科技知识

第十章 科技知识 第一节 复习要点 一、科技创新 （一）科技及其发展趋势 1. 科学与技术及其关系 科学是反映自然、社会和思维的本质和规律的知识体系，又是一项与知识体系相关联的探索活动，主要解决“是什么”、“为什么”的问题。科学分为自然科学、社会科学和思维科学，通常提到的科学指的是自然科学。自然科学是知识形态的生产力，具有继承性和非阶级性。创新是科学的灵魂与生命力。 技术是自然科学在生产过程中的应用，主要解决“做什么”、“怎么做”的问题。 科学和技术是辩证统一的整体：科学是发现，技术是发明；科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是技术发展的理论基础，技术是科学发展的手段；科学是创造知识的研究，技术是应用知识于需要的研究。科学和技术都产生于生产实践，又随着生产实践的发展而发展。 2. 科技革命 科技发展有渐进式和突变式两种方式。科技发展的突变式即科技革命。 （1）科学革命。科学发展中占主导地位的是科学革命。科学革命是指人类对自然界认识上的飞跃。有史以来重大的科学革命有三次：第一次是发生在17世纪前后，以牛顿力学为核心的近代科学革命，其主要内容还有哥白尼的日心说和拉瓦锡的氧化理论。第二次发生在19世纪，取得了一大批成果，如道尔顿的原子论、门捷列夫的周期表、能量守恒与转化定律、麦克斯韦的电磁理论和达尔文的进化论等。第三次发生在19世纪末至今，是现代科学革命。现代科学革命由量子力学和爱因斯坦的相对论拉开序幕，向人们展示了前所未有的微观和高速运动世界。20世纪30年代提出量子化学及核物理，50年代DNA双螺旋的发现开始了生物学革命，一直到半个多世纪以来由系统论、信息论和控制论到耗散结构理论、协同学和超循环理论的蓬勃发展，现代科学逐步走出近代科学的机械论框架，形成辩证的、生态的或有机的自然观。科学革命不仅在知识上，而且在和精神上给予世界以深刻影响，推动了社会由传统向现代化的迈进。 （2）技术革命。技术发展起主导作用的是技术革命。技术革命是指生产工具和工艺过程方面的重大变革。近代以来人类经历了三次技术革命：第一次技术革命以蒸汽机为标志；第二次技术革命以电力应用为标志；第三次技术革命以电子计算机为标志，也称“现代技术革命”。技术革命一旦进入生产过程，将改变劳动的条件、性质和内容，导致劳动生产率的迅速提高，形成新的现实生产力，并成为一次新的产业革命和经济大发展的前提和基础。 3. 现代科技发展的特征和趋势 现代科技从整体上一般分基础科学、技术科学和应用科学三大类。现代科技发展的基本特征和总态势：第一，科技向深广度进军，呈现全面繁荣态势。第二，现代科技发展的整体化趋向。一是指科学的技术化和技术的科学化的特征；二是指当代自然科学、技术与人文社会科学的密切结合；三是高度分化和高度综合并存，一方面分支学科越来越多，另一方面边缘学科、横断学科和综合学科大量涌现。第三，现代科技发展的数学化趋势。这是人类的知识领域更加宽广、更加深入的表现。第四，现代科技发展的国际化趋势。面对共同的问题，跨国界的科技合作越来越多。第五，现代科技与社会经济紧密结合。现代科技的产业化进程加速，转化为生产力的周期越来越短。 （二）科学技术的社会作用 马克思、恩格斯认为“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”。科技的社会作用主要体现在： 1. 科技推动经济增长 “科技是第一生产力”，深刻地说明了现代科技在推动经济增长方面所起的巨大作用。科技推动经济增长的主要表现：第一，当代科技已成为生产力发展的新的生长点，决定着生产力发展的方向、速度和规模；第二，科技的发展推动着管理的现代化；第三，科技发展改变着产业结构，如信息技术产业的发展，提高了传统产业的科技含量，使其呈现高技术化的趋势；第四，科技进步促进生产国际化的发展，加强了世界各国的经济协作。 2. 科技推动政治文明 科技推动政治文明发展的主要表现：第一，科技的发展，将使社会主义民主政治建立在更为坚实、更为先进的物质技术基础之上；第二，科技的发展提高了劳动者的科技文化素质，从而增强了民众参政、议政的意识和能力；第三，科技的发展改变了人际交往的途径和方式，推动着政治的透明和高效；第四，科技革命导致生产关系和社会政治制度的根本改变。 3. 科技推动文化建设 科技推动文化建设的主要表现：第一，科技对人的精神世界产生重大影响。科学精神改变人们的精神面貌和价值观念，促使人们解放思想、实事求是、追求真理。第二，科技促进文化的变迁。科技的发展本身意味着广义文化的发展，科技的发展又会作用于文化的其他要素，引起整个社会文化的变迁。 （三）技术创新 1. 创新的内涵 “创新”一词，最早是由美籍奥地利经济学家熊彼特于1912年引入经济学中的。熊彼特的“创新”是一个经济学范畴，其主要内容是采用新技术、开发新产品。 2. 技术创新及其特点、分类 今天，创新一词的外延十分广泛，其中包含了技术创新。所谓技术创新，是指与新产品的制造、新工艺过程或设备的首次应用有关的技术活动。 技术创新可分为节约劳动型、节约资本型和中性创新型等三种基本形式，技术创新具有如下特点：第一，创新收益的非独占性；第二，创新的不确定性，即研究开发的不确定性、试验和试生产阶段的不确定性、市场的不确定性；第三，创新的市场性；第四，创新的系统性。 3. 技术创新与经济增长、社会发展的关系 现代经济的增长主要不是通过要素投入的增长来获得，而是通过技术进步（要素生产率提高）的途径来实现的。在欧美等发达国家，技术创新已成为经济增长的最关键动力。 技术创新尤其是技术的自主创新，对于我国走新型工业化道路、转变经济增长方式、调整产业结构、落实科学发展观、提高国家的核心竞争力，最终实现中华民族的伟大复兴有着重要的战略意义。 