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一、填空題 （每題 1 分，共 10 分）（如果以附件形式提交，請在輸入框中輸入 “見附件”）1．原子的范圍是________m。2.原子核的范圍是________m。3.夸克的的范圍________m。4．原子能釋放的方式有三種，分別是原子核衰變、________、原子核聚變。5.在原子能三種釋放形式中，其中利用最多是________？6．核電站是利用________ 反應所放出的核能，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的設施。７．三大合成高分子材料是塑料、合成纖維、 。８．分子生物學誕生的標志是 。 ９．蛋白質(zhì)的基本結構單位是 。10.核酸的基本單位是 。1.10-10 2.10-14 3.10-20 4.核裂變 5.核裂變 6.核聚變鏈式 7.合成橡膠 8.1953 年沃森、克里克提出的 DNA 雙螺旋結構 9.氨基酸 10.核苷酸二、名詞解釋（每題 3 分，共 18 分）（如果以附件形式提交，請在輸入框中輸入 “見附件”）1．原子核2．核能3．納米材料4．超導材料5．細胞全能性6．基因工程1.原子核是原子中非常小的核心部分，幾乎集中了原子的全部質(zhì)量與正電荷。2.核能(或稱原子能)是在原子核變化過程中，從變化前后原子核質(zhì)量虧損的質(zhì)量差轉(zhuǎn)化來的。3.納米材料就是用特殊的方法將材料顆粒加工到納米級（10-9 米），再用這種超細微粒子制造人們需要的材料。4.能產(chǎn)生電阻趨近于零現(xiàn)象的材料，稱為“超導材料” 。5.細胞的全能性指每一個細胞中都包含著產(chǎn)生一個完整集體的全套基因，在適宜條件下，能形成一個新的個體。6.基因工程是指在基因水平上，采用與工程設計十分類似的方法，按照人類的需要進行設計，然后按設計方案創(chuàng)建出具有某種性的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代。三、簡答題（每題 7 分，共 21 分）（如果以附件形式提交，請在輸入框中輸入 “見附件”）愛因斯坦質(zhì)能關系式說明了什么？愛因斯坦在關于狹義相對論的第二篇短文中論述了質(zhì)量與能量的關系△ E＝（△m）c式中的 E 為能量，m 為質(zhì)量，c 為光速。光的速度為 c=3×10 km/s,是一切物質(zhì)運動速度的最大極限。（8 分）從公式中可以看出，物體的能量每增加△E，相應的慣性質(zhì)量也必定增加△m＝△E/c ；反之，每減少△m 的質(zhì)量，就意味著釋放出△E＝（△m）c 的巨大能量。也就是說：質(zhì)量與能量是等價的，是可以相互轉(zhuǎn)化的，少量的質(zhì)量能夠轉(zhuǎn)換為十分巨大的能量。這是一個驚天動地的理論，它揭開了宇宙的一個巨大奧妙，為核能的利用奠定了理論基礎。因此，這一質(zhì)能關系公式被后人稱為“改變世界的方程” 。簡述生物技術的定義與范圍。生物技術是應用自然科學及工程學的原理，依靠微生物、動物、植物細胞及其產(chǎn)生的活性物質(zhì)，作為某種化學反應的執(zhí)行者，將原料進行加工成某種產(chǎn)品來為社會服務的技術。通俗地說，生物技術就是利用生物（動物、植物或微生物）或其產(chǎn)物，來生產(chǎn)對人類有用的物質(zhì)或生物。生物技術并不完全是一門完全新興的技術，按歷史發(fā)展和使用方法的不同，生物技術可分為傳統(tǒng)生物技術和現(xiàn)代生物技術兩大類。傳統(tǒng)生物技術是應用發(fā)酵、雜交育種等傳統(tǒng)的方法來獲得需要的產(chǎn)品?，F(xiàn)代生物技術是以生物化學或分子生物學方法改變細胞或分子的性質(zhì)而獲得需要的產(chǎn)品。這也是我們一般所認為的生物技術。隨著顯微鏡的發(fā)明和微生物的發(fā)現(xiàn)，二戰(zhàn)期間抗生素的特殊需求，DNA 雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代生物技術的雛形逐步形成，20 世紀 70 年代DNA 體外重組的成功，標志著現(xiàn)代生物技術的正式誕生。