利用问题串进行“探究鸟类飞行秘密”一节的概念教学

在“探究鸟类的飞行的秘密”这一探究活动中,巧妙地运用一系列问题串“架桥铺路”,建立模型,搭建起“鸟类适应飞行的特征”与生活经验之间的联系,调动学生的知识体验,自主建构知识;利用探究实验超市,激发灵感,自主探究;利用移动卡片活动构建概念图,形成知识体系,有效实现概念教学。     

鸟类的飞行

自然界中最卓越的飞行家——鸟类,启发了人类飞上了天空.从而推动了航空事业的发展.在长期的进化过程中鸟类是通过多种途径适应飞行的. 1、翼:翼是鸟类的飞行器官,它由前肢进化而来,鸟翼的形态及其结构十分适应飞行. 鸟翼呈流线型,这使它穿过空气时阻力很小,而且它的横切面成弯形,可产生升力和推力,保持它在空中不至于掉下来.由于各种鸟的生活环境不同,所以它们双翼的形状也     

温度、湿度、光照对桔小实蝇飞行能力的影响

本文明确温度、相对湿度和光照强度等3个环境因子变化对桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)雌、雄成虫飞行能力的影响。在不同温度、相对湿度和光照强度下,通过室内静风吊飞测试桔小实蝇雌、雄成虫的飞行距离、时间及速度。结果表明,适宜桔小实蝇飞行的温度范围是20℃-32℃,雌虫比雄虫更耐高温;最适宜飞行的空气相对湿度在60%-75%;桔小实蝇雌、雄成虫在有光照的条件下飞行,在500-2000 lux光照强度下飞行能力最强。分析表明,环境温度、空气相对湿度以及光照强度对桔小实蝇的飞行影响明显。低温或太高温对桔小实蝇飞行不利;较湿润的空气环境对桔小实蝇飞行有利,干燥或湿度过大均不利于桔小实蝇的飞行活动;光刺激是导致桔小实蝇飞行活动的基本条件,光照强度过弱或过强均不利于桔小实蝇飞行。     

基于生物学核心问题的“鸟类”一节教学探究

从“鸟类为什么善于飞行”这个核心问题出发,组织学生在猜想的基础上设计、完善实验方案并实施实验。通过探究、观察以及利用学具模拟实验,分小组对鸟类适应飞行的结构展开系列研究。在习得知识的同时学会研究问题的方法,促进生物学学科核心素养的形成。     

温湿度对赤拟谷盗成虫飞行能力的影响

本文利用昆虫飞行磨研究了温度和湿度变化对赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)雌、雄成虫飞行能力的影响;分别测定了23℃、26℃、29℃、32℃和35℃等5个温度,45%、65%和85%等3个湿度条件下,赤拟谷盗雌、雄成虫的飞行距离、时间和速度等反应昆虫飞行能力的参数。单次飞行距离、单次飞行时间、单次飞行速度、24 h累计飞行距离及时间分析结果表明,环境温度和湿度对赤拟谷盗雌、雄成虫的飞行能力有不同程度的影响,环境温湿度过高或过低均不利于赤拟谷盗雌、雄成虫飞行;温度为32℃时,赤拟谷盗雌成虫的单次飞行距离、飞行时间、飞行速度、24 h累计飞行距离和飞行时间分别为0.925 m、9.616 s、0.023 m/s、0.979 km和2.886 h;雄成虫的单次飞行距离、飞行时间、飞行速度、24 h累计飞行距离和飞行时间分别为0.638 m、6.035 s、0.014 m/s、0.674 km和3.175 h。在相对湿度45%、65%和85%时,雌成虫的单次飞行时间分别为6.998 s、9.616 s和6.431 s;雄成虫的单次飞行时间分别为3.163 s、6.035 s和0.208 s。飞行速度与相对湿度的关系与飞行时间相似。从飞行能力参数来看,雌虫的飞行能力优于雄虫。     