4. 技术创新政策的目标 技术创新政策是一国政府为了影响或者改变技术创新的速度、方向和规模而采取的一系列公共政策。技术创新政策的根本目标就是影响技术创新向着有利于公共利益的方向发展，促进技术创新的规模扩大与速度加快，从而最大限度地促进科学技术成果的产业化进程。 5. 国家创新体系 国家创新体系由创新资源、创新机构、创新机制和创新环境四个主要部分构成： 第一，创新资源是创新活动的基础要素，人才是国家创新体系的核心资源；第二，创新机构是创新活动的行为主体，是国家创新体系中最重要的组成部分；第三，创新机制是保证创新体系有效运转的关键因素；第四，创新环境是维系和促进创新的保障因素。 我国在20世纪90年代中期引入国家创新体系概念，我国的国家创新体系是由政府、企业、科研院所及高校、技术创新支撑服务体系（包括技术中介机构、金融机构）等组成的网络。我国的国家创新体系建设要从系统角度出发，结合本国国情和社会环境制定创新政策，以切实解决我国当前创新活动中出现的问题。技术创新是推进我国国家创新体系的核心环节。 二、科学前沿 （一）复杂性科学 当代复杂性科学是一门交叉学科，它主要研究复杂系统和复杂性现象等。复杂性科学倡导一种新的思维方式，以探索现实世界的整体性、过程性和复杂性。非线性、不稳定性、不确定性是复杂性的根源。 20世纪40年代相继建立了系统论、控制论、信息论，把科学研究引向横向综合，扩大了人们研究问题的深度和广度。1970年前后，诞生了一大批以耗散结构理论、协同学、超循环理论为代表的新兴学科，在自然科学领域和社会经济文化生活中得到广泛应用。 复杂性科学的应用案例： 第一，海岸线测量与分形理论。海岸线蜿蜒曲折，科学家通过深入研究提出了分形理论，解决了海岸线测量的问题。第二，金融突发事件的复杂性。金融突发事件具有高度复杂性、不确定性。第三，流行病研究的复杂性。复杂性科学对于研究SARS演化的规律有更真切、更本质的认识。 （二）现代生物技术 现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的，它是一门集生物学、医学、工程学、数学、计算机科学、电子学等多学科相互渗透的综合性学科。 现代生物技术对于提高国力，迎接人类面临的人口剧增、资源日渐枯竭、能源消耗殆尽和环境污染严重等挑战，具有至关重要的作用。 现代生物技术所带来的社会伦理问题引起越来越多的人的关注。生物技术的伦理问题主要表现在其对自然生态发展、个体生命影响以及传统伦理理念冲击三个方面。 现代生物技术主要包括基因工程（如克隆绵羊）、细胞工程、酶工程、发酵工程。 （三）信息技术 信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息。 信息不仅仅是经济发展的资源和独特的生产要素，信息产业更成为国民经济的主导产业，成为社会进步的强大动力。 信息技术包括传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术和信息产业等方面。 1. 计算机技术 迄今电子计算机已经历了四代，计算机技术也从大型机阶段、个人PC阶段进入到网络阶段。目前，电子计算机技术向两个方向发展：一是采用超高速、超大规模集成电路技术；二是开发智能计算机、神经网络计算机，计算机软件是计算机程序、原始数据和文档的总称。计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。常见的系统软件有操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。应用软件是指除了系统软件以外的所有软件。 2. 通信技术 目前，通信技术开始向数字化发展。光纤传输、卫星通信和移动通信等通信技术的发展极大地提高了通信的传输能力，扩展了通信技术的应用领域。目前几种主要的通信业务包括： 语音通信、传真通信、数据通信、数字视频通信。 3. 网络技术 网络是交流信息、传播信息、共享信息的通道和手段。计算机技术与通信技术的融合形成“多媒体通信网络”。实现“多媒体通信网络”的技术称为“网络技术”。互联网不仅方便了消费者，也为企业提供了以低廉成本参与全球竞争的机会，同时带动了与网络有关的一批新兴服务产业的发展。 4. 信息产业 狭义的信息产业指电子信息工业；广义的信息产业包括信息内容提供业、信息设备制造与服务业、软件与系统集成和服务业三大部门。 信息产业与其他产业有着许多不同之处。第一，信息产业是智力密集型产业；第二，信息产业是高渗透产业；第三，信息产业是低消耗、高增值产业；第四，信息产业是高创新、高风险和高投入产业。 （四）新能源技术 新能源是指那些正在开发利用、尚未普遍使用的能源，包括核能、太阳能、风能、地热能、海洋能及生物质能等。 太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能与煤、石油、天然气等常规能源不同，具有可再生性，可以持久地供人们使用，有着开发、利用的无穷潜力，且在利用过程中基本不存在污染环境的问题。 核能，又称“原子能”，是原子核结构发生变化时放出的能量。核能已成为一种可以大规模和集中利用的能源，可代替能源矿产，目前主要用于发电。核能发电的特点： 第一，燃料能量高度集中；第二，对环境污染较小；第三，安全性强；第四，燃料储藏量极为丰富。 能源的节约利用对合理利用自然资源以及保护环境均有重要作用。目前已实用化的节能新技术主要有余热回收利用技术、高效锅炉技术、电子控制节电技术和高效加热技术等。 （五）新材料技术 新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。目前的新材料主要有电子信息材料、新能源材料、复合材料、生态环境材料、先进陶瓷材料等。 （六）海洋技术 海洋技术将为海洋开发提供技术支撑。国际上海洋技术发展有以下五个重点领域： 海洋生物技术、海洋生态系统模拟技术、海洋油气资源高效勘探开发技术、海洋环境观测和监测技术、海底勘测和深潜技术。 中国海洋技术研究的重点：海洋环境监测技术、海洋油气资源勘探开发和深海勘探技术、海洋生物技术。海洋技术的标志性技术是深海挖掘和海水淡化。 （七）空间技术 空间技术是研究和解决如何使用空间飞行器（又称“航天器”）进入外层空间并在那里有效工作、探索、开发和利用外层空间以及地球以外天体的综合性工程技术，主要由三部分组成，即运载火箭、空间飞行器（航天器）以及地面发射和调控系统。 空间技术是随着第二次世界大战期间火箭导弹技术的发展而逐步形成的一门现代高技术。目前，空间技术正在向建立永久性空间站，进而建立空间开发基地、实现太空工业化和商业化的方向前进。 空间技术应用于卫星通信和广播、卫星导航定位、资源调查和测绘、气象与灾害预报、国防军事。 （八）纳米技术 纳米技术是一种操纵原子、分子或原子团、分子团使其形成所需要物质的技术。目前定义纳米材料的尺寸范围为0.1～100纳米。纳米技术和纳米材料集中体现了小尺寸、复杂构型、高集成度和强相互作用等特点。纳米技术的出现，标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，标志着人类科技已进入一个新的时代——纳米科技时代。 （九）激光技术 自然界存在着两种不同的发光方式，一种叫自发发射，另一种叫受激发射。 激光的主要用途有： 第一，在信息技术中的应用。激光用于刻录光盘和激光通信。激光通信具有信息容量大、通信质量高、保密性能好、原料足价格低四个显著特点。第二，在生物技术和医学中的应用。利用激光显微技术、激光诊断与激光治疗技术等更好地了解各种生化过程和生命过程。第三，在能源技术中的应用。利用激光技术可以帮助人类开采利用能源。第四，在材料技术中的应用。激光对新材料的发展起着独特的作用。第五，激光在空间和海洋技术中的应用。主要用于测定位置和距离。 （十）绿色技术 绿色技术是保护环境、节约能源的技艺、方法的总称。绿色技术有利于促进生态平衡，保持人与自然界的和谐发展。 绿色技术有四个层次： 第一层次是环境立法与管理；第二层次是清洁生产，清洁生产的实质就是在生产过程中废物减量化、资源化和无害化；第三层次是环境污染控制；第四层次是发展绿色产品。 绿色技术的一个重要内容是生态农业。生态农业的发展可促进环境保护、资源利用与经济的良性循环，从而实现农业的可持续发展。 随着现代科技的迅速发展，人类又提出了绿色科技这一新概念。绿色科技扩大了绿色技术的范畴。它主要涉及三方面： 一是资源的合理开发、综合利用与保护；二是发展清洁生产技术和无污染的绿色产品；三是提倡文明、适度的消费和生活方式。 三、科技常识 Ⅰ.自然科学的基础知识 （一）天文学基础知识 1. 光年 光年是计算星体间距离的单位。光的速度约30万公里/秒，光在真空中一年内所走的距离叫作一光年，一光年约等于10万亿公里。 2. 银河系 银河系是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。银河系的发光部分直径约7万光年，最大厚度约1万光年。太阳是银河系中的一颗普通恒星，以250公里／秒的速度绕轴旋转。银河系中有大约2000亿颗恒星，离太阳最近的比邻星也有4.3万光年远。除恒星外，银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块，称为“星云”。 银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统，与银河系属同一结构层次，统称“星系”。有些星系又聚集成更大的超星系团。 3. 太阳系 太阳系是由太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质构成的天体系统。太阳系的中心天体是太阳，它是一个半径约70万公里、表面温度达摄氏6000度的气体球，其核心温度高达1500万度，发生着氢聚变为氦的热核反应。太阳质量占整个太阳系的99.8％，太阳系其他天体都在太阳引力作用下围绕太阳运动。太阳系有8个行星，为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 太阳系最突出的特点是所有行星的轨道都处在太阳的赤道平面内（共面性），它们不仅围绕太阳公转，除个别外还在同一方向上自转（同向性）。类地行星（水星、金星、地球、火星）主要由石、铁等物质组成，体积小，密度大，卫星较少。类木行星（木星、土星、天王星、海王星）主要由氢、氦、冰、氨、甲烷等物质组成，体积大，密度低，卫星较多。 1957年第一颗人造卫星上天开创了宇宙航行的时代，60年代的阿波罗把人类首次送上月球，70—80年代“水手号”、“金星号”、“先驱者号”、“海盗号”等对各大行星的近距离观察，积累了有关太阳系天体物理性质和化学组成的大量资料，为人类更深入地认识太阳系的起源奠定了良好基础。 4. 地球 地球是太阳系9大行星之一，地球围绕太阳公转的轨道是椭圆的，公转的平均速度是29.79公里／秒。地球的赤道半径约为6378公里，极半径约为6357公里，它不是规则的正球体。地球绕太阳公转一周的时间为一年，自转一周的时间为一日。 地球内部的最上层叫作“地壳”，中心称“地核”，地壳和地核之间称“地幔”。地球表面由水圈和大气圈包围，水与大气又维系着生物圈的存在。 地球表面的形状非常复杂，大陆面积接近地球表面积的40％。组成地球物质的主要元素有铁、氧、硅、镁、硫、钙、铝，其中90％是铁、氧、硅和镁4种元素。 （二）物理学基础知识 1. 