根據(jù)操作的對象和技術，現(xiàn)代生物工程一般包括基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程，其中，基因工程技術是現(xiàn)代生物技術的核心技術。 簡述現(xiàn)代化學發(fā)展的特點?，F(xiàn)代化學發(fā)展有如下特點:研究層面由宏觀向微觀發(fā)展；研究方法由定性向定量發(fā)展；研究對象由靜態(tài)向動態(tài)發(fā)展；研究結果由描述性向推理性發(fā)展。這些特點表明了現(xiàn)代化學總的發(fā)展趨勢是既高度分化又高度綜合。一方面，在高度分化的趨勢下，現(xiàn)代化學從自身產(chǎn)生了很多新的化學學科分支，如：無機固體化學、配合物化學、分子動力學等。另一方面，化學又與其他自然科學相互滲透交叉，產(chǎn)生了一系列新的邊緣科學，如：量子化學、核化學、生物化學、地球化學等。四、論述題（每題 12 分，共 36 分）為什么說核能是高效、清潔和安全的能源？1.核能是高效的能源，一千克天然鈾所能夠發(fā)出的電量是同量木材，煤，石油等燃料所發(fā)電量的萬倍以上，也是太陽能，水能等天然能源發(fā)電量的萬倍以上。2.核能是清潔的能源，一座的核電站每年卸出的燃燒后的乏燃料所產(chǎn)生的污染要比一座同功率的燃煤電站所產(chǎn)生的污染要小得多。當然，由于核電站的乏燃料都是放射性元素，處理時要解決特殊的科學技術問題。但總量少、總?cè)莘e小是其基本特點。3.核能是安全的能源，核電站和原子彈所用的核燃料濃度不同，工作原理不同，不會發(fā)生類似原子彈的爆炸現(xiàn)象。核電站的乏燃料中的放射性物質(zhì)被層層包圍在包殼，壓力殼和安全殼三道屏障內(nèi)，不會釋放出來危害人類和生物。歷史上的美國三里島事故和前蘇聯(lián)（烏克蘭境內(nèi)）切爾諾貝利事故，是由于人為的操作不當造成的，總結這些經(jīng)驗教訓，核電站的安全乃是有充分保證的。當代新材料發(fā)展方向是什么？隨著社會的進步，人類總是不斷地對材料提出新的要求。當今新材料的發(fā)展有以下幾點：（1）結構與功能相結合。即新材料應是結構和功能上較為完美的結合。（2）智能型材料的開發(fā)。所謂智能型是要求材料本身具有一定的模仿生命體系的作用，既具有敏感又有驅(qū)動的雙重的功能。（3）少污染或不污染環(huán)境。新材料在開發(fā)和使用過程中，甚至廢棄后，應盡可能少對環(huán)境產(chǎn)生污染。（4）能再生。為了保護和充分利用地球上的自然資源，開發(fā)可再生材料是首選。（5）節(jié)約能源。對制作過程能耗較少的，或者新材料本身能幫助節(jié)能的，或者有利于能源的開發(fā)和利用的新材料優(yōu)先開發(fā)。（6）長壽命。新材料應有較長的壽命，在使用的過程中少維修或盡可能不維修。目前生物技術的應用主要在哪幾個方面？試舉例三個方面。伴隨著生命科學的新突破，現(xiàn)代生物技術已經(jīng)廣泛地應用于工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等眾多領域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。生物技術在材料方面的應用材料是一個社會經(jīng)濟建設的重要支柱之一，通過生物技術構建新型生物材料，是現(xiàn)代新材料發(fā)展的重要途徑之一。首先，生物技術使一些廢棄的生物材料變廢為寶。其次，生物技術為大規(guī)模生產(chǎn)一些稀缺生物材料提供了可能。例如，蜘蛛絲是一種特殊的蛋白質(zhì)，其強度大約是鋼材的 5 倍，而可塑性比鋼材高 30%，可用于生產(chǎn)防彈背心、降落傘等輕而堅固的用品，但是我們無法像養(yǎng)蠶一樣飼養(yǎng)蜘蛛而獲得大量的蜘蛛絲。美國懷俄明大學的一個研究小組將編碼蛛絲蛋白的基因轉(zhuǎn)入細菌獲得表達，產(chǎn)生的蛛絲蛋白與蜘蛛絲中的蛋白質(zhì)相同，有可能通過發(fā)酵途徑大量生產(chǎn)。