鸟类骨骼愈合演化可能反映了发育可塑性

<正>《美国科学院院刊》2017年10月9日发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、李志恒与周忠和完成的关于早期鸟类腕掌骨和腰带骨骼愈合的研究,提出作用于这些骨骼愈合的发育过程在鸟类演化早期是多效性的,在鸟类演化后期,这些发育过程可能受到飞行的选择限制而失去了多效性,可能反映了发育可塑性。相比于其它脊椎动物,鸟类骨骼系统最大的特点就是骨骼愈合程度高,以适应飞行的需要。其中最为明显的是手部的远端腕骨和三个掌骨     

枣实蝇成虫飞行能力的测定

【目的】为了明确枣实蝇Carpomya vesuviana Costa成虫飞行扩散能力及相关因子对其飞行能力的影响。【方法】本研究以SUN-FL型智能昆虫飞行信息系统（飞行磨）吊飞方法, 测定了不同日龄、性别的枣实蝇成虫的飞行能力, 并探究了温度对枣实蝇飞行能力的影响。【结果】羽化后12 d左右的枣实蝇飞行能力最强, 雌虫平均飞行距离和最远飞行距离分别为1.037和3.192 km, 雄虫分别为0.943和3.085 km; 枣实蝇飞行能力随着日龄的增加呈现先增强后减弱的趋势; 相同日龄的雌成虫平均飞行距离、平均飞行时间略高于雄虫, 雌、雄虫的平均飞行距离、平均最快飞行速度、平均飞行时间之间没有显著性差异; 环境温度28～34℃为枣实蝇最佳飞行温度区间, 且31℃条件下飞行能力最强。【结论】由此可见, 枣实蝇成虫具有较强的迁飞扩散能力。     

飞行对粘虫体内甘油酯积累与咽侧体活性的影响

研究了粘虫Mythimna separata (Walker)成虫飞行对甘油酯的恢复、保幼激素的滴度及飞行肌降解的影响, 结果表明,不同日龄粘虫的飞行活动对其能源物质的积累及保幼激素分泌产生不同的影响。1日龄蛾的飞行对粘虫这两方面产生的影响最大,其飞行个体能源物质的积累明显高于未飞行的对照个体; 3日龄飞行个体的能源物质积累与对照相当; 但5日龄飞行个体则很难达到对照水平。1日龄飞行个体咽侧体活性在36 h后明显高于对照,60 h后已是对照的10倍,108 h达到其峰值; 3日龄飞行个体咽侧体的活性稍高于对照,但差别不显著; 5日龄飞行个体的咽侧体活性则稍低于对照。不同日龄飞行对飞行肌的降解也产生不同的影响。1日龄飞行个体的飞行肌在飞行后6 天已经明显低于对照。3、5日龄的飞行活动对其飞行肌降解的影响不明显。因此推测,粘虫咽侧体活化的关键时期可能在羽化后1～3 天之间。     

在不同状态和生境复杂度中大蹄蝠回声定位叫声的可塑性

蝙蝠回声定位声波的可塑性对其适应不同状态、生境以及捕食和社会交流具有重要的作用。为进一步研究大蹄蝠的回声定位声波在不同状态和生境下的可塑性,通过室内行为实验,对大蹄蝠在4 种不同状态(室内飞行、静息、布袋内和手持)和4 种不同生境复杂度(室外、室内0 棵树、室内1 棵树、室内5 棵树)条件下飞行的回声定位声波特征进行研究。结果表明:大蹄蝠的回声定位声波为CF - FM 型,通常连续发出2 - 4 个脉冲组成一个脉冲组。对比大蹄蝠在4 种不同状态下的回声定位叫声发现,主频按静息、布袋内、手持、飞行的顺序依次降低,后端FM 频宽则按手持、布袋内、飞行和静息的顺序依次变短;而脉冲间隔和脉冲时程则均按静 息、飞行、布袋内、手持的顺序依次增加。对比大蹄蝠在4 种不同生境复杂度中飞行的回声定位叫声发现,主频按室外、室内0 棵树、室内1 棵树、室内5 棵树依次提高,而脉冲时程及脉冲间隔则依次缩短;室外放飞条件下的后端FM 频宽比室内飞行的短。研究结果说明,大蹄蝠在不同状态、不同生境复杂度条件下的回声定位叫声具有明显的可塑性和生境适应性。     