热力学第一定律（能量守恒与转化定律） 在任何孤立的物质系统中，不论发生何种变化，无论能量从一种形式转化为另一种形式或从一部分物质传递给另一部分物质，系统的总能量守恒。 能量守恒与转化定律被称为物理学的“最高定律”、“宇宙的普遍的基本定律”，为人们认识物质运动形式的多样性和统一性、物质运动在量上和质上的守恒性，提供了科学依据，构成了马克思主义哲学产生的三大自然科学前提之一。 2. 热力学第二定律 在没有外界作用的情况下，热能只会从热体传向冷体，而不可能从冷体传到热体，即热能的传递具有不可逆性。在封闭系统内（即无外界作用的情况下）总是存在着热耗散（熵增加），其结果是热平衡。 3. 分子运动论 热是大量气体分子无规则运动的宏观表征；微观客体的运动遵循统计学规律。分子运动论是对热现象给予微观解释的理论。它以大量气体分子的随机运动来说明宏观上具有稳定性的热现象，在宏观确定性与微观随机性之间架起了一座桥梁。 4. 电和磁的相互转化 近代早期，人们认为电和磁是两种完全不同的东西。19世纪初不同运动形式相互转化的思想影响着某些物理学家，推动着他们研究电和磁的内在联系、相互转化。 丹麦科学家奥斯特经多年努力，于1820年发现，若在通电导线旁放置磁针，磁针会因电流通过而发生偏转。这表明，电流具有某种磁效应。法拉第从另一个角度思考，即磁能否产生电。经过十年努力，他发现，如果在一块软铁上缠绕两个线圈，当其中一个线圈上的电流发生变化时，另一个线圈就会出现瞬间电流。这正是发电机的工作原理。 电和磁的相互转化，在理论上证明了它们是运动的不同形式，在实践上为发电机和电动机的研制开辟了道路。 5. 电磁场理论 场概念是为了说明电、磁效应的各种实验而提出的。这些实验成果虽有很大的实际意义，但并未涉及其中的机理。牛顿提出万有引力理论时，想象引力是一种超距作用力，引力的作用不需要介质传递，并且是即时发生的。但法拉第却认为宇宙间充满介质，电和磁是通过介质的传递而发生作用的。在1851年，他提出了“场”和“力线”的概念加以解释。法拉第把电和磁发生作用的空间称为“场”，电有电场，磁有磁场，电场和磁场都由“力线”所组成。法拉第以场和力线的概念成功地描述了“电磁感应定律”，即感生电流的产生在于该导线切割磁力线，感应电流的强度正比于该导线单位时间内切割磁力线的数目。 场概念的提出，最直接的后果是导致电磁波的发现。后来的科学实验证明，场（电场、磁场、引力场）的确是一种客观实在。过去人们只知道实物是物质存在的形式，现在又知道场也是物质存在的一种形式。这是关于物质观念的重大突破。 6. 电磁波 随着电和磁的转化的发现、电场和磁场概念的提出，麦克斯韦着手把稳恒电流的定律推广到变化的电场和磁场，提出了电磁波的概念。即如果空间某处存在一个变化的电场，它将在周围激发出一个变化的磁场；这个变化的磁场又在周围激发出一个变化的电场；这一连串相互激发、连续出现的电场和磁场的振动，就是电磁波。 麦克斯韦的工作使电、磁和光这些从前看来相异的现象得到了理论上的统一，实现了人类知识的又一次大综合。德国人赫兹在1888年初证实了电磁波的存在，表明麦克斯韦的理论完全正确。麦克斯韦因此被誉为牛顿以后最伟大的数学物理学家。 电磁场理论的建立和电磁波的发现，为无线电技术奠定了坚实基础，使人类生活进入了一个新时代。 （三）化学基础知识 1. 燃烧理论 揭示燃烧现象的机理，并使燃素说最终退出历史舞台的是法国著名科学家拉瓦锡。 拉瓦锡以准确的实验证实，物质的燃烧是该物质与氧化合的过程。拉瓦锡虽然不是第一个发现氧的人，但却是第一个真正理解这个发现的人。拉瓦锡做了大量燃烧实验，直至1777年才在题为《燃烧通论》的著名文章中提出了燃烧氧化学说。 2. 元素周期律 化学作为一门科学确立后，即以前所未有的速度向前发展。到1869年人们已知的元素已达到63种，化学家们开始对已知的元素进行分类。19世纪以后，原子量已被公认为元素最重要的特征之一，不少科学家试图以元素的原子量为依据进行分类。 俄国化学家门捷列夫在元素周期的确立上起了决定性作用。1869年他发表论文，阐述了他的元素周期律的基本观点：第一，“按照原子量的大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性”。第二，“原子量的大小决定元素的特征，正像质点的大小决定复杂物质的性质一样”。第三，“元素的某些同类元素，将按它们的原子量大小而被发现”。第四，“当我们知道了某元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量”。 门捷列夫化学元素周期律的发现，是人类关于自然知识的又一大综合。它把原先孤立的各种元素的知识综合起来，为研究化学元素和化学变化过程提供了重要依据。元素周期律为日后人们进一步揭开原子内部的秘密作了必要准备。 （四）生物学基础知识 1. 达尔文的进化论 进化论的内容：第一，生物界与生物界、生物界与自然环境之间普遍存在着生存斗争。第二，生物界普遍存在着变异。第三，变异和生存斗争导致自然选择。第四，被保存下来的个体将其特征遗传给下一代，这些特征经过长期的积累、巩固和发展，形成了稳定的有别于原来物种的新物种。 进化论揭示了物种起源和人类起源之谜，有力地批判了“神创论”，成为近代最伟大的三大自然科学发现之一，也构成了马克思主义哲学的自然科学前提之一。 2. 细胞与细胞理论 细胞是一切生物体机体构造和发育的基本单位。细胞的最外层为细胞膜（植物细胞膜外还有细胞壁），膜内是细胞质，细胞质里有细胞核，还有线粒体、高尔基体（植物细胞还有叶绿素）等细胞器。其中，细胞核是“司令部”，控制各种细胞器协同作用以完成各种生理功能。 德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物结构的基本单位，德国动物学家施旺把施莱登的观点扩大到动物界，从而正式建立了细胞学说。