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人教版必修3《第19课 建国以来的重大科技成就》备课资料

课程标准：列举新中国成立以来科技发展的主要成就，认识科技进步在现代化建设中的重大作用。
古代中国科技一度领先世界，但近代以来，科技落后于世界。洋务运动学习西方先进科技，由于政治改革未同步，未能成功。新文化运动提倡科学，反对愚昧、迷信，有些科技成果，如20年代美国留学的侯德榜先生发明的侯氏制碱法（纯碱）至今仍然是世界上制碱的主要方法，但由于政治救亡和军事斗争压倒一切，也未出现重大科技成果。
新中国成立以来，由于国家统一、独立，加上国家重视，制订全国科技发展规划，科技取得了一些重大成就。
李约瑟之谜：
为什么资本主义和现代科学起源于西欧而不是中国或其他文明？英国著名生物化学家李约瑟，曾因胚胎发育的生化研究而取得巨大成就，后来他又以中国科技史研究的杰出贡献成为权威，并在其编著的15卷《中国科学技术史》中正式提出了著名的“李约瑟难题”：“如果我的中国朋友们在智力上和我完全一样，那为什么像伽利略、托里拆利、斯蒂文、牛顿这样的伟大人物都是欧洲人，而不是中国人或印度人呢？为什么近代科学和科学革命只产生在欧洲呢？……为什么直到中世纪中国还比欧洲先进，后来却会让欧洲人着了先鞭呢？怎么会产生这样的转变呢？”
近代“科学救国”思潮：
张剑《从“科学救国”到“科学不能救国”——近代中国“科学救国”思潮的演进》（《自然科学史研究》 2010年01期）：以魏源“师夷长技以制夷”为序幕的“科学救国”思潮，在甲午战争之后让位于“改良”与“革命”的“政治救国”浪潮。民国建立后，在实业建国和“政治并不能救国”的影响下，“科学救国”思潮再次勃兴，并促成了五四新文化运动的兴起与发展。但就在五四新文化运动高涨之际，“科学不能救国”的声音出现，表现为三个方面：一是中西文化论争中，科学成为第一次世界大战的“祸首”；二是在政治革命实践如火如荼影响下，政治革命再次取代科学成为救国的工具；第三，随着中国科学的发展与社会历史的变动，国人逐渐认识到科学不仅仅是救国工具，它自身还具有丰富的内涵，其本质是扩展人类知识视野，科学终于完成了从救国工具向追求真理的学术事业转变，回归科学本身。
钱学森之问：
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”
一、从“两弹一星”到载人航天：
1、两弹一星：
“两弹一星”最初是指原子弹、导弹和人造卫星。“两弹”中的“一弹”是原子弹，后来演变为原子弹和氢弹的合称；另“一弹”是指导弹；“一星”则是人造地球卫星，实际上是“三弹一星”。
也有人认为，“两弹”开始是指原子弹、导弹。后来氢弹试验成功了，“氢弹”“原子弹”都属于核武器系列，可以合称“核弹”。“两弹”就变成了核弹、导弹了。仍然是“两弹一星”。
原子弹：是核武器之一。核武器是指包括氢弹、原子弹、中子弹、三相弹、反物质弹等在内的与核反应有关的杀伤性武器。
除美国、苏联、英国、法国和中国已掌握核武器外，印度在1974年进行过一次核试验，巴基斯坦1998年5月29日首次核试验成功，朝鲜2006年10月9日首次核试验成功。以色列和日本虽未公开进行核爆试验，但以色列是公认的具有核武器的国家，而日本则完全具备生产核武器的技术条件。
氢弹：是核武器之一。
导弹：是“导向性飞弹”的简称。导弹通常由战斗部（弹头）、弹体结构系统、动力装置推进系统和制导系统等4部分组成。是一种依靠制导系统来控制飞行轨迹的可以指定攻击目标，甚至追踪目标动向的无人驾驶武器，其任务是把战斗部装药在打击目标附近引爆并毁伤目标，或在没有战斗部的情况下依靠自身动能直接撞击目标，以达到毁伤效果。在导弹的发展历程中，也曾出现过不带战斗部的导弹。导弹有多种分类方法，如按照装药分，弹头装普通炸药的，为常规导弹；装核弹头的，为核导弹。
射程通常在1000千米以内，多属近程导弹。1000千米—2500千米，一般是中程导弹。
导弹的起源与火药和火箭的发明密切相关。火药与火箭是由中国发明的。
人造卫星：环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体，环绕哪一颗行星运转，就把它叫做那一颗行星的卫星。比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。
人们习惯上按用途将人造卫星划分为科学、技术试验和应用卫星三个大类。
