第六节 自然科技常识
一、考点精讲
（一）天文、地理常识
1天文常识
（1）天文学理论
①大爆炸理论
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论，1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙是由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成的。
②黑洞理论
“黑洞”一词由美国物理学家约翰·惠勒提出，是爱因斯坦广义相对论的最著名的预测之一。恒星的半径小到一特定值就成了黑洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再也不能逃出。
③暗物质理论
暗物质理论指在宇宙学中，不发射任何光及电磁辐射的物质，是宇宙的重要组成部分，主导了宇宙结构的形成。
（2）主要天文学概念
①宇宙
宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体，是一切空间和时间的总和。一般地，宇宙是指包括银河系在内的由大约1000亿个星系组成的总星系。
②银河系
银河系是太阳系所在的恒星系统，包括一千两百亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。
③太阳系
太阳系是以太阳为中心，和所有受到太阳的重力约束天体的集合体。太阳系有8颗行星，从离太阳的距离由小到大依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
a．太阳
太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的99.86%都集中在太阳。
b．太阳活动
太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是最基本最明显的太阳活动。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象，平均活动周期为11.2年。
【例】美国航天局宣布，计划在2016年发射“洞察”号火星探测器，探测这颗在太阳系中与地球最为相似的行星。
下列关于太阳系的说法，错误的是（ ）。
A．太阳系由太阳、围绕太阳运动的行星及其卫星组成
B．公转轨道离太阳最近的行星是水星
C．在除太阳以外的太阳系天体中，体积最大的是木星
D．除地球等行星外，一些卫星也有自己的大气层
【答案】A
【解析】A项，太阳系包括围绕太阳运动的一切天体，除围绕太阳运动的行星及其卫星之外，还包括大量的小行星、彗星和星际尘埃等。
（3）天文现象
①极光
极光常见于地球的南北极，是由于太阳粒子流轰击高层大气气体使其激发或电离的彩色发光现象。海啸波长很大，可以传播几千公里而能量损失很小。
②日食
日食是月球运动到太阳和地球中间，三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。日食分为日偏食、日全食、日环食。日食总是发生在朔日（农历初一）。
③月食
月食是指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球遮闭，呈现出好像月球缺了一块的景象。此时的太阳、地球、月球恰好（或几乎）在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。月食只可能发生在农历十五前后。
【例】以下有关月食的说法，正确的是（ ）。
A．月食是一种自然现象，一般发生在农历十五前后，但偶尔也会发生在农历初一前后
B．月食总是从月轮的西边缘开始，在东边缘结束
C．月全食依次经过初亏、食甚、食既、复圆、生光五个阶段
D．在月球完全进入地球的本影区时，可看到月全食
【答案】D
【解析】D项正确，月球整个都进入地球本影区时，就会发生月全食；如果只是一部分进入本影，则只会发生月偏食。A项错误，月食只在望（农历十五或十六），日食只在朔（农历初一）出现。B项错误，由于月亮在地影中由西向东运动，因此与日食相反，月食总是从月轮的东边缘开始，在西边缘结束。C项错误，月全食的过程依次为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
2地理常识
（1）环境气候
①沙尘暴
沙尘暴是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于一千米的严重风沙天气现象。发生沙尘暴时，水平能见度小于一百米。我国北方共有四大沙尘源区，其中甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟地区是最强的沙尘暴策源区。
②台风（飓风）
印度洋和在北太平洋西部、国际日期变更线以西，包括南中国海范围内发生的热带气旋称为“台风”；而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称“飓风”。
③厄尔尼诺与拉尼娜现象
a．厄尔尼诺
赤道附近太平洋中东部海面温度异常升高的现象，使整个世界气候模式发生变化，造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多的现象。
b．拉尼娜
赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低的现象，一般发生在厄尔尼诺现象之后。