日龄、性别及线虫侵染对松树蜂飞行能力的影响

【目的】明确松树蜂Sirex noctilio Fabricius雌雄成虫飞行能力随日龄的变化以及线虫Deladenus siricidicola Bedding侵染对松树蜂飞行能力的影响,为研究松树蜂扩散规律及评估线虫防治松树蜂效果提供重要参考资料。【方法】从黑龙江省鹤岗市采集樟子松虫害木,于室内饲养羽化获得松树蜂成虫。利用佳多飞行磨系统对实验种群松树蜂的1、2、3、4、5、6、7、8日龄的雌雄成虫个体分别进行12 h连续吊飞试验,测定其累计飞行距离、累计飞行时间、平均飞行速度。【结果】随日龄增加,松树蜂雌雄成虫在12 h内的累计飞行距离和累计飞行时间呈下降趋势。不同日龄雌成虫的平均飞行速度存在显著差异,随日龄增加,平均飞行速度逐渐下降;不同日龄雄成虫的平均飞行速度无显著差异。不同性别松树蜂飞行能力有差异,雌性相比雄性累计飞行距离和累计飞行时间普遍较高;而不同性别成虫间平均飞行速度未存在显著差异。性别和日龄的互作对松树蜂累计飞行距离的影响达到了显著水平。线虫侵染对雌雄成虫飞行能力(累计飞行距离、累计飞行时间、平均飞行速度)的影响均不显著。【结论】随日龄增加,松树蜂雌雄成虫飞行能力呈下降趋势,雌虫比雄虫的飞行能力较强;线虫侵染对雌雄成虫飞行能力无显著影响。     

大头金蝇的飞行能力

通过飞行磨测定和扩散观察,研究大头金蝇Chrysomya megacephala(Fabricius)的飞行能力。结果表明:雌、雄虫的平均飞行距离、平均最大飞行速度、平均飞行时间间没有显著的差异。大头金蝇的平均飞行距离25℃时达最高,为4·4783km,之后随着温度的进一步增高而逐渐下降;平均飞行时间20℃时最大,为1·2262h;最大飞行速度25℃最大,为1·2210m/s。50%,60%,70%和80%相对湿度的平均飞行距离有显著差异,分别为5·7475,0·7913,0·3850和0·7575km;50%RH的平均飞行时间最长为2·7868h,平均最大飞行速度中80%RH最高,为2·0792m/s。在塑料大棚(长30m)释放大头金蝇呈扇形扩散,最快速度0·3m/s,从一端扩散到塑料大棚的另一端所需时间平均为(2·52±0·63)min,最长需要3·08min,表现出大头金蝇有较强的飞行能力。     

香梨优斑螟飞行能力的研究

香梨优斑螟 Euzophera pyriella Yang是新疆果树重要的蛀果蛀干害虫,严重制约着香梨产业的发展。本研究通过昆虫飞行磨系统测定了香梨优斑螟成虫的飞行能力,结果表明2~5日龄香梨优斑螟飞行能力较强,4日龄飞行能力最强;吊飞14 h,平均飞行距离14.37±1.35 km,平均飞行时间9.40±0.55 h,平均飞行速度1.59± 0.08 km/h 。雄成虫飞行距离显著远于雌成虫,但飞行时间和速度差异不显著。雌雄成虫取食补充营养后飞行能力均有提高,但飞行距离和速度差异不显著。不同交配状态的香梨优斑螟飞行能力测定结果显示,未交配成虫飞行速度和飞行距离均高于已交配成虫,但飞行时间差异不明显。研究结果可为深入阐明香梨优斑螟飞行生物学和扩散机制提供科学依据。     

