科學與技術形考任務二科學與技術形考任務二科學與技術形考任務二xxx公司科學與技術形考任務二文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度一、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”）題目1完成滿分題干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、。８．分子生物學誕生的標志是

。

９．蛋白質的基本結構單位是

。10.核酸的基本單位是

。1、10-102、10-14-10-153、

10-204、

原子核裂變5、

裂變6、

原子核裂變7、

合成橡膠8、

DNA雙螺旋結構的分子模型的確立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”）題目2完成滿分題干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：尺度為10-14—10-15m大小的，由質子和中子組成的原子的中心區只有原子的萬分之一大小，這里卻是原子中的全部正電荷和近全部質量集中區，也是核外電子環繞運動的中心。2、核能：核能即原子能，它是原子結構發生變化而釋放的能量。通常的化學反應，僅涉及原子與原子之間相互結合關系的變化，而原子核不發生變化。在原子核反應中，原子核的組成部分(中子和質子)的相互關系發生變化。由于這些粒子之間結合的緊密程度，遠遠大于原子間結合的緊密程度，因此核反應中的能量變化比化學反應大幾百萬倍。3、納米材料：納米是1m的十億分之一，即10-9m.納米材料就是用特殊的方法將材料顆粒加工到納米級，再用這種超細顆粒制造人們需要的材料。目前納米材料有四種，納米材料表現出奇特的性能。4、超導材料：在一定條件（溫度）下能導致導電材料的電阻趨僅近于零的現象叫超導現象，能產生電阻趨近于零現象的材料稱為超導材料。此溫度稱：臨界溫度。5、細胞的全能性：是指每一個細胞中都包含著產生一個完整機體的全套基因，在適宜條件下，能形成一個新的個體。6、基因工程：在基因水平上,采用與工程設計類似的方法,按人的需要進行設計,然后按設計方案創建出具有某種新的性狀的生物新品系,并使之能穩定地遺傳給后代.。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”）題目3完成滿分題干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）c2公式中E為能量，m為質量，c為光速。光的速度為c=3×105km/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/c2；反之，每減少△m的質量，就意味著釋放出△E＝（△m）c2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”。題目4完成滿分題干簡述生物技術的定義與范圍。答：生物技術也可稱為生物工程，它是在分子生物學、細胞生物學和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。題目5完成滿分題干簡述現代化學發展的特點。現代化學發展的特點是精、深、細、多學科，綜合化。研究對象由靜態向動態發展。研究層面由宏觀向微觀發展。研究結果又描述性到推理性，研究方法由定性到定量。經過約200多年的努力，化學進入現代時期。總結起來說現代化學有五大特點：（1）化學家對物質的認識和研究，從宏觀向微觀深入。20世紀以來，化學家已用實驗打開原子大門，深入地了解原子內部的情況，并且用量子理論探討原子內的電子排布、能量變化等。就是對復雜的化學反應來說，也可以測量反應機理，了解反應過渡態的情況以及分子、原子間能量的交換。（2）從定性和半定量化向高度定量化深入。雖然近代化學也曾廣泛地使用各種定量化工具，但是還只能說停留在定性和半定量化水平。本世紀60年代后，電子計算機大規模地引進化學領域，用它來計算分子結構已取得巨大的成功。如今任何化學論文如無詳盡的定量數據就難以發表，發表了也難取得公認。而且如今化學實驗的精密度愈來愈高，幾乎所有儀器都是定量化的，有的還用電子計算機來控制。（3）對物質的研究從靜態向動態伸展。近代化學對物質的研究基本上停留在靜態的水平或從靜態出發，推出一些動態情況。例如，從熱力學定律出發，通過狀態函數的變化，從始態及終態情況推斷反應變化中一些可能情況。現代化學已擺脫這種間接研究推理，而采用直接的方法去了解或描述動態情況，特別是激光技術、同位素技術、微微秒技術、分子束技術在現代化學里的大規模應用。化學家目前已能了解皮秒內微粒運動的情況，反應中化學鍵的斷裂以及能量交換等情況。特別值得一提的是有關動態薛定諤方程的研究，一旦成功它將會為動態研究開辟光輝前景。（4）由描述向推理或設計深化。近代化學幾乎全憑經驗，主要通過實驗來了解和闡述物質。雖然也有一些理論如溶液理論、結構理論等可以指示研究方向，但總體來說近代化學基本上是描述性的。原來化學中四大學科（無機化學、有機化學、分析化學、物理化學）彼此存在很大獨立性。