而加拿大研究人員將蛛絲蛋白的基因在山羊的乳腺細胞中成功表達，這種轉(zhuǎn)基因山羊產(chǎn)出的奶便含有了能制造蜘蛛絲的蛋白質(zhì)，然后利用特殊的溶劑，就可以從羊奶中“抽出”連續(xù)不斷的纖維，這種纖維在機械強度上可以和真正的蜘蛛絲媲美。因此，用這種“活體生物反應器”同樣有可能大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的“蛛絲蛋白” 。生物技術在能源方面的應用能源是人類生存的物質(zhì)基礎之一，是社會經(jīng)濟發(fā)展的原動力。能源分為不可再生能源（如石油、天然氣、煤）和可再生能源（如太陽能、風能、生物質(zhì)能等） ，生物技術一方面能提高不可再生能源的開采率，另一方面能開發(fā)更多可再生能源，因而生物技術與能源的研究及開發(fā)備受世界各國的重視。首先，生物技術提高了石油開采的效率。在石油開采過程中，石油通過油層的壓力自發(fā)地沿著油井的管道向上噴出，但通過這種方式開采到的油量只有油田總儲量的 1/3 左右。二次采油常用的方法是強化注水以提高油層的壓力，此外，也利用微生物進行二次采油。微生物在油層中發(fā)酵產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，降低了原油的粘度，使其容易流動，微生物還可產(chǎn)生氣體，增加地層壓力，這兩方面都提高了采油率。美國德克薩斯州一口 40 年井齡的油井中，加入蜜糖和微生物混合物，然后封閉，經(jīng)細菌發(fā)酵后，井內(nèi)壓力增加，出油量提高近 5 倍。其次，生物技術為新能源的利用開辟了道路。地球上每年生產(chǎn)出的纖維物質(zhì)，也就是那些稻草、麥稈、玉米秸、灌木、干草、樹葉等等，只要拿出 5％來，加以合理的利用，就足夠滿足全球?qū)δ茉吹男枨罅苛耍@就是生物質(zhì)能的利用。完成這一使命的是發(fā)酵工程。這些纖維物質(zhì)，都是由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素這三種成分組成的，除了木質(zhì)素另有用途之外，纖維素和半纖維素可以分別進入發(fā)酵罐，采用不同的微生物來進行發(fā)酵。生物技術在農(nóng)業(yè)方面的應用農(nóng)業(yè)是世界上規(guī)模最大和最重要的產(chǎn)業(yè)，即使在發(fā)達國家如美國，其農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值也占國民生產(chǎn)總值的 20%以上?，F(xiàn)代生物技術越來越多地運用于農(nóng)業(yè)中，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟達到高產(chǎn)、高質(zhì)、高效的目的。(1)農(nóng)作物和花卉生產(chǎn)生物技術應用于農(nóng)作物和花卉生產(chǎn)的目標，主要是提高產(chǎn)量、改良品質(zhì)和獲得抗逆植物。首先，生物技術既能提高作物產(chǎn)量，還能快速繁殖花卉。例如，由我國科學家袁隆平培育成功的雜交水稻使水稻的產(chǎn)量有了大幅度的提高，為解決我國和世界的糧食問題作出了巨大的貢獻。其次，生物技術還能改良作物品質(zhì)。例如，植物收獲后往往在轉(zhuǎn)運和貯藏過程中造成損失，過軟的水果和蔬菜容易破損，并且過熟后失去原味。利用生物技術延緩植物的成熟，就可以克服這些問題。 第三，生物技術在培育抗逆作物中發(fā)揮了重要作用。所謂抗逆作物，是指能耐受不良環(huán)境的作物，包括抗蟲害、病毒、除草劑、干旱、鹽堿等的作物。例如，化學殺蟲劑的長期和大量使用不僅使許多害蟲產(chǎn)生了抗藥性，而且污染了環(huán)境，用基因工程方法培育出的抗蟲害作物，不需施用農(nóng)藥，即提高了種植的經(jīng)濟效益，又保護了我們的環(huán)境。（2）畜禽生產(chǎn)生物技術用于畜禽生產(chǎn)的目標，與農(nóng)作物類似，主要是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的畜禽產(chǎn)品和提高畜禽的抗病能力。