细胞学说的创立，实现了生物学知识的一次大综合，证明了生物在构造和发育上的统一性，被恩格斯称之为19世纪最伟大的三大自然科学发现之一。 3. 蛋白质 蛋白质是构成细胞的主要成分。蛋白质是由各种氨基酸所组成。20种结构不同的氨基酸按照其组成和排序的不同，构成了成千上万种大小不等、功能不同的蛋白质。 4. 核酸 核酸分为DNA和RNA两种。DNA由两条很长的以螺旋形式相互结合的“链”构成。每根单链的基本组成单位是核苷酸（脱氧核糖核酸）。核苷酸由碱基、戊糖（即脱氧核糖）和磷酸三部分组成。按其碱基成分的不同，核苷酸分为四种，分别称为A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）。由于碱基A与T、G与C之间能形成氢键并互相配对，两条DNA链便可粘连在一起，形成双螺旋结构。 诺贝尔奖金获得者沃森（Watson）和克里克（Crick）于1953年创建了DNA双螺旋模型，并提出了遗传信息由DNA传递给蛋白质的基本法则即“中心法则”。DNA以自身的一条链为模板，在细胞核内先合成RNA（核糖核酸），把遗传信息抄录于RNA上（“基因转录”）。这种携带遗传信息的RNA称之为“信使RNA”。RNA的碱基A、G、C与DNA的一样，不同的是在RNA链中U（尿嘧啶）替代了DNA的T（胸腺嘧啶）。 5. 基因 基因是英文Gene的音译。生物体内的每种蛋白质，都具有自身特定的遗传信息，它们被贮存于染色体DNA链中。携带某特定蛋白质完整遗传密码的那段DNA片段称为“基因”。 人体共有约10万个基因，分别定位于23对染色体上，携带了人体基因的全部遗传信息。 6. 基因工程 基因工程又叫“重组DNA技术”，就是将DNA在体外或体内进行重新组合，然后把重组后的DNA分子转移进我们操作的生命体内。 DNA双螺旋模型的发现、中心法则的提出、遗传密码破译、基因表达调控以及信号传递机制的研究，为基因工程的诞生和生物技术的发展奠定了理论基础。 7. 遗传 生物体要维持种族的延续，必须把遗传信息稳定地传给下代，也就是说要把DNA分子稳定地传给后代。DNA分子复制时，以亲代DNA的两条分别作为模板，通过碱基配对合成两条新的DNA链，形成两个双链DNA分子，每个DNA分子中都含有一半亲代的DNA链，这种复制方式称为“半保留复制”。DNA分子的“半保留复制”形式保证了遗传的稳定性。这就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆”的本质所在。 8. 新陈代谢 新陈代谢是生物的基本特征之一。生物体不断地从外界取得生存必需的养料，同时把体内产生的废物排出体外。这种新物质代替旧物质的过程叫新陈代谢。 Ⅱ. 日常生活中的科技常识 （一）关于衣着 1．随着生活水平的提高，人们对服装不只讲究结实耐用，更要求款式新颖、舒适得体。一般而言，服装的功能是保温和保健。 保温是服装的基本功能之一。随着科技的发展，保温方式与保温材料的应用越来越广泛。在石油资源日益减少的情况下，纤维素的研究与开发在21世纪必将得到广泛的发展。 防晒服装、远红外保健服装集中体现了服装的保健功能。专家指出，远红外保健织物有助于改善血液循环、促进新陈代谢、预防和辅助治疗微循环障碍引起的多种疾病。未来服装是一种逼近人类自我理性的准生理系统。 2．提到服装，就不能不提洗涤剂。含磷的洗涤剂会造成严重的环境污染，太湖水的污染便是一个典型例证。要保护环境，首先要用不含磷的洗衣粉来代替含磷的洗衣粉。 （二）关于饮食 1．饮食就是人体吸收营养。营养的过程就是人体经消化、吸收食物的有效成分，获取对有机体有用的物质的过程。人体必需的营养素有蛋白质、碳水化合物、脂类、维生素、无机盐和水，通称六大营养素。近年来，又将纤维素看作第七大营养素。其中，蛋白质、碳水化合物、脂类的营养作用最为重要。 2．蛋白质是生命的物质基础，是构成机体的最重要成分。蛋白质含量以豆类、蛋类、鱼类和各种瘦肉为多。在膳食中将几种食物混合食用，发挥“蛋白质互补作用”应遵循三个原则： 第一，搭配的食物种类越多越好；第二，食物的种属越远越好；第三，最好几种食物同时食用。 碳水化合物又称“糖类”，包括淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖等。膳食中糖类的主要来源是谷类和根茎类食品，其次是食糖。 脂肪的主要作用是提供人体热量，维持正常体温，构成机体组织细胞，供给必需的脂肪酸，促进脂溶性维生素的吸收。 水是有机体中含量最大的组成部分，是维持人体正常生理活动的重要物质。补充机体所需的水有三个来源： 一是饮用水；二是食物水；三是代谢水，即糖类、脂类、蛋白质在体内氧化时产生的水。无机盐和水共同构成盐溶液，维持人体的内环境。 维生素是人体维持正常的生理代谢功能而必须从食物中获得的一类低分子有机化合物。 3．1998年4月，我国制定了《中国居民膳食指南》，为城乡居民提供了一个合理的膳食原则。根据我国的膳食特点，应保持以植物性食物为主、动物性食物为辅的传统，保证蔬菜的摄入，增加乳类、水产品和禽类食品，减少猪肉的摄入比例。 （三）关于居住 1．根据现代“以人为本”的需求，“小康住宅”、“智能住宅”、“社区服务”已近在身边。“小康住宅”的基本特性是居住性、舒适性、安全性、耐久性和经济性。“小康住宅”的设计应充分考虑现代家庭生活的要求，合理组织各功能空间布局，提高设施的配置水平，较好地体现住宅的居住性、舒适性和安全性。 2．家居装潢既要舒适实用、美观大方，又要利于身体健康。信息化时代的人居除了更加注重环保要求外，还要求建筑的智能化。 3．除了上述家居的内部环境，人们也越来越重视居住的外在环境，“社区”这一概念的提出便是例证。