然而現代化學已打破傳統的界限，化學不僅自身各學科相互滲透，而且跟物理、生物、數學、醫學等學科相互交融和滲透。特別是近年量子化學的發展，已滲透到各學科，使化學擺脫歷史傳統，可以預先預測和推理，然后用實驗來驗證或合成。例如，當今許多高難度的合成工作都事先根據理論設計，然后決定合成路線。著名的維生素B12的合成工作就是一個典范，它標志著化學已從描述向設計飛躍。（5）向研究分子群深入。近代化學對化學的研究通常只停留在一個或幾個分子間的作用。即所謂0級、1級、2級、3級反應，對多分子的反應是無能為力的。但是近代化學遠遠不能滿足實際需要了，特別是研究生物體內的化學反應，就要研究多個分子甚至一大群分子間的反應了。例如，一個活細胞內往往需要幾十種酶作催化劑，同時催化許多化學反應。因此研究分子群關系，已成為現代化學的一個特點。信息文本四、論述題（每題12分，共36分）題目6完成滿分題干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。所以可以看出核能比其它天然和石化能源高效。(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。一座1000MW的核電站每年卸出的燃燒后的核燃料（稱作乏燃料）30余噸，大部分經處理后可回收利用，僅余50kg的待處理“廢物”。放射性元素總量少、總容積小是基本特點。與次相比，一座同功率的燃煤電站每年需耗煤200余萬噸，向環境排放的廢物有650萬噸CO2，萬噸SO2，4000噸NOx及28噸煙灰。在煙灰中約含400t有度的重金屬，如砷、汞、鉛、鎘，還有鐳、噸釷及2噸鈾放射性物質隨煙灰排放到大氣中。煤電站排出的氣體中，二氧化硫及氮氧化物是造成酸雨的根源。二氧化碳則是影響全球大氣環境的溫室氣體，均屬應限制及減少排放的對象。二氧化硫對人體的健康是極為有害的。上述排放量約為人群致死劑量的1/10。(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。人類的生活環境本來就存在天然放射性，來自于土壤、居室、空氣及宇宙線，這些放射性稱為“天然本底”。由于核電站對核燃料在反應堆內、外的整個循環過程中，都采取了嚴密的與環境隔離的措施，周圍居民受放射性污染只比“天然本底”增加百分之一，而煤電站對煤的吞吐量大，沒有隔離防護措施，隨煙灰排放的放射性對周圍居民的影響比“天然本底”高一倍，其放射性也比核電站大得多。另外，核電站動力堆的核燃料中，鈾-235的濃度一般只占3%~4%，不具備原子彈那樣的爆炸條件。而且反應堆外還有三道屏障，不會讓放射性物質排放出去。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。題目7完成滿分題干當代新材料發展方向是什么？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。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，既具有敏感又有驅動的雙重的功能。（3）少污染或不污染環境。新材料在開發和使用過程，甚至廢棄后，應盡可能少地對環境產生污染。（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。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，在使用的過程中少維修或盡可能不維修。材料是人們用來制造有用物品的各種物質。是人類生產和生活的物質基礎，也是社會生產力的重要因素。而新材料是指新近發展的或正在研發的、性能超群的一些材料。新材料是能源工業、信息技術發展的物質基礎和前提。也是其它新技術的直接載體和根本動力。新材料的發展將促進包括新材料產業在內的高新技術產業的形成與發展，同時還將帶動傳統產業和支柱產業的改造和產品的升級換代,新材料成為其他高新技術發展的支撐和先導，其研究水平和產業化規模已成為衡量一個國家和地區經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志。在現代社會的經濟生活中，諸多高新技術產品都是與新材料、新能源技術的發展密切相關。例如，在新材料技術領域，高溫結構材料、多功能材料、超導材料、激光材料、生物材料等高性能材料的開發與利用已經獲得突飛猛進的發展。材料技術為航空、航天工業提供了強度更高、剛性更好、質量更輕的新型材料；先進陶瓷材料極大地擴展了它的應用范圍和領域，從而使它成為末來工業重要的原材料。據專家估計，用陶瓷材料替代金屬材料制作發動機部件，將使發動機耗油量減少30％以上；電子信息材料的發展促進了信息產業的發展，使信息產業成為許多國家的支住性產業；超導材料實現了陶瓷無機材料的無電阻狀態，而超導技術的廣泛應用使許多方面發生著飛躍式的發展；激光和光導纖維材料技術的發展，正在把人類帶人光通信的時代；生物材料為人類提供了新的醫療手段，并且創造著人類健康新概念；而納米技術則通過對原有各類材料進行納米級結構單元的重組，極大地改進了原有材料的性能與功能。

