第20课突飞猛进的科学技术

1、导入新课导入新课人类踏入太空人类踏入太空 第三次科技革命第三次科技革命第20课突飞猛进的科学技术突飞猛进的科学技术u开创现代科学新纪元开创现代科学新纪元u叩响信息文明的大门叩响信息文明的大门u遨游太空不再是梦遨游太空不再是梦u神奇的生物工程技术神奇的生物工程技术课程标准课程标准以计算机网络技术、生物工程等为例，以计算机网络技术、生物工程等为例，概述第三次科技革命的特点。概述第三次科技革命的特点。知识与能力知识与能力学习从课本、新闻媒体、网络等信息渠学习从课本、新闻媒体、网络等信息渠道，收集相关资料，锻炼收集、整理资料的道，收集相关资料，锻炼收集、整理资料的能力。能力。情感态度与价值观情感态度与

2、价值观培养热爱科学、崇尚科学、刻苦学习的培养热爱科学、崇尚科学、刻苦学习的精神。精神。重点重点知道爱因斯坦的主要成就，认识科学家知道爱因斯坦的主要成就，认识科学家在社会发展中的作用。在社会发展中的作用。第三次科技革命的成就与特点。第三次科技革命的成就与特点。难点难点第三次科技革命的主要特点。第三次科技革命的主要特点。一、开创现代科学新纪元一、开创现代科学新纪元爱因斯坦爱因斯坦 爱因斯坦的相对爱因斯坦的相对论开创了现代科学新论开创了现代科学新纪元，成为现代物理纪元，成为现代物理学的基本理论之一，学的基本理论之一，在量子力学、高能物在量子力学、高能物理学、高能加速器以理学、高能加速器以及核能应用等

3、方面得及核能应用等方面得到广泛应用。到广泛应用。浩瀚的宇宙浩瀚的宇宙爱因斯坦爱因斯坦艾伯特艾伯特爱因斯坦（爱因斯坦（18791955）是美籍德国）是美籍德国物理学家。物理学家。1879年年3月月14日诞生在德国乌尔姆的日诞生在德国乌尔姆的一个犹太家庭中。爱因斯坦的科学成就具有划时一个犹太家庭中。爱因斯坦的科学成就具有划时代的意义，其科学贡献可分为分子运动论、量子代的意义，其科学贡献可分为分子运动论、量子运动论和相对论三个方面，但最重要的是相对论。运动论和相对论三个方面，但最重要的是相对论。1905年他创立了狭义相对论，年他创立了狭义相对论，1916年又建立了广年又建立了广义相对论，从而揭示了空

4、间和时间的辩证关系，义相对论，从而揭示了空间和时间的辩证关系，加深了人们对物质和运动的认识，在科学上哲学加深了人们对物质和运动的认识，在科学上哲学上都具有重要意义，爱因斯坦是上都具有重要意义，爱因斯坦是20世纪最伟大的世纪最伟大的物理学家。他热爱物理学，把毕生献给了物理学物理学家。他热爱物理学，把毕生献给了物理学的理论研究。人们称他为的理论研究。人们称他为“20世纪的哥白尼、世纪的哥白尼、20世纪的牛顿世纪的牛顿”。爱因斯坦相对论中的引力透镜现象爱因斯坦相对论中的引力透镜现象相对论相对论相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦(Alber

5、t Einstein)创立，分为狭义相对论创立，分为狭义相对论(特殊相对论特殊相对论)和广义相对论和广义相对论(一般相一般相对论对论)。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯系参照系）之间的物理定律，后者则推广到直线运动的参照系（惯系参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场

6、中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性常识性”观念，提出了观念，提出了“时间和空间的相对性时间和空间的相对性”、“四维时空四维时空”、“弯曲空弯曲空间间”等全新的概念。等全新的概念。狭义相对论最著名的

7、推论是质能公式，它可以用来计算核反应狭义相对论最著名的推论是质能公式，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，也相继被天文观测所证实。言的引力透镜和黑洞，也相继被天文观测所证实。二、叩响信息文明的大门二、叩响信息文明的大门世界第一台电子计算机世界第一台电子计算机“埃尼阿克埃尼阿克”世界第一台电子计算机世界第一台电子计算机1946年年2月月14日，世界上第一台电脑日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。第二次世界大战期在美国宾夕法尼亚大学诞生。第二次世界大战期间，美