（2）地质灾害
①地震
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。
a．震源：地震波发源的地方。
b．震中：震源在地面上的垂直投影点。
c．震源深度：震中到震源的深度叫做震源深度。震源越浅，地面造成的破坏越大，但波及范围也越小。
【例】下列对地震的表述，不正确的是（ ）。
A．2008年四川汶川地震是我国自1949年以来破坏最强，波及范围最广的一次地震
B．我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间
C．我国地震带主要分布在台湾、西南、西北、华北、东南沿海等五个区域
D．震源的深度越浅，地震破坏力越大，波及范围也越广
【答案】D
【解析】D项，地震震源浅，强度大，破坏大，但影响面积小；震源深，破坏相对较小，但影响面积较大。
②海啸
由海底地震、地壳变动、火山爆发、山体滑坡、海中核爆炸等造成的海洋和近岸水域水面巨大的涨落现象。
（二）生物、物理、化学常识
1生物常识
（1）细胞
细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成。一般由细胞膜、细胞质和细胞核构成。
（2）血细胞
血细胞又称“血球”，是存在于血液中的细胞，能随血液的流动遍及全身。血细胞主要包含红细胞、白细胞和血小板。
①红细胞，也称为红血球，在常规化验中英文常缩写成RBC，是血液中数量最多的一种血细胞，无细胞核。红细胞具有运送氧气和免疫功能，其中，运送氧气是其主要功能。成人女性大约有4～5百万/立方毫米血液，男性为5～6百万/立方毫米血液。低于此指标则为贫血。
【例】红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，它在人体中的主要作用是（ ）。
A．将氧气从肺运送到身体各个组织
B．作为免疫系统的一部分帮助身体抵抗传染病以及外来感染
C．促进血液中的生物化学反应，辅助生物体的新陈代谢
D．在血管破裂时大量聚集，起到凝血作用
【答案】A
【解析】红细胞主要功能是输送氧气，即将氧气从肺运送到身体各个组织。因此答案选A。
②白细胞，旧称白血球，通常被称为免疫细胞。在显微镜下可以看到，血细胞中体积比较大、数量比较少。具有细胞核。其主要作用是吞噬细菌产生抗体、防御疾病。
③血小板，形状不规则，有质膜，没有细胞核结构，一般呈圆形，体积小于红细胞和白细胞。在止血、伤口愈合、炎症反应、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理过程中有重要作用。
（3）血型
血型是对血液分类的方法，通常是指红细胞的分型，是人类的一种遗传标记，其依据是红细胞表面是否存在某些可遗传的抗原物质。我们平时说的血型通常是指ABO血型系统，有A、B、O和AB四种血型。
表1-23 血型系统遗传规律表
【例】某战士在抗击强台风“梅花”时，受伤失血过多需要输血。如果该战士是O型血，则应给他输入（ ）。
A．A型血
B．B型血
C．AB型血
D．O型血
【答案】D
【解析】输血时应该以输入同型血为原则。正常情况下A型人输A型血，B型血的人输B型血。紧急情况下，AB血型的人可以接受任何血型，O型血可以输给任何血型的人，即应给某战士输入O型血。因此答案选D。
（4）基因
基因（遗传因子）是遗传的基本单元，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。
（5）DNA
DNA即脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料，主要功能是长期性的资讯储存。
（6）克隆
克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因的个体或种群，又称“生物放大技术”。
（7）杂交水稻
杂交水稻是指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产，这就是杂交水稻。杂种优势是生物界的普遍现象，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。
袁隆平院士于1966年提出了培育三系法杂交水稻的原理和方法。1995年，两系法杂交水稻在我国培育成功（即利用两用不育系和恢复系培育的杂交水稻）。
（8）食物链
食物链是指各种生物通过捕食与被捕食关系而形成地紧密联系的序列。
（9）新陈代谢
新陈代谢是指生物体和环境之间物质和能量不断交换和变化的过程，包括同化作用和异化作用。
2物理常识
（1）电荷守恒定律
电荷是物质的属性，它不能凭空产生或消失，只能从一个物体转移到另一个物体上。
（2）电磁理论
由麦克斯韦于1872年提出。核心理论为变化的磁场可以产生涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。
（3）相对论
相对论是爱因斯坦创立的物理学理论，是关于时空和引力的基本理论，包括狭义相对论和广义相对论。
（4）分子运动论
①物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子之间存在着相互作用力。大量分子无规则的运动称作分子的热运动。
②构成物质的单元是多种的，或是原子（金属），或是离子（盐类），或是分子（有机物）。在热力学中，由于这些微粒做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。