由此可見，新材料技術已經成為推進一個國家產業升級，影響產業結構變化的重要因素，新材料的開發與利用也正在成為一個國家重要的支柱性產業。題目8完成滿分題干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。例如，在食品方面。食品生產是世界上最大的工業之一，食品生物技術包含的內容很廣，如提高食品產量和質量、開拓食品種類等。

首先，生物技術被用來提高生產效率，從而提高食品產量。例如，現代發酵工程可以認為是從傳統的釀造業脫胎而來，然而，現代發酵工程與傳統的釀造業已經是不可同日而語的兩回事了。作為人們的重要調味品之一的醬油，世界上不少地方至今仍用傳統的釀造工藝進行生產，但那可是一個很繁瑣、很費時的過程，從發酵、曬醬、泡醬，直到取得成品醬油，需要半年到一年的時間。在20世紀80年代，日本的一家公司用現代的發酵工程取而代之。他們的做法是將一種耐乳酸細菌和一種酵母菌一起固定在海藻酸鈣凝膠上，再裝入制造醬油的發酵罐。從原料到成品的周期還不滿3天！

其次，生物技術可以提高食品質量。例如，由于人體吸收過量的砂糖會增加脂肪的積累，引起肥胖、高血壓、糖尿病、心血管等疾病，因此許多甜味食品中使用高果糖漿來代替蔗糖。高果糖漿以淀粉為原料，生產過程中先后使用了α－淀粉酶、糖化酶和異構化酶，隨著固定化酶的研究和應用的發展，從1973年起，便開始采用固定化酶(或含酶菌體)生產高果糖漿。目前世界上每年淀粉糖的用量與日俱增，其中70％是高果糖漿，而砂糖用量逐年下降。可以說高果糖漿的生產是食糖工業的一場革命，又是酶工程在工業生產中最成功、規模最大的應用。

第三，生物技術還用于開拓食品種類。例如，蛋白質是構成人體組織的主要材料，每個人在一生中要吃下約噸蛋白質。然而，蛋白質是地球上最為缺乏的食品，按全世界人口的實際需要計算，每年缺少蛋白質的數量達3000～4000萬噸。利用生物技術生產單細胞蛋白為解決這一問題提供了一條可行之路。所謂單細胞蛋白，是指由單細胞的微生物生產出來的蛋白質。微生物體內含有豐富的蛋白質，按干重計算，酵母菌的蛋白質含量為45%~55%，細菌的蛋白質含量更是高達60%~80%，而農作物中含蛋白質量最高的是大豆，它的蛋白質含量也不過是40%左右，另外，微生物的繁殖速度很快，因此，通過微生物獲取蛋白質比種植業和養殖業快得多。以發酵工程來生產單細胞蛋白是不太復雜的事，關鍵是選育出性能優良的酵母菌或細菌。這些微生物迅速繁殖，一天里要繁殖十幾代甚至幾十代。每一代新生的微生物又會拼命吞噬“食物”，合成蛋白質，并繁殖下一代……當然，這些過程都是在發酵罐里完成的。人們通過電腦嚴密地控制著發酵罐內的發酵過程，不斷加入水和營養物（甲醇、甲烷、纖維素……），不時取出高濃度的發酵液，用快速干燥法制取成品——單細胞蛋白。20世紀60年代，英國率先實現了單細胞蛋白的工業化生產。此后，日本、美國、法國、前蘇聯、德國相繼建立了生產單細胞蛋白的工廠。目前，全世界單細胞蛋白的產量已經超過3000萬噸，質量也有了重大突破，從主要用作飼料發展到走上人們的餐桌。信息文本五、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”）題目9完成滿分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）1答：通過“朋友圈”的調查，得出生物技術在生活中有廣泛的應用：生物技術在醫藥衛生領域的應用主要有以下三個方面:1、生物技術解決了過去用常規方法不能生產或者生產成本特別昂貴的藥品的生產技術問題，開發出了一大批新的特效藥物，如胰島素、干擾素(IFN)、白細胞介素-2(IL-2)、組織血纖維蛋白溶酶原激活因子(TPA)、腫瘤壞死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、人生長激素(HGH)、表皮生長因子(EGF)等等，這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性、免疫性、內分泌等嚴重威脅人類健康的疑難病癥，而且在避免毒副作用方面明顯優于傳統藥品。2、生物技術是研制出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備，如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等，并找到了某些疑難病癥的發病原理和醫治的嶄新方法。我國的單克隆抗體診斷試劑市場前景良好。3、生物技術是基因工程疫苗、菌苗的研制成功直至大規模生產為人類抵制傳染病的侵襲，確保整個群體的優生優育展示了美好的前景。我國開發重點是乙肝基因疫苗。現代生物技術以再生的生物資源為原料生產生物藥品，從而可獲得過去難以得到的足夠數量用于臨床的研究與治療。如1克胰島素(h-Insulin)要從公斤新鮮豬或牛胰臟組織中提取得到，而目前世界上糖尿病患者有6000萬人，每人每年約需1克胰島素，這樣總計需從45億公斤新鮮胰臟中提取，這實際上辦不到的，而生物技術則很容易解決這一難題，利用基因工程的"工程菌"生產1克胰島素，只需20升發酵液，它的價值是不能用金錢來計算的。20世紀70年代以來，生物科學的新進展，新成就層出不窮。從總體上看，當代生物科學主要朝著微觀和宏觀兩個方面發展:在微觀方面，生物學已經從細胞水平進入到分子水平去探索生命的本質;在宏觀方面，生態學的發展正在為解決全球性的資源和環境等問題發揮著重要作用。我們知道，人類的許多疾病都與基因有關。在基因水平上對人類的疾病進行診斷和治療，是科學家們正在探求的另一個重大課題。為了弄清人類約10萬個基因的結構和功能，美國從1988年開始實施“人類基因組計劃”，目前這項研究已經成為國際間合作的一項重大科研課題。生物工程在農業生產上的應用前景更為誘人，1988年，中國科學家人工合成了抗黃瓜花葉病毒的