科学卫星：用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星。科学卫星使用的仪器包括望远镜、光谱仪、盖革计数器、电离计、压力测量仪和磁强计等。借助这些仪器可研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射和极光，观测太阳和其他天体。
技术试验卫星：进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中的新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料往往需要在轨道上进行试验，试验成功后才投入实用。这类卫星数量较少，但试验内容广泛，如重力梯度稳定试验，电火箭试验，生物对空间环境适应性的试验，载人飞船生命保障系统和返回系统的验证试验，交会对接试验，无线电新频段的传输试验，新遥感器的飞行试验和轨道上截击试验等。
应用卫星：直接为国民经济和军事服务的卫星。在所有人造地球卫星中其种类最多，发射数量也最多。应用卫星按用途可分为通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、截击卫星和多用途卫星等。按其是否专门用于军事目的又可分为军用卫星和民用卫星，有许多应用卫星都是军民兼用的。
成功时间：
1960年11月5日，中国仿制苏式的第一枚近程导弹发射成功；
1964年6月29日，中国第一枚中近程导弹发射成功；
1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功；
1967年6月17日，中国第一颗氢弹空爆试验成功；
1970年4月24日，中国第一颗人造卫星(东方红一号)发射成功。
其他国家原子弹成功的时间：
1945年7月16日，美国；1949年8月29日，苏联；1952年10月，英国；1960年2月13日，法国；1986年，以色列等。
“两弹一星”精神：
1999年9月，江泽民在表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家大会上，将“两弹一星”精神进一步概括为“热爱祖国、无私奉献，自力更生、艰苦奋斗，大力协同、勇于登攀”。
背景：
（1）中美关系、中苏关系恶化
（2）冷战的加剧
（3）国民经济调整任务基本完成
中央在1960年冬提出“调整、巩固、充实、提高”八字方针，要求对各行各业的工作进行调整。从1962年起，经济逐渐恢复和发展。1965年国民经济调整任务基本完成（1958～1960年的三年大跃进导致经济大后退，直到1965年才恢复到1957年的水平）。
目的：打破美苏等国对核武器和空间技术的垄断，加强中国的国防能力
规划：1963年制订第二个科技发展规划，部署“两弹一星”的研制
1963年12月2日，中共中央、国务院正式批准《1963—1972年科学技术发展规划》，这是建国后的第二个科技发展规划。1956年我国曾制定了《十二年科学规划》。1962年底，为了赶上世界先进科技水平，中共中央决定在原《十二年科学规划》基础上，根据社会主义建设的需要，参照世界科技发展情况，制定未来十年科技规划。《1963—1972年科学技术发展规划》包括农业、工业、资源、医药卫生、技术科学、基础科学和技术科学、科技人才队伍建设等7个方面共70个专业和学科规划。
第二个科技规划对促进我国科技发展具有重要影响，但在实施过程中受到“文革”的冲击。
中国核能的和平利用：
中国的核电建设始于1980年代初。1984年，秦山核电站（地处浙江省海盐县）和大亚湾核电站（深圳市龙岗区大鹏半岛）开工建设，分别于1991年、1994年建成。
中国核政策的要素包括：
不首先使用核武器；不对无核武器国家和地区使用核武器；发展有限的报复打击能力；反对在国家领土外部署核武器；主张全面禁止和彻底销毁核武器。其中“不首先使用”是核政策的核心。中国的核武器是慑止核战争的手段，而不是打赢核战争的工具。
《罗素—爱因斯坦宣言》：是英国著名哲学家罗素在冷战中的1955年7月9日于伦敦发表的一个宣言。宣言对核武器带来的危险深表忧虑，并呼吁世界各国领导人通过和平方式解决国际冲突。宣言的签字者包括11位著名的科学家，其中10人均为诺贝尔奖得主，只有奥波德·英费尔德（Leopold Infeld）例外。爱因斯坦也位列其中。
