2018年电大《科学与技术》考试答案
一、 填空题 （每题1分，共10分）（如果以附件形式提交， 1 .原子的范围是 _________ m。 2. 原子核的范围是 _______ m。 3. 夸克的的范围 _________ m。
4 .原子能释放的方式有三种，分别是原子核衰变、 _____________ 、原子核聚变。 5.在原子能三种释放形式中，其中利用最多是 ___________ ?
6 .核电站是利用 ________ 反应所放出的核能，驱动汽轮发电机组进行发电的设施。
7. _________________________________________________ 三大合成高分子材料是塑料、合成纤维、 _________________________________________________ 。 8. 9.
10. 核酸的基本单位是
。
分子生物学诞生的标志是 。
蛋白质的基本结构单位是。
请在输入框中输入 见附件”）
1.10 2.10 3.10 4.核裂变 5.核裂变 6.核聚变链式 7.合成橡 胶8.1953年沃森、克里克提出的DNA双螺旋结构 9.氨基酸 10.核苷酸
二、 名词解释（每题3分，共18分）（如果以附件形式提交， 1. 原子核 2 .核能 3 .纳米材料 4 .超导材料 5 .细胞全能性 6 .基因工程
1. 原子核是原子中非常小的核心部分，几乎集中了原子的全部质量与正电荷。
2. 核能（或称原子能）是在原子核变化过程中，从变化前后原子核质量亏损的质量差转化来的。 3. 纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（ 制造人们需要的材料。
4. 能产生电阻趋近于零现象的材料，称为
超导材料”。
在适宜条件下，能
10-9米），再用这种超细微粒子
请在输入框中输入 见附件”
-10-14-20
5. 细胞的全能性指每一个细胞中都包含着产生一个完整集体的全套基因， 形成一个新的个体。
6. 基因工程是指在基因水平上， 采用与工程设计十分类似的方法， 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性的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。 三、 简答题（每题 7分，共21分）（如果以附件形式提交，请在输入框中输入 爱因斯坦质能关系式说明了什么？
见附件”）
爱因斯坦在关于狭义相对论的第二篇短文中论述了质量与能量的关系 △ E =（△ m） c
式中的E为能量，m为质量，c为光速。光的速度为 C=3X1O km/s,是一切物质运动速度的 最大极限。（8分）
从公式中可以看出，物体的能量每增加△
E，相应的惯性质量也必定增加厶
m =
△ E/c ;反之，每减少厶m的质量，就意味着释放出△ E =（△ m） c的巨大能量。也就是 说：质量与能量是等价的，是可以相互转化的，少量的质量能够转换为十分巨大的能量。这 是一个惊天动地的理论，它揭开了宇宙的一个巨大奥妙， 此，这一质能关系公式被后人称为 简述生物技术的定义与范围。
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
通俗地
质，作为某种化学反应的执行者， 将原料进行加工成某种产品来为社会服务的技术。 生物技术并不完全是一门完全新兴的技术， 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。 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， 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， 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、 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。 简述现代化学发展的特点。
现代化学发展有如下特点：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。
这些特点表明了现代化学总的发展趋势是既高度分化又高度综合。 等。另一方面，化学又与其他自然科学相互渗透交叉， 如：量子化学、核化学、生物化学、地球化学等。
四、论述题（每题 12分，共36分） 为什么说核能是高效、清洁和安全的能源？