（5）量子力学
描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。现代物理学的基础理沦之一。量子力学对半导体物理、凝聚态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展都具有重要的理论意义。
（6）信息与信息论
①信息
信息是由信息源（如自然界、人类社会等）发出的被使用者接受和理解的各种信号。
②信息论
信息论是运用概念论与数理统计的方法研究信息的度量、传递、变换和储存的应用数学科学。其主要任务是通过研究通信和控制系统中信息传输的共同规律，提高信息传输的效率和可靠性。
（7）物理学在生活中的运用
①使用炉灶烧水或炒菜，不要让锅底压住火头，要使锅底放在火苗的外焰，可使锅的温度升高快，这是因为火苗的外焰温度高。
②微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是电能转化为电磁能，电磁能再转化为内能。
③遥控器采用红外线进行遥控，是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号。
④冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。
⑤烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。
⑥用高压锅煮食物熟得快些。这主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。
3化学常识
（1）元素
元素是原子核内有相同数目的质子的所有原子的统称。
（2）原子
原子是由原子核及外围带负电荷的电子组成的粒子，是化学研究的最小尺度范畴。
（3）分子
分子是构成物质的微小单元，能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的最小粒子，不用化学方法是拆不开的。
（4）化学变化
化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移，生成新的分子并伴有能量的变化的过程；化学变化的实质是旧键的断裂和新键的生成，常常伴随着物理变化，如发光、放热、也有吸热现象等。
（5）质量守恒定律
质量守恒定律是指在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。
（三）高新技术领域及其标志性技术
1高新技术领域
（1）高新技术的含义
高新技术是指当代新兴学科与高技术水平，特别是尖端技术和先导技术，是生产力发挥巨大作用的重要因素。
（2）高新技术的特点
①高智力；②高投入；③高风险；④高效益；⑤高渗透；⑥高竞争。
2高新技术领域的标志性技术
（1）信息技术
①云计算
核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。
②超级计算机
“天河一号”是中国首台千万亿次超级计算机系统，测运算速度可以达到每秒2570万亿次。
③通信技术
a．4G：第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。
b．物联网：物物相连的互联网。
c．光纤通信：利用光波在光导纤维中传递各种信息。
（2）生物工程技术
①基因工程
在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
②酶工程
将酶或者微生物细胞、动植物细胞、细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。
③细胞工程
细胞工程应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。
④发酵工程
采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
（3）新材料技术
新材料技术是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料技术包括对超导材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料等的开发和利用。
（4）新能源技术
新能源技术是高技术的支柱，包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发电技术、地热能技术、海洋能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志，通过对核能、太阳能的开发利用，打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新时代。
（5）磁悬浮技术
世界上通用的三种磁悬浮技术：
①以德国为代表的常导电式磁悬浮；
②以日本为代表的超导电动磁悬浮；
③以中国为代表的永磁悬浮。
（6）农业新技术
①农业工厂化，是综合运用现代高科技、新设备和管理方法而发展起来的一种全面机械化、自动化的技术（资金）高度密集型生产。
②“绿色革命”，20世纪60年代中期在发展中国家兴起，是以采用农作物高产良种为中心的一场新技术革命。
③持续农业，20世纪80年代酝酿提出的农业发展新方向，是一种“不造成环境退化、技术上适当、经济上可行、社会上能接受”的农业。