《金庸识小录》：对中国大陆当局试制原子弹，金庸的《明报》持强烈反对态度。陈毅针对苏联和赫鲁晓夫对中国的暗算，撤走专家，收回核弹样品，嘲讽中国妄想造原子弹一事，说了一句宁可不要裤子，也要核子的愤慨话。金庸批评这种说法，认为强国在于亲民，现在人民穷得连饭也没的吃，实在不该去发展核子武器。他的言论受到香港左翼报纸的猛烈抨击，《明报》便与《大公报》、《文汇报》、《新晚报》展开了一系列笔战。此为金庸与左翼阵营“决裂”之始。
　　强国民为本，民以食为天。金庸的这一思想无疑继承了中国传统文化中最基本的治国理念。金庸在谈到“小学生时代就津津有味的读了”的《三国演义》时回忆起一件事：“我小时候读《三国演义》，全面站在刘备的蜀汉一方，决不承认蜀汉居然会比东吴、魏国先亡，为此和我大哥激烈辩论了几个小时。大哥没有办法，只好搬出他的中学历史教科书来，指着书上清清楚楚的几行字，证明蜀汉为邓艾、钟会所灭，我才悻悻然服输，生气大半天，流了不少眼泪。”（《探求一个灿烂的世纪：金庸/池田大作对话录》第303、304页）
　　罗贯中塑造的刘备的仁德形象历来赢得了无数的支持者与同情者，童年的金庸也不例外。可以想象，在几个小时的激烈辩论中，“得人心者得天下”之类的话金庸必定申诉了不少。然而，历史是复杂的，政治是多变的，大原则囊括不了奇谲的世事。所以，我们看到，“仁德”的蜀汉在三国中居然最先灭亡，而中国在困难时期的核爆却真的对后来的腾飞有着相当积极的战略意义。
　　从长远来看，金庸的观点无疑是正确的。但或许出于他的书生意气，他没有意识到那是一个非常时代的非常时期，国家需要用巨大的代价去换取一种更急需的政治能源，以提升一种具有潜在利益的国际氛围。当然，这是权变，是一时之宜，中国大陆最终还是走上了发展民生的改革开放之路——也就是说，在实践着金庸的治国理念。于是，1981年夏，金庸应邀到了北京，与邓小平长谈。在别人的眼里，这是他对“左翼”的“回归”。
据说，金庸最近表示，有意写一部“与从前的历史观完全不同”的中国通史，“立场完全站在老百姓一边”，以老百姓的日子是否“好过”作为评价那个时代的准绳。这部通史写出来到底如何我们拭目以待；清晰可见的是，金庸一生都是个民本主义者。
2、载人航天：
列入计划：“921工程”
1992年9月21日，中国政府批准载人航天工程正式上马，并命名为“921工程”。在“921工程”的七大系统中，核心是载人飞船，载人飞船则由中国空间技术研究院为主来进行研制。“921工程”正式上马时中央就提出了“争8保9”的奋斗目标， 即1998年要在技术上有一个大的突破，1999年要争取飞船上天。
历程：
“神舟一号”：实现天地往返重大突破。1999年11月20日凌晨，中国载人航天计划中发射的第一艘无人实验飞船“神舟一号”飞船在酒泉卫星发射基地顺利升空，经过21小时的飞行后顺利返回地面。
“神舟二号”：2001年1月16日19时22分，中国第二艘无人飞船“神舟二号”在内蒙古中部地区成功着陆。至此，飞船按预定计划，在太空飞行了7天。
“神舟三号”：2002年3月25日，“神舟三号”飞船发射升空，于4月1日返回地面。
“神舟四号”：2002年12月，“神舟四号”在经受了零下29摄氏度低温的考验后，于30日0时30分成功发射，突破了中国低温发射的历史纪录。2003年1月5日，飞船安全返回并完成所有预定试验内容。
“神舟五号”：2003年10月15日，中国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。“神舟五号”21小时23分钟的太空行程，标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
“神舟六号”：2005年10月12日，中国第二艘载人飞船“神舟六号”成功发射，航天员费俊龙、聂海胜被顺利送上太空。17日凌晨，在经过115小时32分钟的太空飞行后，飞船返回舱顺利着陆。
“神舟七号”：2008年9月25日，中国第三艘载人飞船“神舟七号”成功发射，三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。
“神舟八号”：2011年11月1日顺利发射升空，11月17日19时许返回地面。神舟八号无人飞船执行与天宫一号的首次和第二次自动空间交会对接任务，为今后空间站的建立打下基础。
“神舟九号”：2012年6月16日18时37分，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。这是中国实施的首次载人空间交会对接，并于2012年6月29日10点00分安全返回。三名航天员景海鹏、刘旺、刘洋（女）。
