的水分，此时逆向乱行，的躯干及下肢部位本来积累较多的水分，此时逆向乱行，造成颈部静脉
17、鼓起、面部水肿、鼻塞、吞咽困难等。造成颈部静脉鼓起、面部水肿、鼻塞、吞咽困难等。 宇航员飞行一次，生理变化最明显的是失钙，可达宇航员飞行一次，生理变化最明显的是失钙，可达1%2%1%2%，尤以骨骼中的钙损失最严重；，尤以骨骼中的钙损失最严重； 体重将下降体重将下降46kg46kg，这与太空中容易脱水有关，但，这与太空中容易脱水有关，但返回地面一天后就能增加返回地面一天后就能增加2kg2kg。意外收获意外收获 通过太空实验室进行的平衡功能试验，竟然否定了通过太空实验室进行的平衡功能试验，竟然否定了一项一项19141914年诺贝尔医学奖的理论年诺贝尔医学奖的理论巴腊尼的对流学说。巴腊尼的对流学说。
18、该理论认为：内耳能帮助人体保持平衡是由于温度对流的该理论认为：内耳能帮助人体保持平衡是由于温度对流的作用。而宇航员所作的实验证明，在失重条件下，且不发作用。而宇航员所作的实验证明，在失重条件下，且不发生对流时，受试人员的反应与在地面上一样，甚至有一名生对流时，受试人员的反应与在地面上一样，甚至有一名宇航员反应还要大得多。说明巴腊尼的对流学说是不能成宇航员反应还要大得多。说明巴腊尼的对流学说是不能成立，或者是值得怀疑的。立，或者是值得怀疑的。 人们相信，借助现代科学之力，人们将揭示更多太人们相信，借助现代科学之力，人们将揭示更多太空之谜，让遥远的太空为人类更多地造福。空之谜，让遥远的太空为人类更多地造福。
