科学与技术作业2参考答案

《科学与技术》作业2参考答案

一、填空题

1．研究层面由宏观向微观发展，研究方法由定性向定量发展，研究对象由静态向动态发展，研究结果由描述性向推理性发展

2. 塑料，合成纤维和合成橡胶

3．基础分析化学的任务有定性分析和定量分析。

4．核膜、核仁、染色质和核液

5．DNA双螺旋结构的分子模型的确立

6．氨基酸，核苷酸

7．细胞融合，细胞核移植技术

二、名词解释

1. 纳米材料，就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（10-9米），再用这种超细微粒子制造人们需要的材料。

2. 超导材料，指在一定条件下，能产生电阻趋近于零现象的材料。

3. 形状记忆材料。在一定温度下，将这类材料先加工成型，然后改变外界温度（降温或升温），它可产生变形。一旦外界温度重新回复到原来温度时，它立即可以恢复原状，犹如具有“记忆”过去形状的功能，故称其为形状记忆合金。

4. 细胞全能性，指每一个细胞中都包含着产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，能形成一个新的个体。

5. 基因工程，是指在基因水平上，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。

6. 蛋白质工程，是指在深入了解蛋白质空间结构以及结构与功能的关系，并在掌握基因操作技术的基础上，用人工合成生产自然界原来没有的、具有新的结构与功能的、对人类生活有用的蛋白质分子。

三、简答题

1. 简述现代化学研究的内容和方法。

现代化学研究的内容：现代化学研究的内容可以归纳为三个方面：第一是深入研究化学反应理论，开发化学反应过程来揭示化学反应的实质，进而设计最佳的化学反应过程。第二是提高结构力量水平，致力于寻找或设计最需要、最佳的化合物材料或体系。第三，发展分析和测试新方法，依靠计算机技术及多学科综合，使化学研究信息趋于更高的灵敏性和可靠性，为高科技发展创造新分子，为社会需要合成特定性能的材料和物质。

现代化学研究的方法：现代化学研究不仅要综合其他自然科学的理论成果，而且还要综合运用其他自然科学的研究方法。现代化学需要多学科知识的综合、众多高深理论作指南、依靠多种专业人员细密分工和合作，用多种精密仪器设备作检测的手段。其研究的方法，必要博采众长，协同多学科合作进行，以整体思维来思考。

2. 简述生物技术的定义与范围。

生物技术也可称为生物工程，它是在分子生物学、细胞生物学和生物化学等的理论基础上，建立起来的一个综合性技术体系。生物技术可分为传统生物技术和现代生物技术两大类，传统生物技术是应用发酵、杂交育种等传统的方法来获得需要的产品，现代生物技术是以生物化学或分子生物学方法改变细胞或分子的性质而获得需要的产品。这也是我们一般所认为的生物技术。随着显微镜的发明和微生物的发现，二战期间抗生素的特殊需求，DNA双螺旋结构的发现，现代生物技术的雏形逐步形成，20世纪70年代DNA体外重组的成功，标志着现代生物技术的正式诞生。

根据操作的对象和技术，现代生物工程一般包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程，其中，基因工程技术是现代生物技术的核心技术。

四、论述题

1. 论述生物技术的安全性与伦理问题。

生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物细胞及其产生的活性物质，作为某种化学反应的执行者，将原料加工成某种产品来为社会服务的技术。生物技术的安全性问题主要体现在以下几个方面：

（1）基因污染，基因污染是指在天然的生物物种基因中掺进了人工重组的基因，并且这些外来的基因可随被污染的生物的繁殖而得到增殖，再随被污染生物的传播而发生扩散，因此，基因污染是一种非常特殊又危险的环境污染。