首先，生物技術不僅能加快畜禽的繁殖和生長速度，而且能改良畜禽的品質(zhì)，提供優(yōu)質(zhì)的肉、奶、蛋產(chǎn)品。其次，生物技術可以培育抗病的畜禽品種，減少飼養(yǎng)業(yè)的風險。利用轉(zhuǎn)基因的方法，可以培育出抗病動物，這就可以大大減少牲畜瘟疫的發(fā)生，保證牲畜健康，也保證人類健康。20 世紀 80 年代美國農(nóng)業(yè)研究局的兩位科學家，將禽類白血病病毒的一種弱型基因注入白色力行雞體內(nèi)，改良后的力行雞，已能繁殖后代，其后代也能獲得這種病毒基因，這種轉(zhuǎn)基因雞對致癌性白血病病毒感染具有高度抵抗力。（3）農(nóng)業(yè)新領域傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)是向我們提供食物和工業(yè)原料，然而，由于生物技術的飛速發(fā)展，使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)領域有了新的拓展?；蚬こ滩粌H提高了農(nóng)牧產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且一些轉(zhuǎn)基因植物和動物有了遠遠超出僅供食用的價值 ——生產(chǎn)藥物。利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗是目前的一個研究熱點?？蒲腥藛T希望能用食用植物表達疫苗，人們通過食用這些轉(zhuǎn)基因植物就能達到接種疫苗的目的，這樣既方便又能節(jié)省大量費用。目前已經(jīng)在轉(zhuǎn)基因煙草中表達出了乙型肝炎疫苗，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯、番茄等也都已用來進行生產(chǎn)疫苗的研究。利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥用蛋白同樣是目前的研究熱點。科學家已經(jīng)培育出多種轉(zhuǎn)基因動物，它們的乳腺能特異性地表達外源目的基因，因此從它們產(chǎn)的奶中能獲得所需的蛋白質(zhì)藥物，這種生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物的方式叫做乳腺生物反應器。目前，國外在乳腺生物反應器技術研究上取得了巨大的進展，例如英國愛丁堡制藥公司已培育成功含 α-1-抗胰蛋白酶（AAT）的轉(zhuǎn)基因羊，每升羊奶中會有此種蛋白 30 克，ATT 用于治療囊性纖維化和肺氣腫。五、小論文（二選一，15 分）（如果以附件形式提交，請在輸入框中輸入 “見附件”）1. 在“朋友圈”做一調(diào)查，說明生物技術在生活中的應用。（至少 3 例，800 字以上）2.用關鍵詞“高科技、新材料、新生活”寫一篇心得文章。（ 800 字以上）高科技新材料給生活帶來的兩面性眾所周知，科技是第一生產(chǎn)力，放眼古今中外，人類社會的每一項進步，都伴隨著科學技術的進步?？茖W技術對人類生活的影響體現(xiàn)在諸多方面，有利亦有弊。一方面，科學技術的進步和普及，為人類提供新的認識外部世界和自身的途徑，帶來巨大的利益和效益，為人類提供了傳播思想文化的新手段，更新人們的思想觀念，破除迷信等具有重要意義。同時對于豐富人類的物質(zhì)生活，提高人類生活質(zhì)量的改善提供了巨大的幫助，電腦、電話、汽車等現(xiàn)代人類生存的必需品，給人類生活帶來了極大的便利。另一方面，人類在享受科學技術帶來的眾多便利的同時，也深刻的認識到科技對生活帶來的負面影響， 給我們帶來的問題似乎同樣越來越讓我們難以承受，越來越讓我們陷入一種難以自拔的生存困境，甚至不得不讓我們付出成倍的代價和加倍的回補，才能平復那些提高和改善背后的塌陷和毀損。一 科學技術給人類生活帶來的正面影響。生物科技給人類生活帶來的好處?，F(xiàn)代生物科技在我國已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，在基因組和蛋白質(zhì)組、干細胞、生物信息、生物醫(yī)藥、生物育種等前沿領域的原始創(chuàng)新能力不斷提升，而生物科技對生活的影響也是深遠的?？