教师资格【中学综合素质】复习指导：科学常识

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1905年，爱因斯坦提出了光量子说。

1924年，法国物理学家德布罗意证明了物质具有波粒二象性。

1925年，德国物理学家海森伯和玻尔，建立了量子理论第一个数学描述——矩阵力学。l926年，奥地利科学家提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程——薛定谔方程.给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。后来，物理学家将矩阵力学与波动力学统一起来，统称量子力学。

三、生命科学

(一)生命的物质基础

1.细胞

细胞是一切生命体的基本单位，植物和动物的发育过程就是新细胞形成的过程。细胞内部有细胞核，外部是细胞质和最外层的细胞膜。细胞质主要由蛋白质和核糖核酸(RNA)构成，细胞核中最重要的物质是脱氧核糖核酸(DNA)。

2.蛋白质

蛋白质是一类极为复杂的含氮化合物，它是构成生物体的主要成分，是构成细胞的基本物质材料，占生物体干物质重的50%。所有的蛋白质都含有碳、氢、氧、氮四种元素。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，它具有生物功能的多样复杂性，因而是重要的生命物质，在生命活动中起着重要作用。

3.核酸

核酸同生物的生长、发育、繁殖、遗传和变异有着密切的关系。核酸的基本单位是核苷酸，每个核苷酸分子由戊糖、磷酸和含氮碱基组成。组成核苷酸的戊糖有两种：核糖和脱氧核糖。组成核酸的含氮碱基有尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(c)、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)。由核糖和A、G、C、U四种碱基及磷酸组成的核酸称为核糖核酸(RNA);由脱氧核糖与A、G、c、T四种碱基和磷酸组成的核酸称为脱氧核糖核酸(DNA)。

在DNA分子结构中，碱基的配对规律为：A与T配对，G与C配对，反之亦然。

4新陈代谢

只要生命存在，生物体就要和外部环境不断进行物质和能量交换，这就是新陈代谢。这个过程包括从外部摄取养料，转换成自身的物质，并储存能量，同时也要将自身的一些物质分解，向外排出物质和释放能量。如绿色植物借光合作用以水、二氧化碳和无机盐等无机物制造有机物，并放出氧;非绿色植物可分解现成的有机物，释放出二氧化碳和水。

(二)基因的概念

基因是DNA中的最小遗传功能单位。基因在DNA分子中是以特定顺序排列的、含有几百到几千个核苷酸的特定区段，是传递指挥DNA复制命令和控制性状遗传指令的作用因子，也称遗传因子。(三)生命的遗传和变异

生物最为引人注目的特征.就是能够通过繁殖将本物种的性状特征传递下去.产生与亲代相似的子代。即遗传现象。遗传过程实质上是遗传物质传递的过程。遗传信息的传递是依靠DNA的复制过程进行的。DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。而将DNA携带的遗传信息传递到细胞质中去的物质就是RNA。RNA是传达DNA信息的信使。DNA传递遗传信息遵守“中心法则”，即遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA.即完成DNA的复制过程。

变异和遗传一样.也是生物运动的普遍规律。变异是指同种生物世代之间或同代不同个体之间的性状差异。变异可分为遗传的变异和不遗传的变异。不遗传的变异是仅由环境条件直接引起的变化，如动植物因营养不足而发育不良，因环境污染而器官畸变等，一般是定向的。在生物进化上，只有遗传的变异才是自然选择的材料。遗传的变异通过遗传物质的改变而变化，包括基因突变和染色体畸变，一般是不定向的。

(四)人类基因组计划

人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称的人类科学史上的重大工程。人类基因组计划的目标是测定和绘制人体的24条染色体(22条常染色体和X、Y性染色体)上30多亿个碱基对的全序列。

2000年6月26日,人类基因组计划已绘制出覆盖面达97%的人类基因组“工作框架图”。2001年2月12日,六国科学家共同宣布.经过初步测定和分析，人类基因组共有32亿个碱基对，组成大约3万～3.5万个蛋白编码基因，远小于原先l0万个基因的估计。2003年4月14日，中、美、英、日、法、德六国政府首脑联名发表声明,宣布人类基因组序列图提前绘成。