“神舟十号”：预计神舟十号将在2012年下半年发射。任务时间为5—20天，升空后再和目标飞行器天宫一号对接，并对其进行短暂的有人照管试验。对接完成之后将打造太空实验室。它是中国第5艘搭载太空人的飞船。
二、袁隆平与杂交水稻：
袁隆平（1930.9.7—)生于北京，汉族，江西德安县人，无党派人士，现居湖南长沙。1953年毕业于西南农学院（2005年并入西南大学），是新中国第一代大学生，中国杂交水稻育种专家，杂交水稻之父。1995年当选为中国工程院院士。现任中国国家杂交水稻工程技术中心主任暨湖南杂交水稻研究中心主任。
中国农民说，吃饭靠两平，一靠邓小平（责任制），二靠袁隆平（杂交稻，增产20%）。
1973年袁隆平育种出杂交水稻，并命名为“南优二号”。
所谓杂交水稻，是由两个具有不同遗传特性的水稻品种或类型，一个作母本，一个作父本，经有性杂交以后而产生的一种新的杂合体。这种杂种的第一代，在生产优势、适应性及经济性等方面胜过母本和父本，这种现象称为杂交优势。杂种优势是生物界普遍现象，利用杂种优势提高农作物产量和品质是现代农业科学的主要成就之一。
杂交水稻，其主要思想是利用水稻的雄性不育来实现水稻的杂交。
水稻雄性不育，最早在1920年代由美国人发现。二战后世界各国科学家进行了长期的努力，提出了多种基于雄性不育来实现水稻杂交技术路线，著名的有希尔斯（Sears，E.R.，1943～1947）的三型学说、爱德华生（Edwardson，J.R.，1956）的二型学说以及日本科学家新城长友的“三系法”育种方案。首次成功的水稻杂交是由美国人Henry Beachell在1963年于印度尼西亚完成的。并由此获得1996年的世界粮食奖。1968年，日本科学家新城长友经过多年努力找到了野生的雄性不育株，提出了一系列诸如赶粉等等杂交水稻育种新方法，首次成功实现了基于“三系法”的水稻杂交技术。但是无论是Henry Beachell还是新城长友，其方案都存在着某些缺陷，无法进行大规模的推广，使得水稻杂交停留在实验室阶段，未能完成杂交水稻的产业化。
袁隆平在此基础上成功地寻找到了合适的野生的雄性不育株，并突破了日本人无法实现的杂交水稻育种技术，完成了杂交水稻研究工作的最后一步，选育出了第一个得到大面积应用的杂交水稻品种——南优2号。并1981年荣获中国第一个国家发明特等奖，2001年荣获“国家最高科学技术奖”。袁隆平还被国际科学界称为“杂交水稻之父”。
世界把杂交稻当做中国继四大发明之后的第五大发明，被誉为“第二次绿色革命”。
20世纪中期，一些发达国家和墨西哥、菲律宾、印度、巴基斯坦等许多发展中国家，开展利用“矮化基因”，培育和推广矮秆、耐肥、抗倒伏的高产水稻、小麦、玉米等新品种为主要内容的生产技术活动，其目标是解决发展中国家的粮食问题。当时有人认为这场改革活动对世界农业生产所产生的深远影响，犹如18世纪蒸汽机在欧洲所引起的产业革命一样，故称之为“绿色革命”。但以后这场改革活动暴露出许多缺陷：技术和经济上要求高，耗资大而不易推广；污染严重，能源浪费等。近年来，一些发达国家已开始应用生物技术和微电子技术等，改革传统的农业生产，有人把它称为“第二次绿色革命”。主要内容有：利用生物技术提高植物的光合效率；把“固氮基因”移入农作物，使其具有固氮能力及自行供肥，以提高农作物的产量和质量，并提高土壤肥力；将两种不同农作物的基因结合，创造出一种优质新植物；计划从绿色植物中大量提炼酒精，以取代石油，解决农业自身所需要的能源等。
我国农业科学家提出了我国农业“第二次绿色革命”的战略构想，并将其目标定义为“少投入、多产出、保护环境”。根据这一目标，我国的作物生产不仅要继续提高产量、改良品质，更重要的是要大幅度地减少农药、化肥和水资源的用量，保证经济、社会和环境的可持续发展，以及人与自然的和谐共处。因此，要求我国作物改良应将增加品种的抗病虫性、营养高效利用、耐旱、抗逆等性状作为重要目标。

三、计算机和生物技术的发展：
1、计算机：
1950年代开始研制。
1983年“银河－I号”。1983年12月22日，中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机，由国防科技大学计算机研究所在长沙研制成功。它填补了国内巨型计算机的空白，标志着中国进入了世界研制巨型计算机的行列。
1993年中国第一台10亿次巨型计算机“银河—Ⅱ号”通过鉴定。由国防科学技术大学与国家气象中心一起研制成功，使中国成为当今世界少数几个能发布中期数值预报的国家，为国家经济建设作出了特殊的贡献。