准噶尔翼龙的生态复原图

读者从这幅画中看到的两只栩栩如生、头大、翼长、身子小的飞行动物就是1964年发现于我国新疆准噶尔盆地乌尔禾地区的准噶尔翼龙,它生活在距今一亿三千万年前的早白垩世,是一种会飞的爬行动物,属翼龙目。翼龙类是中生代时期一种特殊的爬行动物,它们从侏罗纪开始适应飞行,很快发展或分化为多种形态类型,有一部份一直继续生活到白垩纪末期才趋于绝灭,翼龙类差不多有几千万年的历史。准噶尔翼龙的形态特征是头骨上有一独特的波浪状的中稜;上、下颚的前端均向上弯曲而且末端尖锐,这种动物嘴部套有角质的鞘状物,成为有用的武器。牙齿齿冠低,具微向后弯的尖,可能是对捕食鱼类的一种适应。前肢的肱骨很粗壮,桡骨、尺骨相当长;第四     

长期航天飞行心血管保护:问题与挑战

我国即将运行的空间站要求航天员长期驻留太空,航天飞行引发的心血管功能及循环系统调控改变直接影响航天员的健康和工作效能,其中失重是最重要的环境因素.目前人们对短期航天飞行机体的生理变化及适应规律已有一定的经验,但对长期失重所致的心血管变化规律、特征以及相关生理效应发生机制的认识还不够全面和深入,相应的心血管保护措施仍有待完善.阐明及解决上述问题是我国载人航天发展战略的迫切需求.本文综述了失重/模拟失重条件下机体心血管系统的变化、适应特征及相关机制的国内外研究进展,尤其是针对空间站长期微重力环境的心血管效应、现有心血管保护措施以及存在的问题与挑战进行了分析和讨论,希望为我国面向空间站任务长期航天飞行的心血管保护提供借鉴和新思路.     

甘蓝夜蛾Mamestra brassicae Linnaeus飞行能力研究

【目的】测定日龄、性别、交配等因素对农业迁飞性害虫甘蓝夜蛾Mamestra brassicae Linnaeus飞行能力的影响,为其迁飞行为研究和异地测报提供理论依据。【方法】在气温为(24±1)℃、相对湿度为75%±5%的实验室环境下,利用飞行磨系统对甘蓝夜蛾实验室种群1~5日龄未交配个体、已交配的3日龄个体以及野外迁飞种群分别进行连续24 h吊飞测试,记录其累计飞行时间、累计飞行距离、平均飞行速率等参数。【结果】甘蓝夜蛾实验室种群的飞行能力随日龄增长而变化,初羽化时即具有较强的飞行能力,2~3日龄达到峰值,4~5日龄的飞行能力显著下降;雌性甘蓝夜蛾的飞行能力强于雄性甘蓝夜蛾;交配的甘蓝夜蛾平均飞行速率显著小于处女甘蓝夜蛾,但二者的平均飞行时间和飞行距离均无显著差异。此外,渤海湾迁飞种群中晚季节南迁种群的飞行能力显著强于早季节北迁种群和过渡种群。【结论】日龄和交配状态是影响甘蓝夜蛾飞行能力的关键因素。     

哺乳动物滑翔和飞行性状适应性演化研究进展

运动形式的适应性演化与生物的捕食、防御、繁殖和通讯等生存行为紧密相关.哺乳动物演化出的多种多样的运动方式对占领新栖息地和获取新生存资源有着举足轻重的作用,其中滑翔和飞行能力是哺乳动物为适应环境而演化出的特殊运动形式,该类群动物已成为适应性演化研究的热点模型之一.为了适应生存,滑翔和飞行哺乳动物在形态、生理和行为方面都发...     