现代人十分强调物业管理、家居出行、环境院落等。 （四）关于出行 随着经济水平的提高和节假日的增多，出外旅游已成为人们休闲的主要内容之一。旅游的重要目的是愉悦身心。旅游中的注意事项：出门着装要适宜轻便；饮食要卫生合理；住宿要清洁舒适；行路要注意安全，还应做好晕车晕船的防护。 （五）关于家电 1. 家电的新趋势。上世纪90年代后期的调查显示，我国城市居民中彩电、冰箱、洗衣机的拥有量趋于饱和，数字化家电（空调、个人电脑、影碟机等）的需求量相对较大。 2. 家庭影院。它是视听合一、声像并茂的家庭娱乐产品，包括彩色电视机、影碟机、AV功效（A为音响，V为图像）以及音响组合。由于杜比环绕立体声技术的广泛应用，家庭影院的音响效果日臻完美。 3. 数字电视。数字电视利用脉冲数字信号进行传输的全新电视技术，具有极高的清晰度和亮丽的声音。当然，它除了可收看电视节目之外，还有浏览互联网、发送电子邮件、拨打可视电话、玩交互式多媒体游戏等功能。以发展的眼光看，数字电视淘汰模拟电视是历史必然。 4. 个人电脑。个人电脑即PC机（英文Personal Computer的缩写）。多媒体电脑是一种人机交流的信息媒体。应用多媒体技术是20世纪90年代以来电脑的特征。 5. 数码相机。伴随数字技术的发展，照相机也有了新成员即数码相机，它不用胶卷，最大优势在于能使信息数字化，并借助遍及全球的互联网即时传出传入；另一个优势是容易处理，配以相应的计算机软件，可以任意加工处理原始图像。 （六）关于健康 健康是人的一项基本要求和权力，也是平等社会的目标之一。健康有生理健康、心理健康、道德健康和社会需求健康四个层次；健康指标是测量预期目标实现的进度和成效的标志，健康测量指标归纳起来有健康状况指标、生活质量指标、卫生政策指标、社会经济指标和预防性服务指标等。 当今因社会因素、行为因素引起的不适较为普遍，心理生理疾病在逐年上升。保证健康，对个人来说，要注意个人卫生，远离毒品，避免不洁性行为。 第二节 历年真题 一、单项选择题(在下列选项中选择最恰当的一项) 1. （2004年A类）现代科学革命是由（）拉开序幕的 A. 牛顿力学和哥白尼日心说 B. 道尔顿原子论和达尔文进化论 C. 量子力学和爱因斯坦相对论 D. 系统论和耗散结构理论 2. （2004年A类）网络技术是由（） A. 传感技术与计算机技术融合形成 B. 通信技术构成 C. 计算机技术构成 D. 通信技术与计算机技术融合形成 3. （2004年A类）现代生物技术是以（）的建立为标志的 A. DNA重组技术 B. 细胞工程 C. 酶工程 D. 发酵工程 4. （2004年B类）历史上第一次重大的科学革命发生在（） A. 16世纪前后 B. 17世纪前后 C. 18世纪前后 D. 19世纪前后 5. （2004年B类）SARS病毒研究属于（） A. 现代生物技术 B. 绿色技术 C. 信息技术 D. 复杂性科学 6. （2005年A类）中国走可持续发展道路并不是因为（） A. 人口压力 B. 资源短缺 C. 环境恶化 D. 人口老龄化 7. （2005年A类）始终在人类历史上起推动作用的革命力量是（） A. 科学技术 B. 伦理道德 C. 市场经济 D. 文化艺术 8. （2005年A类）以下属于生物技术的是（） A. 眼角膜移植 B. 人工合成胰岛素 C. 克隆技术 D. 心脏搭桥手术 9. （2005年B类）科学与技术的联系在于（） A. 二者都使用仪器设备 B. 科学为技术提供理论基础，技术为科学提供研究手段 C. 二者都要用科学方法 D. 科学革命与技术革命交替发生 10. （2005年B类）有助于保护环境、节约能源、促进人类与自然和谐发展的技艺、方法的总称叫作（） 　　A. 纳米技术 B. 绿色技术 C. 新材料技术 D. 新能源技术 11．（2005年C类）以下各项中，属于空间技术的是（） A．探空气球 　 B．人工降雨 　C．卫星通讯 　 D．大气环流探测 12．（2005年C类）下列各项中，不属于新能源技术的是（） A．核电站 　 B．长效碱性电池 　 C．风力机 　 D．潮汐发电机 13．（2005年C类）中小企业在技术创新中的作用是（） A．成为承担风险的企业家的培养基础 B．一般都在高技术领域 C．用人机制灵活 　　　　　　　　　 D．进入和退出容易 14．（2006年A类）下列变化中，都属于化学变化的一组是（） A．动植物呼吸，水受热沸腾 B．汽油挥发，土壤酸化 C．食物腐败，煤气燃烧 D．瓷碗破碎，岩石风化 15．（2006年A类）当代思维科学的进步主要依赖于（） A．哲学 B．心理学 C．教育学 D．脑科学 16．（2006年A类）福特汽车公司发明流水线属于技术创新中的（） A．节约劳动型 B．节约资本型 C．产品创新型 D．市场创新型 17．（2006年A类）“十一五”期间，我国要健全信息安全保障体系，推进“三网融合”。“三网”是指（） A．公路网、航空网、铁路网 B．电力网、石油网、公路网 C．电话网、电视网、邮政网 D．宽带通信网、数字电视网、下一代互联网 18．（2006年B类）建没创新型国家的核心是增强（） A．科学发现能力 B．技术发明能力 C．模仿创新能力 D．自主创新能力 19．（2006年C类）现代信息社会的基础设施是（） A．电力网 B．电视网 C．交通网 D．电信网 20．（2007年A类）1856年，法国组建了世界上第一个现代天气服务系统，开展天气预报服务。天气预报的产生是源于（） A．好奇 B．生产 C．生活 D．战争 21．（2007年A类）引起温室效应的主要物质是（） A．氮氧化物 B．二氧化氨 C．二氧化碳 D．二氧化硫 22．（2007年A类）科学技术研究中“马太效应”导致的结果是（） A．