2009年10月29日，国防科技大学成功研制出的峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机在湖南长沙亮相。这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算１６０年。“天河一号”的存储量，则相当于４个国家图书馆藏书量之和。我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。
2、生物技术：
（1）1965年，人工合成“结晶牛胰岛素”，开创了人工合成蛋白质时代
胰岛素是一种蛋白质激素，1921年由加拿大人首先发现。1922年开始用于临床，使过去不治的糖尿病患者得到挽救。
胰岛素按来源不同分类：动物胰岛素，不同种族动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素药效功能大体相同；半合成人胰岛素，将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰岛素相同的苏氨酸，即为半合成人胰岛素；生物合成人胰岛素（现阶段临床最常使用的胰岛素），利用生物工程技术，获得的高纯度的生物合成人胰岛素，其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同。
牛胰岛素，自牛胰腺提取而来，是一种药物，在医学上有抗炎、抗动脉硬化、抗血小板聚集、治疗骨质增生、治疗精神疾病等作用。
中国是第一个合成人工牛胰岛素的国家。1965年，中国科学院上海生物化学研究所在所长王应睐的组织领导下，与北京大学和中国科学院上海有机化学研究所的科学家通力合作，在经历了多次失败后，终于在世界上第一次用人工方法合成出具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。这项成果获1982年中国自然科学一等奖。人工牛胰岛素的合成，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途上迈出了重要的一步。
人工合成蛋白质之前，所有的蛋白质只能来自自然界的生物。人工合成蛋白质，打破了只有生物才能合成蛋白质的“规律”。
在生物学中，蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽，然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说，它就是构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中，起着重要作用，可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。蛋白质缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血，严重者将产生水肿。未成年人：生长发育停滞、贫血、智力发育差，视觉差。蛋白质过量：蛋白质在体内不能贮存，多了肌体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至于死亡。
（2）基因工程技术的研究
何谓“基因”？
现在人人都知道基因这个词，但是很少有人知道基因是什么，只是笼统地知道基因是管遗传的。??
　　说基因得从达尔文说起。达尔文在1858年提出进化论，翌年出版《物种起源》，9年后，又提出遗传假说：生物体的每个细胞都产生微芽，循环系统把微芽送到精子、卵子里去，从而传给下一代，微芽使下一代表现上一代的性状。达尔文假想的微芽，与后来的基因相去甚远，而微芽可以流动的假想更被后来的遗传学所否定。所以，达尔文没能成为遗传学的奠基者。????
　　奥地利修道士孟德尔，受过高等教育，崇拜达尔文，热爱生物学，每年在修道院里种豌豆，并进行人工杂交授粉，观察豌豆表现的各种性状：植株高的、矮的，种子圆的、皱的……如此8年，乐此不疲，然后提出因子学说：细胞里的因子控制豌豆的性状。这比达尔文的微芽假说还早2年，可是却未引起任何反响。孟德尔也把论文寄给了达尔文，达尔文去世后整理他的书库发现了这篇论文，还没有拆封，表明当初达尔文就没看这篇论文。但是孟德尔对自己的学说深信不疑，对好友说：“看吧，我的时代就要到来。”遗憾的是，等了18年，到他去世，也没等到他的时代的到来。又过了16年，到了1900年，他的论文被重新发现，才等到他的时代，他被誉为遗传学之父。????