四、环境科学

(一)环境科学的概念

环境科学是研究人类在认识自然和改造自然中人与环境之间相互关系的科学。它是一门综合性很强的新兴科学.是以人类与其生存环境构成的“人类一环境”系统为对象，应用化学、生物学、物理学、地质学、自然地理学、土壤学、气象学和医学等学科的原理和方法，研究人类与其环境的相互联系、相互作用、相互制约和相互调适，研究由人类活动所引起的环境质量的变化及其评价、预测、控制、改善和保护的科学。

(二)环境科学发展的现状1.环境问题与环境科学

(1)人类目前面的环境问题.已日益影响到人类的正常生活。这些环境问题主要有人ISl问题、能源问题、资源问题和环境保护问题。

(2)环境问题主要是由人类生活和生产活动的飞速发展引起的。人类活动使环境条件发生变化，对人类生存环境造成污染和破坏，影响人类的正常生产和生活，给人类直至后代带来灾害，这就是环境问题的实质。

(3)目前的环境科学已由过去单纯的从环境问题出发的研究发展到从环境整体出发，进行跨学科合作的整体性研究研究方法上也开始运用系统方法，以微观和宏观相结合的方法，以整体观念剖析环境问题,更加注意对生命维持系统的研究，扩大生态学原理的应用范围;已注意开展对全球性环境问题的国际性研究.发展高效益的环境污染控制技术。

2.生态科学

生态科学是研究生物体与其生存环境之间相互关系的一门学科，又称为环境生物学。按其研究的对象.生态学又可以分为个体生态学、种群生态学和群落生态学。目前，生态学研究的重点正转向以人类社会为主体.重视人与环境相互作用的研究，因而在社会经济的可持续发展中正发挥着愈来愈重要的作用。

(1)生态系统。在地球表面的一定空间中，生物群体与无机环境通过能量转换与物质循环联结成一个整体。生态系统。按其环境特征可分为陆地生态系统和水域生态系统。

(2)生态平衡。生态平衡又称“自然平衡”。在自然界中，不论森林、草原还是湖泊，都是由动物、植物、微生物等生物成分和光、水、土壤、空气、温度等非生物成分所组成。每一个成分都不是孤立存在的.而是相互联系、相互制约的统一综合体。它们之间通过相互作用达到一个相对稳定的平衡状态，称为生态平衡。

(3)生态安全。生态安全是以生态学方法来定义环境保护论之外的人类安全行为，并用于评定对人类社会的未来安全有着极为密切的四种发展关系：人与自然环境之间;不同的人群之间;人与其他物种的数量之间：人与病原微生物之间。生态安全将取决于保持这四种关系中任何一种的微妙平衡。(4)生物多样性。生物多样性是指地球上的生物(包括动物、植物、微生物)在所有形式、层次和联

合体中生命的多样化，包括遗传多样性、生物物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是地球上生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存的物质基础。

(三)可持续发展

1.可持续发展的概念

联合国世界环境与发展委员会在其1987年发表的报告《我们共同的未来》中，提出了可持续发展概念。可持续发展是指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展虽然可持续发展概念是从生态学的角度提出的，但是，它实际上涵盖了自然环境的改善、经济的发展和社会的进步三个层次的内容。第一，可持续发展并不否定经济增长，但需要重新审视如何实现经济增长。第二，可持续发展以自然资源为基础，与环境承载能力相协调。第三，可持续发展以提高生活质量为目标，和社会进步相适应。

2.联合国环境与发展大会

1992年6月3日至l4日在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会，是联合国成立以来规模最大、级别最高、参加人数最多、影响最为深远的一次国际会议。大会通过了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》(又称《地球宪章》)、《21世纪议程》、《关于森林问题的原则声明》等重要文件，有l50多个国家签署了《气候变化框架公约》和《生物多样性公约》。这是一次拯救地球的历史性盛会.是国际社会对人类与自然的关系在认识史上的一次大飞跃，第一次从环境保护和经济发展有机联系的高度.提出了可持续发展战略及其行动纲领一《21世纪议程》，确定了面向21世纪国际环境和发展合作的原则，将可持续发展由概念、理论推向行动。在国务院各有关部门、机构和社会团体的广泛参与下.经中外的共同努力，于1993年4月完成了《中国21世纪议程》的第一稿，此项工作完成后，我国成为世界上第一个编制国家级21世纪议程的国家

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责任编辑：云云