“扶强抑弱”现象 B．“扶弱抑强”现象 C．“强弱均扶”现象 D．“强弱均抑”现象 23．（2007年A类）标志着人类首次关注环境问题的著作是（） A．《生存的蓝图》 B．《增长的极限》C．《寂静的春天》 D．《只有一个地球》 24．（2007年B类）具有高科技含量，高文化附加值的各类创新型产业所形成的经济形态可以被称作是（） A．创意经济 B．知识经济 C．信息经济 D．市场经济 25．（2007年B类）以下对“数字地球”理解正确的是（） A．一个完善的地球信息模型 B．有关地球的信息和数据 C．研究全球变暖的一种方法 D．研究地球的科学体系 26. （2007年C类）1856年，法国组建了世界上第一个现代天气服务系统，开展天气预报服务。天气预报的产生是源于（） A.好奇 B.生产 C.生活 D.战争 27. （2007年C类）具有高科技含量、高文化附加值的各类创新型产业所形成的经济形态可以被称作是（） A．信息经济 B．知识经济 C．创意经济 D．市场经济 28. （2007年C类）被第26届国际天文联合会大会“开除”出太阳系行星行列的是（） A.金星 B.冥王星 C.水星 D.海王星 二、多项选择题(在下列选项中至少有两项是符合题意的) 1．（2007年A类）下列属于生命现象本质内容的有（） A．运动机制 B．自复制 C．吸呼 D．自组织 2．（2007年A类）下列属于世界卫生组织提出的健康观念有（） A．物理健康 B．生理健康 C．心理健康 D．精神健康 3．（2007年B、C类）细胞系统的基本功能包括（） A．汲取能量 B．传递信息 C．分化 D．合成 三、不定项选择题(在下列选项中至少有一项是符合题意的) 1．（2006年A类）我国走新型工业化道路必须大力推进产业结构优化升级，形成新的产业格局，其主要内容是（） A．以高新技术产业为先导 B．以基础产业和制造业为支撑 C．大力发展劳动密集型产业 D．服务业全面发展 四、综合分析题(本大题为不定项选择题，即在选项中至少有1项是符合题意的) (一)（2006年C类） 2005年11月3日，央视新闻联播报道，第一款使用中国人自主研发CPU的龙芯电脑在江苏开始批量生产，已经形成年产40万套电子产品的生产能力，标志着我国整个电子产业在世界产业链的中下游开始向上游迈出坚实的第一步。而承担这一重要任务的却是国内生产床上用品的龙头企业:江苏梦兰集团。 梦兰集团涉足IT产业是梦兰实现跨行业发展的一个突破口。不过，在一个已经完全被跨国公司垄断的领域，风险毕竟很大。最终吃下定心丸的是江苏扶持自主创新的新机制。目前在江苏高新项目除了能享受各种优惠政策之外，省财政还设专款扶持，这种机制对科技成果转化来说，不但是催化剂，更是稳定剂。 龙芯产业基地对未来有着明确的目标。他们第一步的选择是做消费性产品，可以自己做拥有自主知识产权的产品，也可以做一些代工产品，目的都在于既降低成本，也让消费者都能接受。到第二阶段的时候，他们就会亮出自己的旗帜，生产出属于自己核心竞争力的产品。在这个阶段，将目标瞄准了内地政府的采购定单或者学校的订单上面，可以满足政府机关以及学校的需求，更重要的是可以保密。到了第三阶段，当产品注入了更高的科技含量的时候，也被市场认可的时候，这时就外销了。这是公司发展的高级阶段，也就是赚取技术附加利润。 1．与产业链概念相关的是（） A．价值链 B．生产链 C．信息链 D．商品链 2．跨行业发展就是实施（） A．低成本战略 B．差异化战略 C．集中化战略 D．多元化战略 3．自主创新主要包括（） A．集成创新 B．模仿创新 C．原始创新 D．引进消化吸收再创新 4．从材料看，江苏扶持自主创新的机制包括（） A．提供相关优惠政策 B．设立省级财政专款 C．畅通产品外销渠道 D．扩大高等院校规模 5．材料中“赚取技术附加利润”是指（） A．依靠科技获得的收益 B．依靠资本获得的收益 C．依靠人力获得的收益 D．依靠资源获得的收益 (二)（2007年A类） 材料1： 1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》。1765年，一种全新的蒸汽机在瓦特的手中诞生了。1776年，亚当•斯密的《国富论》出版。如果说，牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门，那么，亚当•斯密则是挥动一只看不见的手，为工业革命的推进编造了一个新的经济秩序。 材料2： 在美国商务部的大门口刻有林肯总统的一句话：“专利制度就是将利益的燃料添加到天才之火上。”美国人第一次把专利权写入了宪法。 美国人在工业领域最富革命性的创造，是“福特式生产方式”的出现。犹如第一次工业革命时期诞生了现代意义的工厂，福特的这一创造成为人类生产方式变革进程中的又一个里程碑。 材料3： 世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，象征着第三次工业革命即将来临，美国率先占领了信息时代的制高点。 今天，美国在科研和开发上的投入仍居世界首位，相当于其他最富裕的西方7国的总和。使美国保持创新活力的，还有它的四千多所大学和70％的高等教育入学率。美国所拥有的全世界最庞大的高等教育系统，使它获得了信息时代的核心竞争力。 1．“瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门”，这句话说明瓦特开创了（） A．生产——技术——科学模式 B．技术——生产——科学模式 C．科学——生产——技术模式 D．科学——技术——生产模式 2．“福特式生产方式”的基本特征是（） A．产品创新 B．工艺创新 C．市场创新 D．组织创新 3．亚当•斯密的“看不见的手”是指（） A．