（2）转基因食品的安全性，关于转基因食品的安全性目前尚无定论，因此，用转基因生物生产的转基因食品和药品要进入市场，必须进行消费安全评估。

（3）基因治疗的不确定性，以目前的技术水平，基因治疗有较大的不确定性。

此外，还存在异种移植的危险性、生物武器的恐慌等种种安全性问题。

生物技术除了需要关注安全性问题以外，还给人类社会的伦理道德观念带来强烈的冲击。早在20世纪50年代中期，一批研究宗教和神学的人士就对人类在改造生命过程中，可能带来的某些伦理道德问题进行了有益的探讨。70年代初，随着基因工程的兴起，一批有见识的哲学家开始关注“生物伦理学”。现在，生物伦理学已经成为生命科学的一门重要分支学科。

每个人的基因组信息是不能轻易暴露的，不然基因组中隐私就可能产生“基因歧视”，危及其切身利益和生存空间。其次，人类基因的破解还有可能带来其他一系列社会问题，如人类寿命得以延长将导致人满为患，人们可以任意选择生男生女将使男女比例失调等等。

还有克隆人与细胞核的供体既不是亲子关系，也不是兄弟姐妹的同胞关系。他们类似于“一卵多胎同胞”，但又存在代间年龄差。这将在伦理道德上无法定位，法律上的继承关系也将无以定位等等。

生物伦理学的研究将在科学界构筑相应的科学研究道德规范，使专业人士在科研的同时也要明确自己的道德权利和责任，并为国家决策机构制定既有利于生物技术发展，又有利于改善地球上人类生活质量的法规、政策提供必要的理论基础。

2. 当代新材料发展的方向是什么？为什么说新材料是现代高新技术的支柱？

随着社会的进步，人类总是不断地对材料提出新的要求。当今新材料的发展有以下几点：

（1）结构与功能相结合。即新材料应是结构和功能上较为完美的结合。

（2）智能型材料的开发。所谓智能型是要求材料本身具有一定的模仿生命体系的作用，既具有敏感又有驱动的双重的功能。

（3）少污染或不污染环境。新材料在开发和使用过程，甚至废弃后，应尽可能少地对环境产生污染。

（4）能再生。为了保护和充分利用地球上的自然资源，开发可再生材料是首选。

（5）节约能源。对制作过程能耗较少的，或者新材料本身能帮助节能的，或者有利于能源的开发和利用的新材料优先开发。

（6）长寿命。新材料应有较长的寿命，在使用的过程中少维修或尽可能不维修。

材料是人们用来制造有用物品的各种物质。是人类生产和生活的物质基础，也是社会生产力的重要因素。而新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料。新材料是能源工业、信息技术发展的物质基础和前提。也是其它新技术的直接载体和根本动力。新材料的发展将促进包括新材料产业在内的高新技术产业的形成与发展，同时还将带动传统产业和支柱产业的改造和产品的升级换代, 新材料成为其他高新技术发展的支撑和先导，其研究水平和产业化规模已成为衡量一个国家和地区经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。在现代社会的经济生活中，诸多高新技术产品都是与新材料、新能源技术的发展密切相关。

例如，在新材料技术领域，高温结构材料、多功能材料、超导材料、激光材料、生物材料等高性能材料的开发与利用已经获得突飞猛进的发展。材料技术为航空、航天工业提供了强度更高、刚性更好、质量更轻的新型材料；先进陶瓷材料极大地扩展了它的应用范围和领域，从而使它成为末来工业重要的原材料。据专家估计，用陶瓷材料替代金属材料制作发动机部件，将使发动机耗油量减少30％以上；电子信息材料的发展促进了信息产业的发展，使信息产业成为许多国家的支住性产业；超导材料实现了陶瓷无机材料的无电阻状态，而超导技术的广泛应用使许多方面发生着飞跃式的发展；激光和光导纤维材料技术的发展，正在把人类带人光通信的时代；生物材料为人类提供了新的医疗手段，并且创造着人类健康新概念；而纳米技术则通过对原有各类材料进行纳米级结构单元的重组，极大地改进了原有材料的性能与功能。

由此可见，新材料技术已经成为推进一个国家产业升级，影响产业结构变化的重要因素，新材料的开发与利用也正在成为一个国家重要的支柱性产业。