　　1909年，丹麦遗传学家约翰森创造了基因（gene）这个单词作为遗传学的核心名词，取代孟德尔的因子，这个单词的写法与拉丁语、希腊语里的血统、氏族、种族相近，词义近、写法也近，所以被广泛接受。????
　　美国遗传学家摩尔根用果蝇作为杂交实验材料。果蝇是水果的害虫，比苍蝇小，繁殖力更强。摩尔根的实验证明，基因存在于细胞核里的染色体上。所谓染色体，是科学家为了在显微镜下观察细胞，用染料把细胞染色，细胞不同部位着色深浅不同，一个个棒状物着色深，就称之为染色体。摩尔根发现基因存在于染色体上，那么染色体就被视为遗传物质。1928年，摩尔根出版《基因论》。1933年，摩尔根获得诺贝尔医学生物学奖。之后，遗传学也被称为孟德尔—摩尔根遗传学，可见摩尔根的科学地位。????
　　1934年—1936年，中国学生谈家桢跟着摩尔根读博士。这期间，他给国内的刊物写科普文章，第一次将英语gene，音译为汉语基因。谈家桢后来是中国遗传学之父，享誉世界，解放前是浙江大学教授，解放后是复旦大学教授，2008年去世，享年99岁。谈家桢科学著作等身，桃李满天下，但他在1984年的一次学术会议上说：“我平生最得意的杰作就是把gene翻译为基因。”????
　　基因存在于染色体上，染色体是细胞的“零件”，现在知道，这个“零件”是由蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸三种有机分子组成的。蛋白质人所共知，无需解释。脱氧核糖核酸、核糖核酸则需要解释。????
　　先解释脱氧核糖核酸。????
　　脱氧核糖核酸的英文缩写是DNA，人们不熟悉脱氧核糖核酸，但是都熟悉DNA。DNA的分子结构是1953年发现的，发现者是两个美国科学家，一个叫沃森，一个叫克里克。在科学的星空，这两个名字像孟德尔、摩尔根一样耀眼。他俩发现，DNA是一个很长的分子，由一个个脱氧核糖核苷酸（简称核苷酸）组成，核苷酸又分为4种。通过X光衍射图像可知DNA的结构是双螺旋结构，双螺旋结构就像绕着弯儿伸向天空的两边都有扶手的天梯，两边的扶手是双螺旋，每一个台阶就是一个核苷酸。DNA搞清楚了，那么基因在哪里？原来，长长的DNA的每一个片段就是一个基因，这个片段由或几百或几千个核苷酸组成，也可以说一个基因由或几百或几千个核苷酸组成。组成每一个基因的核苷酸的数量不同，核苷酸相互连接的方式也不同，千变万化，所以每一个基因都是不同的。沃森、克里克的巨大贡献是开创了分子遗传学，此前叫经典遗传学。经典遗传学的基因是确信其有，不知其详；分子遗传学的基因是明明白白的分子结构。??
　　每一种动植物都有多少个基因？这需要测定，方法很复杂，已测定的都报道了，如：人的DNA大概承载着３万个基因，玉米的DNA大概承载着５万个基因，水稻的DNA大概承载着６万个基因……但是大部分动植物的基因测定还都没有完成。????
　　再解释核糖核酸。????
　　核糖核酸的英文缩写是RNA，人们对RNA的熟悉程度不如DNA。RNA也含有基因吗？NO。二者有五个方面的差别：一、名称差别。脱氧核糖核酸比核糖核酸多了“脱氧”两个字，这是指所含的核糖脱掉了一个氧，从OH变成H。二、成分差别。组成RNA的核苷酸也是4种，但与DNA的核苷酸不同。三、结构差别。RNA的分子结构是一条单链，不是双螺旋。四、大小差别。RNA由几百几千个核苷酸组成，比DNA小得多，也就相当于一个基因那么大。五、功能差别。RNA不能控制性状，它不是基因，其重要功能是按照DNA的信息去组织氨基酸合成蛋白质，被称为蛋白质的模具。??