1. 核能是高效的能源，一千克天然铀所能够发出的电量是同量木材，煤，石油等燃料所发电 量的万倍以上，也是太阳能，水能等天然能源发电量的万倍以上。
2. 核能是清洁的能源，一座的核电站每年卸出的燃烧后的乏燃料所产生的污染要比一座同功 率的燃煤电站所产生的污染要小得多。
当然，由于核电站的乏燃料都是放射性元素，
处理时
要解决特殊的科学技术问题。但总量少、总容积小是其基本特点。
3. 核能是安全的能源，核电站和原子弹所用的核燃料浓度不同，工作原理不同，不会发生类 似原子弹的爆炸现象。核电站的乏燃料中的放射性物质被层层包围在包壳， 尔诺贝利事故，是由于人为的操作不当造成的，总结这些经验教训， 是有充分保证的。
当代新材料发展方向是什么？
压力壳和安全壳 核电站的安全乃
三道屏障内，不会释放出来危害人类和生物。 历史上的美国三里岛事故和前苏联 （乌克兰境 内）切
一方面，在高度分化的趋 产生了一系列新的边缘科学，
酶工程、发酵工程和 20世纪70年代DNA体
这
二战期间抗生素的特
改变世界的方程”。
为核能的利用奠定了理论基础。 因
说，生物技术就是利用生物（动物、植物或微生物）或其产物，来生产对人类有用的物质或 生物。
按历史发展和使用方法的不同， 生物技术可分为
势下，现代化学从自身产生了很多新的化学学科分支，如：无机固体化学、配合物化学、分 子动力学
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中，甚至废弃后，应尽可能少对环境 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。 目前生物技术的应用主要在哪几个方面？试举例三个方面。 伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、 多领域，产生了巨大的经济和社会效益。 生物技术在材料方面的应用
材料是一个社会经济建设的重要支柱之一， 发展的重要途径之一。
首先，生物技术使一些废弃的生物材料变废为宝。
其次，生物技术为大规模生产一些稀缺生物材料提供了可能。
例如，蜘蛛丝是一种特殊的蛋
美国怀俄明大
白质，其强度大约是钢材的 5倍，而可塑性比钢材高 30%,可用于生产防弹背心、降落伞~| 等轻而坚固的用品，但是我们无法像养蚕一样饲养蜘蛛而获得大量的蜘蛛丝。 学的一个研究小组将编码蛛丝蛋白的基因转入细菌获得表达， 蛋白质相同，有可能通过发酵途径大量生产。
产生的蛛丝蛋白与蜘蛛丝中的
然后利用
通过生物技术构建新型生物材料，
是现代新材料
农牧业、医药、环保等众
而加拿大研究人员将蛛丝蛋白的基因在山羊的
乳腺细胞中成功表达，这种转基因山羊产出的奶便含有了能制造蜘蛛丝的蛋白质， 媲美。因此，用这种 生物技术在能源方面的应用
活体生物反应器”同样有可能大量生产优质的
特殊的溶剂，就可以从羊奶中 抽出”连续不断的纤维，这种纤维在机械强度上可以和真正的 蜘蛛丝
蛛丝蛋白”。
能源是人类生存的物质基础之一， 是社会经济发展的原动力。能源分为不可再生能源（如石 油、天然气、煤）和可再生能源（如太阳能、风能、生物质能等） 不可再生能源的开采率，另一方面能开发更多可再生能源， 发备受世界各国的重视。二
首先，生物技术提高了石油开采的效率。
在石油开采过程中， 石油通过油层的压力自发地沿
1/3左右。二次采
微生物在
此外，也利用微生物进行二次采油。
着油井的管道向上喷出，但通过这种方式开采到的油量只有油田总储量的 油常用的方法是强化注水以提高油层的压力，
，生物技术一方面能提高
因而生物技术与能源的研究及开
油层中发酵产生大量酸性物质，降低了原油的粘度，使其容易流动，微生物还可产生气体， 增加地层压力，这两方面都提高了采油率。美国德克萨斯州一口 其次，生物技术为新能源的利用开辟了道路。
40年井龄的油井中，加入
5倍。 也就是那些稻
蜜糖和微生物混合物，然后封闭，经细菌发酵后，井内压力增加，出油量提高近
地球上每年生产出的纤维物质，
草、麦秆、玉米秸、灌木、干草、树叶等等，只要拿出
5%来，加以合理的利用，就足够满
足全球对能源的需求量了， 这就是生物质能的利用。完成这一使命的是发酵工程。这些纤维 物质，都是由纤维素、半纤维素、木质素这三种成分组成的，除了木质素另有用途之外，纤 维素和半纤维素可以分别进入发酵罐，采用不同的微生物来进行发酵。 生物技术在农业方面的应用
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