【推薦】2018年電大《科學(xué)與技術(shù)》形考2

1、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(yīng)所放出的核能，驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電的設(shè)施。 7.三大合成高分子材料是塑料、合成纖維、。 8 .分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志是。 9 .蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是。 10.核酸的基本單位是。 1.10-10 2.10-143.10-204.核裂變 5.核裂變 6.核聚變鏈?zhǔn)?.合成橡膠8.1953年沃森、 克里克提出

2、的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)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(dǎo)材料 5.細(xì)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(xì)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(dǎo)材料”。 5. 細(xì)胞的全能性指每一個細(xì)胞中都包含著產(chǎn)生一個完整集

3、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(shè)計十分類似的方法，按照人類的需要進(jìn)行設(shè)計，然后按設(shè)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(guān)系式說明了什么？ 愛因斯坦在關(guān)于狹義相對論的第二篇短文中論述了質(zhì)量與能量的關(guān)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=3X10 km/s,是一切物質(zhì)運(yùn)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(yīng)的慣性質(zhì)量也必定增加m = E/

4、c ;反之，每減少厶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(chǔ)。因此，這一質(zhì)能關(guān)系公式被后人稱為改變世界的方程”。 簡述生物技術(shù)的定義與范圍。 謝謝大家支持 生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動物、植物細(xì)胞及其產(chǎn)生的活性物質(zhì)，作為某種化學(xué)反 應(yīng)的執(zhí)行者，將原料進(jìn)行加工成某種產(chǎn)品來為社會服務(wù)的技術(shù)。通俗地說，生物技術(shù)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(shù)并

5、不完全是一門完全新興的技術(shù)，按歷史發(fā)展和使用方法的不同，生物技術(shù)可分為傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代 生物技術(shù)兩大類。 傳統(tǒng)生物技術(shù)是應(yīng)用發(fā)酵、雜交育種等傳統(tǒng)的方法來獲得需要的產(chǎn)品。 現(xiàn)代生物技術(shù)是以生物化學(xué)或分子生物學(xué)方法改變細(xì)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(rèn)為 的生物技術(shù)。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(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代 生物技術(shù)的雛形逐步形成， 20世紀(jì)70年代DNA體外重組的成功，標(biāo)志著現(xiàn)代生物技術(shù)的正式誕生。 根據(jù)操作的對象和技術(shù)，現(xiàn)代生物工程一般包括基因工程、細(xì)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(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心

6、技術(shù)。 簡述現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)。 現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展有如下特點(diǎn)：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(jié)果由描述性向推理性發(fā)展。 這些特點(diǎn)表明了現(xiàn)代化學(xué)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(xué)從自 身產(chǎn)生了很多新的化學(xué)學(xué)科分支，如：無機(jī)固體化學(xué)、配合物化學(xué)、分子動力學(xué)等。另一方面，化學(xué)又與其他自 然科學(xué)相互滲透交叉，產(chǎn)生了一系列新的邊緣科學(xué)，如：量子化學(xué)、核化學(xué)、生物化學(xué)、地球化學(xué)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

7、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(dāng)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(xué)技術(shù)問題。但總量少、 總?cè)莘e小是其基本特點(diǎn)。 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

8、操作不當(dāng)造成的，總結(jié)這些經(jīng) 驗(yàn)教訓(xùn)，核電站的安全乃是有充分保證的。 當(dāng)代新材料發(fā)展方向是什么？ 隨著社會的進(jìn)步，人類總是不斷地對材料提出新的要求。當(dāng)今新材料的發(fā)展有以下幾點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合。即新材料應(yīng)是結(jié)構(gòu)和功能上較為完美的結(jié)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(yīng)盡可能少對環(huán)境產(chǎn)生污染。 （4）能再生。為了保護(hù)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

9、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(yīng)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(shù)的應(yīng)用主要在哪幾個方面？試舉例三個方面。 伴隨著生命科學(xué)的新突破，現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等眾多領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大 的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 生物技術(shù)在材料方面的應(yīng)用 材料是一個社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱之一，通過生物技術(shù)構(gòu)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(shù)使一些廢棄的生物材料變廢為寶。 其次，生物技術(shù)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(qiáng)度大約是 鋼材的5倍，而可塑性比鋼材高 30%，可

10、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(xué)的一個研究小組將編碼蛛絲蛋白的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌獲得表達(dá)，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(xì)胞中成功表達(dá)，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(jī)械強(qiáng)度上可以和真正的蜘蛛絲媲美。因此，用這種活體 生物反應(yīng)器”同樣有可能大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的蛛絲蛋白”。 生物技術(shù)在能源方面的應(yīng)用 能源是人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原動力。能

11、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(fēng)能、生物質(zhì)能等)，生物技術(shù)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(shù)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(shù)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(qiáng)化注水以提高油層的壓 力，此外，也利用微生物進(jìn)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4

12、0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(xì)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(shù)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?，這就是生物質(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(jìn)入發(fā)酵罐，采用不同的微生物來進(jìn)行發(fā)酵。 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)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(dá)國家如美國，其農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值也占國民生產(chǎn)

13、總值的20%以上。 現(xiàn)代生物技術(shù)越來越多地運(yùn)用于農(nóng)業(yè)中，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)達(dá)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(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物和花卉生產(chǎn)的目標(biāo)，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(shù)既能提高作物產(chǎn)量，還能快速繁殖花卉。例如，由我國科學(xué)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(xiàn)。 其次，生物技術(shù)還能改良作物品質(zhì)。例如，植物收獲后往往在轉(zhuǎn)運(yùn)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(shù)延緩植物的成熟，就可以克服這些問題。 第三，生物技術(shù)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(xué)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(jì)效益，又保護(hù)了我們的 環(huán)境。 (2 )畜禽生產(chǎn) 生物技術(shù)用于畜禽生產(chǎn)的目標(biāo)，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(shù)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(shù)可以培育抗病的畜禽品種，減少飼養(yǎng)業(yè)的風(fēng)險。利