大帛斑蝶成虫行为学特征

在网室内跟踪观察了大帛斑蝶Idea leuconoe成虫的活动规律。结果表明:适于大帛斑蝶羽化的温度为≥23℃,羽化主要集中在8:00—9:00,羽化当天蝴蝶极少飞行。羽化第2天开始飞行和觅食,飞行活动最早于7:30便开始有活动,最晚于18:40停止活动,阴天则会推迟开始活动时间,提前结束活动时间。雌蝶日飞行有一个高峰期,在10:00—12:00时段内最活跃,雄蝶则在10:00—12:00和14:00—16:00有2个活跃高峰期。羽化后至产卵前的8d中,大帛斑蝶雌蝶总的飞行次数、时间分别为146次和186.23 min,平均每天飞行次数为18次,飞行时间为23.28 min,单次平均飞行时间为1.28 min;雄蝶总的飞行次数、时间分别为131次和114.43 min,平均每天飞行次数16次,飞行时间为14.30 min,单次平均飞行时间为0.87 min。飞行次数和飞行时间在雌雄虫间均无显著性差异(P0.05);而雌、雄虫每天飞行规律有显著性差异(P0.05);蝴蝶种群的飞行次数与飞行时间呈显著正相关(P0.01),飞行次数和单次飞行时间也呈显著正相关(P0.01)。羽化后至产卵前大帛斑蝶雌蝶访花53次,占飞行次数的36.30%;访花时间258.87 min,超过飞行时间139.01%;平均每天访花7次,占飞行次数的38.89%;访花时间32.36 min,单次访花时间4.88 min。雄蝶访花40次,占飞行次数的30.53%;访花时间344.41 min,超过飞行时间300.98%;平均每天访花5次,占飞行次数的31.25%;访花时间43.05 min,单次访花时间8.61 min。访花次数和访花时间在雌雄虫间无显著性差异(P0.05),雌、雄虫的每天访花规律有显著差异(P0.05)。蝴蝶种群的访花次数与访花时间呈显著正相关(P0.01)。交配出现在羽化后的第6天,主要发生在12:00—16:00时段内,大部分蝴蝶交配持续时间很长,雌雄蝶均可多次交配。雌蝶最早于交配完第2天产卵,卵散产于叶背,产卵可持续2—3个月。     

褐飞虱的飞翔能力

利用飞行磨(flight mill)装置对褐飞虱的飞行能力进行测试的结果表明:褐飞虱雌虫卵巢发育在Ⅰ级末期至Ⅱ级初期时飞行能力最强。种群持续飞行超过50分钟以上的个体比例占47.7%,起始飞行的低温阈值为13.2±0.8℃,最适于飞行的温度范围在22—26℃,高湿有利于飞行;当风速小于1.63米·秒^-1时,可作逆风飞行,超越此值则仅作顺风飞行;光照强度对持续飞行无明显影响。褐飞虱持续飞行后由于能量的消耗体重明显下降。     

不同日龄及交配前后小菜蛾飞行能力

国内外研究表明小菜蛾Plutella xylostella(L.)具有迁飞现象。飞行能力的测定是了解其迁飞规律的重要基础。本研究利用飞行磨对不同日龄以及交配前后的小菜蛾飞行能力进行了研究。结果表明,不同日龄的小菜蛾雌虫飞行能力有差异,第1日龄飞行能力最弱,第3日龄飞行能力最强,12 h内最大飞行距离为10 546 m,最长飞行时间为11.613 h;不同日龄的雄虫的飞行能力差异不明显,最大飞行距离为13 191 m,最长飞行时间为12h;交配与否对雌雄虫的飞行能力的影响不明显。吊飞对小菜蛾的寿命及繁殖能力有较大的影响,吊飞后的寿命缩短,产卵量减少;吊飞前交配与否对存活及繁殖能力的影响不显著。     

意大利蝗Calliptamus italicus(L.)飞行能力的研究

【目的】明确意大利蝗Calliptamus italicus(L.)飞行能力,丰富意大利蝗迁飞生物学,提高预测预报水平。【方法】2014年6—9月间利用昆虫飞行磨测定意大利蝗的飞行能力,研究其不同日龄、卵巢发育等级的飞行能力。【结果】白日(8:00—20:00),意大利蝗雌成虫自2日龄开始飞行,至6日龄(飞行时间18.22 min,飞行距离231.01 m,飞行速度12.59 m·min-1,飞行百分比76.00%)飞行能力达显著最高(P<0.05),6~10日龄飞行能力逐渐降低;雄成虫2日龄的飞行能力显著最高(P<0.05),其飞行时间、飞行距离、飞行速度和飞行百分比分别为0.64 min、13.34 m、15.70 m·min-1、14.29%,2~10日龄的飞行能力逐渐降低。不同等级卵巢与不同日龄的飞行能力的变化规律一致,其中Ⅱ级卵巢(6日龄)的飞行能力显著最高(P<0.05)。【结论】意大利蝗乌鲁木齐地理种成虫具有一定的飞行能力。