资源分配模式 B．宏观调控政策 C．市场供求规律 D．对外贸易战略 4．林肯总统的那句话，说明专利制度的特征有（） A．激励创新 B．促进模仿 C．提倡复制 D．保护发明 5．根据上述资料，可以归纳出建设创新型国家的基本条件有（） A．科技创新 B．市场经济 C．专利制度 D．教育改革 (三)（2007年B类） 2006年“十一五”规划的开局之年，全国各省区市GDP快带增长的“成绩单”令人瞩目。与之相伴，能源耗和主要污染物排放量“红灯”频闪。 上半年，全国单位GDP能源同比上升O．8％。主要污染物排放总量也不降反升。按照“十一五”规划纲要，单位国内生产总值能源消耗要降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％。完成上述两个“硬指标”的压力显而易见。 向高能耗宣战——7月26日，中央召开节能工作会议，国家发展和改革委员会与各省区市政府和千家高耗能企业签订了节能目标书；国家发改委、能源办、预计局、质检总局和国家资委联合开展了“千家企业节能行动”，针对燃煤工业锅炉(窑炉)改造，建筑节能工程等实施“十大节能工程”…… 对高污染整顿--7月，环保总局与河北等9个省(区)政府签订了“十一五”污染物总量的减排目标责任书；10月，国家环保总局勒令违反“三同时”(即建设项目中防治污染的设施与主体工程同时设计、施工、投产使用)规定的山东沾化民厂热电量产扩建工程等8个项目停止试生产和限期整改；对“十五”期间审批的2453中建设项目逐一进行环保监督检查…… 在各部委打出的降耗减排“组合拳”作用下，地方政府也层层落实“军令状”，将压力和目标分解到每个地区、每个企业甚至每个岗位，将节能和环保指标纳入地方官员和企业负责人的考核内容，并不断加快整顿步伐。 1．能源消耗和主要污染物排放量“红灯”源于（） A．环境成本过高 B．企业违法成本太低 C．环保执法不力 D．发展经济的“GDP崇拜” 2．实现节能降耗的“硬指标”的关键在于（） A．形成合理的资源，能源价格体系 B．以重工业拉动经济增长 C．切实转变经济增长方式 D．将“绿色GDP”纳入对地方政府的考核体系 3．确定与经济发展相适应的降耗指标，要综合考虑（） A．地方的经济发展水平，产业结构 B．单位生产总值能耗情况 C．能源消费总量，人均能源消费量 D．能源自给水平 4．造成我国单位GDP能耗较高，资源环境压力较大的原因在于（） A．社会心理不成熟 B．相关法规、政策、标准、制度不完善 C．能源资源价格水平不尽合理 D．节能技术的研发和推广应用落后 5．以下合理的说法有（） A．能效标准应当成为投资项目的重要约束条件 B．应建立一种资源使用补偿机制，平衡不同地区的发展要求 C．要从制度、结构和技术等方面拿出切实有效的硬措施来 D．应在全国范围内实行统一的能耗指标 第三节 单元测试 一、单项选择题 1. 科学来源于（） A. 理论 B. 实践 C. 经验 D. 思维 2. 可持续发展战略的核心（） A. 是资源的永续利用 B. 是发展，而不是限制发展 C. 是保持良好的生态环境 D. 是经济的发展 3. 关于科学与技术，下列正确的是（） A. 科学是发明，技术是发展 B. 科学是综合利用知识的研究，技术是创造知识的研究 C. 科学回答的是“是什么”、“为什么”，技术回答的是“做什么”、“怎么做” D. 科学提供物化的现实，技术提供物化的可能 4. 对元素周期律的确立起了决定性作用的科学家是（） A. 法国的拉瓦锡 B. 美国的爱迪生 C. 英国的达尔文 D. 俄国的门捷列夫 5. 宇宙起源于距今（）前的大爆炸 A. 10多亿年 B. 100多亿年 C. 1亿多年 D. 1000万年 6. 地球上的生命大约起源于（）年前 A. 200万 B. 1亿 C. 10亿 D. 45亿 7. 自然科学中最早出现的学科是（） A.数学 B.天文学 C. 医学 D. 化学 8. 被西方称之为“物理学之父”的科学家是（） A. 阿基米德 B. 欧几里得 C.牛顿 D.伽利略 9. 相对论的提出者是（） A. 霍金 B. 爱因斯坦 C. 牛顿 D. 居里夫人 10. 按照目前近代物理研究的最新成果，物质的最小的构成单位是（） A. 质子 B. 中子 C. 强子 D. 夸克 11. 蒸汽机的发明者是（） A. 瓦特 B. 牛顿 C. 富尔顿 D. 史蒂芬孙 12. 太阳系的中心天体是（） A. 地球 B. 太阳 C. 月球 D. 冥王星 二、多项选择题 1. 科学的社会作用有（） A. 认识作用 B. 生产力作用 C. 变革社会的作用 D. 变革社会生活面貌的作用 2. 技术创新的特征有（） A. 是技术与经济结合的概念 B. 到市场中去实现价值 C. 其关键在于商业化 D. 通过技术手段实现经济目的 3. 知识产权主要包括（） A. 著作权 B. 出版权 C. 财产权 D. 商标权 4. 高新技术的主要特征有（） A. 高智力 B. 高风险 C. 高效益 D. 高渗透 5. 我国国家创新体系已开展的主要工程有（） A. 中国社会科学院的“知识创新体系” B. “863计划” C. 科学技术部的“技术创新工程” D. 教育部的“211工程” 6. 马克思主义哲学产生的自然科学前提是19世纪中叶的三大自然科学发现，即（） A. 细胞学说 B. 电磁理论 C. 能量守恒和转化原理 D. 生物进化论 7. 下列属于太阳系构成的有（） A. 太阳 B. 小行星 C. 恒星 D. 九大行星及其卫星 8. DNA主要是由四种核苷酸构成的，它们是（） A. 脱氧体苷酸 B. 脱氧鸟苷酸 C. 脱氧胞苷酸 D. 脱氧胸苷酸 9. 新陈代谢是人体与外界环境之间的一种生物交流过程，它包含两个内容，是（） A. 异化作用 B. 变异