萍疾粏螁胃淖兞宋覀兊囊隆⑹?、住、行，更是改變了我們的各個方面，改變了我們農(nóng)業(yè)的發(fā)展，醫(yī)療技術的革新，通訊技術的提高，使得我們的生活更加的方便、快捷、幸福。 科技使醫(yī)療技術迅猛發(fā)展，醫(yī)療環(huán)境也得到了很好的改善，挽救了大量生命垂危的病人，人類的平均壽命也得到了提高，以前人們認為的絕癥，現(xiàn)在都順利的成功的治療了，現(xiàn)在發(fā)達的醫(yī)療技術，也可以是那些看不見光明的盲人，得以重見陽光。 科技也使通訊技術得到了飛躍的提高，因為通訊技術的高速發(fā)展，就算是遠隔萬里，也能通過視頻看見對方，所以就有了“地球村” 的說法。以前飄洋過海是多么辛酸的事，因為距離的遙遠，使人們不知道何年何月才能在見上一面?？涩F(xiàn)在，不僅有電話手機之類可以隨時報告行蹤，還有電腦、網(wǎng)絡、視頻可以隨時傳遞圖象，遠在大洋彼岸的家人也馬上能知道。 科技改變了一切，大到一個國家，小到我們每一個人的生活，它改變了人類的歷史，使人們邁向更高的文明，我們應該感謝它，但是當人們在享受科技帶來的巨大好處的同時，也逐漸意識到科技是一枚雙刃劍。 二科學技術給人類生活帶來的負面影響。任何事物都具有兩面性，科技同樣也是一把雙刃劍。我們感謝科技豐富了我們的生活，提高了我們的生活質(zhì)量，但我們也無法阻擋科技負面影響的產(chǎn)生。現(xiàn)代科技給我們提供了我們所需求的東西，而沉溺其帶來的便利使我們失去了很多選擇的機會和能力，依賴其飛速的發(fā)展也使我們成為了現(xiàn)代科技的一部分，被工具化和模式化。要說對人類日常生活的負面影響，相信令人們感觸最深的就是現(xiàn)代發(fā)達的、時刻陪伴人們左右的信息網(wǎng)絡科技了。電腦。許多年青人有一種錯誤的觀念，他們只需每天坐在電腦前工作即可，很多人已經(jīng)不習慣手寫了，而用 WORD 處理的文件或信件經(jīng)常不準確或漏字。 ”正是這些高科技的設備，使我們喪失了一些基本的能力。網(wǎng)絡。制造的垃圾信息，對青少年的消極影響尤為嚴重。主要體現(xiàn)在：可能造成青少年信仰的缺失或價值觀的多元化，影響青少年正確的人生觀、價值觀的形成，引起青少年道德意識弱化、社會責任感下降，甚至極容易使青少年做出一些違反常規(guī)的事情，走上犯罪的道路；長期上網(wǎng)會引發(fā)青少年網(wǎng)絡孤獨癥，人際情感淡漠，對現(xiàn)實社會產(chǎn)生不認可甚至逃避的心理，誘發(fā)青少年的雙重人格障礙，使青少年變得孤獨、敏感、憂郁、警覺、不服從社會規(guī)范，甚至出現(xiàn)精神障礙、自殺等情況；在網(wǎng)絡環(huán)境下，青少年交往的對象、身份都不確定，這就減弱了青少年的社會角色的獲得能力，網(wǎng)絡交往的虛擬性、自由性，很容易導致人們行為的普遍失范，不利于青少年的社會化，甚至導致青少年社會化的失敗。三、科學合理的利用科技，使之真正造福人類。雖然我們討論了科技給人類帶來的負面影響，但我們必須承認，社會的發(fā)展很明顯需要高科技來推動，不能完全否認高科技，現(xiàn)代生活離不開高科技。我們所能做的，就是科學合理的利用科技，使之真正造福人類。首先，要有正確的價值觀。高科技只是一種手段，問題不在于高科技本身，而在于你如何去運用它。所以，我們所需要思考的是該如何平衡高科技與工作生活的關系，該怎樣盡量減少對高科技產(chǎn)品的依賴，保持自我。其次，每個人都要從自我做起，從點滴做起。真正認清科技利與弊，認識科技的重要性，宣揚和利用高科技帶給我們的正面影響，熱愛并尊重科技，學好并利用好科技，同時調(diào)整好心態(tài)，克服對高科技產(chǎn)品的依賴性，有意識地去使用它們，掌握生活的主動權，減小高科技產(chǎn)品對自己生活的消極影響?？茖W技術的進步已經(jīng)為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富和精神財富。隨著知識經(jīng)濟時代的到來，科學技術永無止境的發(fā)展及其無限的創(chuàng)造力，必定還會繼續(xù)為人類文明作出更加巨大的貢獻。