最新國家開放大學電大《科學與技術（本）》形考任務2試題及答案

形考任務二

一、填空題（每題1分，共10分）

1.原子的范圍是_

10-10

_m。

2.原子核的范圍是10-14

m。

3.夸克的的范圍10-20

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、原子核聚變。

5.在原子能三種釋放形式中，其中利用最多是核裂變？

6.核電站是利用核聚變鏈式反應所放出的核能，驅動汽輪發電機組進行發電的設施。

７.三大合成高分子材料是塑料、合成纖維、合成橡膠。

８.分子生物學誕生的標志是

DNA螺旋結構的分子模型的確立。

９.蛋白質的基本結構單位是氨基酸。

10.核酸的基本單位是核氨酸。

二、名詞解釋（每題3分，共18分）

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量與正電荷。

2.核能

是由原子核的變化釋放出的能量。

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.超導材料

是能產生電阻趨近于零現象的材料，稱為“超導材料”。

5.細胞全能性

在多細胞生物中每個體細胞的細胞核具有個體發育的全部基因，只要條件許可，都可發育成完整的個體。

6.基因工程

又稱為重組DNA技術，是按著人們的科研或生產需要，在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的遺傳物質（DNA片段），在體外切割，拼接形成重組DNA,然后將重組DNA與載載體的遺傳物質重新組合，再將其引入到沒有該DNA的受體細胞中，進行復制和表達，生產出符合人類需要的產品或創造出生物的新性狀，并使之穩定地遺傳給下一代。

三、簡答題（每題7分，共21分）

愛因斯坦質能關系式說明了什么？

答：愛因斯坦在關于狹義相對論的第二篇短文中論述了質量與能量的關系△

E＝（△m）c式中的E為能量，m為質量，c為光速。光的速度為c=3×10

km/s,是一切物質運動速度的最大極限。從公式中可以看出，物體的能量每增加△E，相應的慣性質量也必定增加△m＝△E/c??；反之，每減少△m的質量，就意味著釋放出△E＝（△m）c的巨大能量。也就是說：質量與能量是等價的，是可以相互轉化的，少量的質量能夠轉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。

答：生物技術也成為生物工程，它是在分子生物學、細胞生物學生物化學等的理論基礎上，建立起來的一個綜合性技術體系。生物技術可分為傳統生物技術和現代生物技術兩大類，傳統生物技術是應用發酵、雜交育種等傳統的方法來獲得需要的產品，現代生物技術是以生物化學或分子生物學方法或分子生物學方法改變細胞或分子的性質而獲得需要的產品。這也是我們一般所認為的生物技術。隨著顯微鏡的發明和微生物的發現，二戰期間抗生素的特殊需求，DNA雙螺旋結構的發現，現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，標志著現代生物技術的正式誕生。

根據操作的對象和技術，現代生物工程一般包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程，其中，基因工程技術是現代生物技術的核心技術。

簡述現代化學發展的特點。

答：研究層面由由宏觀向微觀發展;

研究方法由定性向定量發展；

研究對象由靜態向動態發展；

研究結果由描述性向推理發展。

這些特點表明了現代化學總的發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，現代化學從自身產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？

答：核能是高效的能源，一千克天然鈾所能夠發出的電量是同量木材，煤，石油等燃料所發電量的萬倍以上，也是太陽能，水能等天然能源發電量的萬倍以上。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生的污染要比一座同功率的燃煤電站所產生的污染要小得多。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、總容積小是其基本特點。

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，不會發生類似原子彈的爆炸現象。核電站的乏燃料中的放射性物質被層層包圍在包殼，壓力殼和安全殼三道屏障內，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（烏克蘭境內）切爾諾貝利事故，是由于人為的操作不當造成的，總結這些經驗教訓，核電站的安全乃是有充分保證的。

綜上所述：我們可以相信核電是高效，清潔和安全的能源

當代新材料發展方向是什么？

答：隨著社會的進步，人類總是不斷地對材料提出新的要求。當今新材料的發展有以下幾點：

1．結構與功能相結合，人們開發一種新材料，首先要求材料具有結構上的作用，其次還要求具有特定的功能或者具有多功能，即新材料應是結構和功能上的較完美的結合。

2．智能型材料的開發，所謂智能型是要求材料本身具有一定的“感知”也就是具有自我調節和反饋的能力，猶如具有模仿生命體系的作用，即具有敏感又有驅動的雙重功能。

3．少污染或不污染環境。新材料在開發和使用過程中，甚至費棄后，應盡可能少的對換及產生污染。

4.能再生。為了保護和充分利用地球上的自然資源，開發可再生材料是首選。

5.節約能源。開發新材料要考慮節約能源，對制作過程能耗較少的，或者新材料本身能幫助節能的，或者有利于能源的開發和利用的新材料優先開發。

6.長壽命。新材料應有較長的壽命，即應用的時間較長，在使用的過程中少維修或盡可能不維修。

總之新材料的發展是一個不斷的創新過程，在新世紀里，我們要加強材料科學的基礎研究，依托新理論、新構思、新設想、新工藝，創造更多、更新的材料，推動我國的社會主義經濟建設。

