當代自然科學的重大基本問題課件

當代自然科學的重大基本問題當代科學技術已發(fā)展為一個十分龐大的體系，整個科技大廈是構筑在自然科學的基礎上的。自然科學的任務是研究自然界各種物質的形態(tài)、結構、性質和運動規(guī)律，不斷探索新現(xiàn)象，揭示新規(guī)律，提出新理論，建立新理論。不同層次的物質都有其特有的屬性和運動規(guī)律。因此，自然科學在探索自然奧秘時，根據(jù)研究對象不同，誕生出不同的基礎學科。如物理學、化學、生物學、天文學、地學等。所謂科學的基本問題，是那些從亙古開始，人類的圣哲先知就開始探求，而至今人們仍在不停地追索的自然奧秘；是那些與人類認識論、自然觀等哲學命題密切關聯(lián)、相互促進、有重大哲學意義的課題。揭示物質結構之謎

物質構成之謎——一個古老而年輕的哲學命題物質結構研究的當代進展粒子物理學的目標是探索物質的基本組元和它們之間相互作用的規(guī)律。近40多年來，它在對相繼發(fā)現(xiàn)的數(shù)百種粒子性質的研究中，總結出如下規(guī)律：所有粒子的運動遵循四種基本力的相互作用規(guī)律；夸克、輕子和傳播子（即傳遞力的粒子）是更為基本的粒子?？茖W家們對四種基本力、粒子性質進行理論和實驗研究，總結其規(guī)律性和提出理論模型

宇宙的起源和演化宇宙概觀在自然科學中，研究地球以外宇宙環(huán)境中各種天體的運動、結構、起源和演化的基礎科學叫做天文學太陽系銀河系膨脹的宇宙生命與智力起源生命的本質生命的本質是什么？這是自然科學長期探索的問題，也是哲學上的一個大問題20世紀50年代，沃森和克里克提出了DNA（脫氧核糖核酸）的雙螺旋模型，宣告了一個富有生命力的新學科——分子生物學的誕生分子生物學的研究成果，使我們加深了對生命本質的認識生物大分子的自復制DNA的雙螺旋結構DNA是一種高分子化合物，組成它的基本單位是脫氧核苷酸。每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成組成脫氧核苷酸的含氮堿基有4種，它們是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）多個脫氧核苷酸一個連一個，就成為脫氧核苷酸鏈DNA的復制生物大分子DNA的自我復制機制是20世紀最令人振奮的科學發(fā)現(xiàn)之一。DNA分子的復制是指以親代DNA分子為樣板（生物學上稱“模板”）來合成子代DNA的過程。DNA分子是邊解旋邊復制的。首先，DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，按照堿基互補配對原則，合成出與母鏈互補的子鏈。新合成的子鏈不斷地延伸，同時每條子鏈與對應的母鏈互相盤繞成螺旋結構，形成一個新的DNA分子。這樣，一個DNA分子就變成兩個完全相同的DNA分子

基因與人類基因組現(xiàn)代遺傳學認為，基因是控制生物性狀的遺傳物質的功能單位和結構單位，是有遺傳效應的DNA片段，每個基因中可以含有成百上千個脫氧核苷酸人基因組DNA大約由30億個核苷酸組成，其息量約為120億比特，可以編碼20萬種蛋白質。不同的基因，堿基排列順序不同。人類大約有5萬至10萬個基因一旦破譯工作全部完成，就能掌握人類遺傳信息，建立起完整的遺傳信息庫。危害人類健康的5000多種遺傳病以及與遺傳密切相關的癌癥、心血管疾病和精神疾患等，可以因此得到預測、預防、早期診斷與治療RNA：DNA是遺傳物質，它的基本功能包括兩個方面：一方面通過復制，在生物傳宗接代的過程中傳遞遺傳信息另一方面，在后代的個體發(fā)育中，能使遺傳信息得以表達，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀生命語言的“轉錄”和“翻譯”基因控制蛋白質合成的過程，包括“轉錄”和“翻譯”兩個重要步驟：轉錄是在細胞核內進行的，它是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程翻譯是在細胞質中進行的，它是指以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程遺傳密碼是大自然最偉大的創(chuàng)造之一在密碼中蘊藏著“生命機器”工作的重要原理，包含了生命形成和進化的豐富信息。在中心法則里，DNA決定RNA的性質是遵循著堿基互補配對原則的人類對大腦和智力的探索大腦白質科學家曾認為，白質只是一種被動傳輸神經(jīng)信號的大腦組織，但最新研究發(fā)現(xiàn)，它也可以主動影響學習過程，并與大腦功能失常相關。大腦灰質（由神經(jīng)元組成）負責思維與計算功能，而白質〔由包裹了髓鞘的軸突組咸〕負責調控神經(jīng)信號的傳遞，協(xié)調各腦區(qū)間的協(xié)作嬰兒出生時，大腦內的髓鞘并