　　综上，基因是什么？其实，基因就是有机分子，基因就是具有遗传效应的DNA片断。
基因两个特点：
一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征；二是基因能够“突变”，突变绝大多数会导致疾病，另外的一小部分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原始材料，使生物可以在自然选择中被选择出最适合自然的个体。
基因工程：
是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
基因工程是利用重组技术，在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对各种生物的核酸（基因）进行改造和重新组合，然后导入微生物或真核细胞内进行无性繁殖，使重组基因在细胞内表达，产生出人类需要的基因产物，或者改造、创造新的生物类型。基因工程实际上就是基因重组技术。
基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新的性状，这引起了一场农业革命。如今，转基因技术已经开始广泛应用，如抗虫西红柿、不会容易变软和腐烂西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物，它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑，但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。
科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。
人类基因工程：
　　信息技术的发展改变了人类的生活方式，而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前，一些国家人口的平均寿命已突破80岁，中国也突破了70岁。有科学家预言，随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克，在2020至2030年间，可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年，人类的平均寿命将达到90至95岁。
　　人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天，英国科学家弗朗西斯·克里克宣布：我们已经发现了生命的秘密。他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子，决定了生物的遗传。有趣的是，这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年，美国科学家提出了“人类基因组计划”，目标是确定人类的全部遗传信息，确定人的基因在23对染色体上的具体位置，查清每个基因核苷酸的顺序，建立人类基因库。1999年，人的第22对染色体的基因密码被破译，“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见，在今后的四分之一世纪里，科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因，从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。
　　继2000年6月26日科学家公布人类基因组“工作框架图”之后，中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原“工作框架图”的基础上，经过整理、分类和排列后得到的，它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息，破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入，生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。　
转基因食品可能的危害：
奥地利政府在2008年11月11日发布科学研究报告，首次证实转基因玉米会导致小白鼠繁殖能力下降。研究结果显示，在长达20周以上的持续喂养评估实验中，被喂养饲料中含33%转基因玉米的小白鼠从第三代开始，后代的体重、体长、和数量都明显减少。
2009年12月22号，法国生物技术委员会宣布：转基因玉米弊大于利。
2010年3月9日，华东师范大学党委书记张济顺等4位全国政协委员联名向两会递交提案，暂缓转基因水稻商品化。而在此之前，100多名专家学者已联名签发一封公开信，邮寄全国人大常委会，建议人大立即撤销转基因水稻的安全认证。
有人认为，转基因是消灭中华民族的新式战争，推广转基因主粮有可能导致种族灭绝。
袁隆平：转基因粮食需慎重对待，也需科学对待。袁隆平说，自己愿意为科学承担风险，带头来吃抗虫抗病的转基因大米。
方舟子：《我为什么选择转基因食品》（《中国青年报》2009.3.17）
（1）对人体的的潜在危害
如毒素，一些研究学者认为，对于基因的人工提炼和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。这些毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用。2007年，法国科学家证实，世界上最大的种子公司美国孟山都出厂的转基因玉米对人体的肝脏和肾脏具有毒性（肾脏和肝脏都是用来解毒的）。
如过敏，作物中的免役或致敏物质可使人类机体产生变态或过敏反应。对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不过敏的食物产生过敏，比如：科学家将玉米的某一段基因加入到核桃、小麦和贝类动物的基因中，蛋白质也随基因加了进去，那么，以前吃玉米过敏的人就可能对这些核桃、小麦和贝类食品过敏。
如营养破坏，转基因食品中的主要营养成分、微量营养素及抗营养因子的变化，会降低食品的营养价值，使其营养结构失衡。科学家们认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。
如抗药性，第四是对抗生素的抵抗作用。当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌中去，这个基因会与别的基因连接在一起。人们在服用了这种改良食物后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。
（2）对环境的潜在危害
在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的细菌基因，这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。在一次实验室研究中，一种蝴蝶的幼虫在吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉之后，产生了死亡或不正常发育的现象，这引起了生态学家们的另一种担心，那些不在改良范围之内的其它物种有可能成为改良物种的受害者。
生物学家们担心为了培养一些更具优良特性，比如说具有更强的抗病虫害能力和抗旱能力等，而对农作物进行的改良，其特性很可能会通过花粉等媒介传播给野生物种。

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