目前生物技術的應用主要在哪幾個方面？試舉例三個方面。

答：伴隨著生命科學的新突破，現代生物技術已經廣泛地應用于工業、農牧業、醫藥、環保等眾多領域，產生了巨大的經濟和社會效益。

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，是現代新材料發展的重要途徑之一。

首先，生物技術使一些廢棄的生物材料變廢為寶。

其次，生物技術為大規模生產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，其強度大約是鋼材的5倍，而可塑性比鋼材高30%，可用于生產防彈背心、降落傘等輕而堅固的用品，但是我們無法像養蠶一樣飼養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入細菌獲得表達，產生的蛛絲蛋白與蜘蛛絲中的蛋白質相同，有可能通過發酵途徑大量生產。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，這種轉基因山羊產出的奶便含有了能制造蜘蛛絲的蛋白質，然后利用特殊的溶劑，就可以從羊奶中“抽出”連續不斷的纖維，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優質的“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基礎之一，是社會經濟發展的原動力。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，另一方面能開發更多可再生能源，因而生物技術與能源的研究及開發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。微生物在油層中發酵產生大量酸性物質，降低了原油的粘度，使其容易流動，微生物還可產生氣體，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，經細菌發酵后，井內壓力增加，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。地球上每年生產出的纖維物質，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，就足夠滿足全球對能源的需求量了，這就是生物質能的利用。完成這一使命的是發酵工程。這些纖維物質，都是由纖維素、半纖維素、木質素這三種成分組成的，除了木質素另有用途之外，纖維素和半纖維素可以分別進入發酵罐，采用不同的微生物來進行發酵。農業是世界上規模最大和最重要的產業，即使在發達國家如美國，其農業總產值也占國民生產總值的20%以上。現代生物技術越來越多地運用于農業中，使農業經濟達到高產、高質、高效的目的。

(1)農作物和花卉生產

生物技術應用于農作物和花卉生產的目標，主要是提高產量、改良品質和獲得抗逆植物。首先，生物技術既能提高作物產量，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。例如，植物收獲后往往在轉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揮了重要作用。所謂抗逆作物，是指能耐受不良環境的作物，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生了抗藥性，而且污染了環境，用基因工程方法培育出的抗蟲害作物，不需施用農藥，即提高了種植的經濟效益，又保護了我們的環境。（2）畜禽生產

生物技術用于畜禽生產的目標，與農作物類似，主要是獲得高產優質的畜禽產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，提供優質的肉、奶、蛋產品。

其次，生物技術可以培育抗病的畜禽品種，減少飼養業的風險。利用轉基因的方法，可以培育出抗病動物，這就可以大大減少牲畜瘟疫的發生，保證牲畜健康，也保證人類健康。

20世紀80年代美國農業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，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，這種轉基因雞對致癌性白血病病毒感染具有高度抵抗力。（3）農業新領域

傳統意義上的農業是向我們提供食物和工業原料，然而，由于生物技術的飛速發展，使農業的生產領域有了新的拓展。基因工程不僅提高了農牧產品的產量和質量，而且一些轉基因植物和動物有了遠遠超出僅供食用的價值——生產藥物。利用轉基因植物生產疫苗是目前的一個研究熱點。科研人員希望能用食用植物表達疫苗，人們通過食用這些轉基因植物就能達到接種疫苗的目的，這樣既方便又能節省大量費用。目前已經在轉基因煙草中表達出了乙型肝炎疫苗，轉基因馬鈴薯、番茄等也都已用來進行生產疫苗的研究。

利用轉基因動物生產藥用蛋白同樣是目前的研究熱點。科學家已經培育出多種轉基因動物，它們的乳腺能特異性地表達外源目的基因，因此從它們產的奶中能獲得所需的蛋白質藥物，這種生產蛋白質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）

1.在“朋友圈”做一調查，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）

2.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。科學技術對人類生活的影響體現在諸多方面，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生活，提高人類生活質量的改善提供了巨大的幫助，電腦、電話、汽車等現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。現代生物科技在我國已經得到了長足的發展，在基因組和蛋白質組、干細胞、生物信息、生物醫藥、生物育種等前沿領域的原始創新能力不斷提升，而生物科技對生活的影響也是深遠的。

科技不單單改變了我們的衣、食、住、行，更是改變了我們的各個方面，改變了我們農業的發展，醫療技術的革新，通訊技術的提高，使得我們的生活更加的方便、快捷、幸福。科技使醫療技術迅猛發展，醫療環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，現在都順利的成功的治療了，現在發達的醫療技術，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。可現在，不僅有電話手機之類可以隨時報告行蹤，還有電腦、網絡、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量，但我們也無法阻擋科技負面影響的產生。現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，依賴其飛速的發展也使我們成為了現代科技的一部分，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代發達的、時刻陪伴人們左右的信息網絡科技了。

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，很多人已經不習慣手寫了，而用WORD處理的文件或信件經常不準確或漏字。”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的事情，走上犯罪的道路；長期上網會引發青少年網絡孤獨癥，人際情感淡漠，對現實社會產生不認可甚至逃避的心理，誘發青少年的雙重人格障礙，使青少年變得孤獨、敏感、憂郁、警覺、不服從社會規范，甚至出現精神障礙、自殺等情況；在網絡環境下，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，社會的發展很明顯需要高科技來推動，不能完全否認高科技，現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，同時調整好心態，克服對高科技產品的依賴性，有意識地去使用它們，掌握生活的主動權，減小高科技產品對自己生活的消極影響。

科學技術的進步已經為人類創造了巨大的物質財富和精神財富。隨著知識經濟時代的到來，科學技術永無止境的發展及其無限的創造力，必定還會繼

續為人類文明作出更加巨大的貢獻。