8、国军方要求宾州大学莫奇来博士和他的学间，美国军方要求宾州大学莫奇来博士和他的学生埃克特设计以真空管取代电器的生埃克特设计以真空管取代电器的“电子化电电子化电脑脑”ENIAC,目的是用来计算炮弹弹道。这目的是用来计算炮弹弹道。这台电脑耗电量相当大，而且和现在的电脑相比，台电脑耗电量相当大，而且和现在的电脑相比，使用极不方便，但是它的诞生为人类开辟了一个使用极不方便，但是它的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代，使人类社会发生了巨大的变化。崭新的信息时代，使人类社会发生了巨大的变化。1996年年2月月14日，在世界上第一台电子计算机问日，在世界上第一台电子计算机问世世50周年之际，当时的美国副总统戈

9、尔再次启周年之际，当时的美国副总统戈尔再次启动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。电子计算机的发展史电子计算机的发展史三、遨游太空不是梦三、遨游太空不是梦尤里尤里加加林加加林尤里尤里加加林（加加林（19341968），前），前苏联飞行员和宇航员。白俄罗斯人，苏联飞行员和宇航员。白俄罗斯人，1955年他开始在奥伦堡航空军事学校学习飞行，年他开始在奥伦堡航空军事学校学习飞行，1960年年3月开始在原苏联宇航员训练中心月开始在原苏联宇航员训练中心接受培训。接受培训。1961年年4月月12日莫斯科时间上日莫斯科时间上午午9点零点零7分，加加林乘坐分，加加林乘坐“东

10、方东方”一号宇一号宇宙飞船从拜科努尔发射场起航，在最大高宙飞船从拜科努尔发射场起航，在最大高度为度为301千米的轨道上绕地球一周，历时千米的轨道上绕地球一周，历时1小时小时48分钟，于上午分钟，于上午10时时55分降落在苏联分降落在苏联境内，完成了世界上首次载人宇宙飞行，境内，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。之后加加林实现了人类进入太空的愿望。之后加加林被授予被授予“苏联英雄苏联英雄”称号，还获得了称号，还获得了“列列宁勋章宁勋章”。为了纪念这位进入太空的第一。为了纪念这位进入太空的第一人，俄罗斯把每年的人，俄罗斯把每年的4月月12日定为宇航节，日定为宇航节，月球背面的

11、一座环形山也是以他的名字命月球背面的一座环形山也是以他的名字命名的。名的。第一个进入太空的人第一个进入太空的人前苏联的加加林前苏联的加加林前苏联载人航天工程前苏联载人航天工程前苏联第一颗人造地球卫星前苏联第一颗人造地球卫星美国载人航天工程美国载人航天工程肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心哥伦比亚号航天飞机哥伦比亚号航天飞机美国航天飞机构造图美国航天飞机构造图美国载人航天工程美国载人航天工程 美国阿波罗登月舱以及阿美国阿波罗登月舱以及阿姆斯特朗登月情景姆斯特朗登月情景美国阿波罗计划美国阿波罗计划阿波罗计划（阿波罗计划（Apollo ProjectApollo Project），又称阿波罗工程，），又称

12、阿波罗工程，是美国从是美国从19611961年到年到19721972年从事的载人登月飞行任务，这年从事的载人登月飞行任务，这是是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年年5月，至月，至1972年年12月第月第6次登月成功结束，历时约次登月成功结束，历时约11年，耗资年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万万家企业、家企业、200多所大学和多所大学和80多个科研机构，总人数超过多个科研机构，总人数超过30万人。万人。 19691969年年7 7月月1616日，巨大的日，巨大的“土星

13、土星5 5号号”火箭载着火箭载着“阿波阿波罗罗1111号号”飞船从美国肯尼迪航天中心卡拉维纳尔角发射场飞船从美国肯尼迪航天中心卡拉维纳尔角发射场点火升空，开始了人类首次登月的太空征程。美国宇航员点火升空，开始了人类首次登月的太空征程。美国宇航员尼尔尼尔阿姆斯特朗、埃德温阿姆斯特朗、埃德温奥尔德林、迈克尔奥尔德林、迈克尔科林斯科林斯驾驶着阿波罗驾驶着阿波罗1111号宇宙飞船跨过号宇宙飞船跨过3838万千米的征程，承载着万千米的征程，承载着全人类的梦想踏上了月球表面。这确实是一个人的小小一全人类的梦想踏上了月球表面。这确实是一个人的小小一步，但是整个人类的伟大一步。他们见证了从地球到月球步，但是整

14、个人类的伟大一步。他们见证了从地球到月球梦想的实现，这一步跨过了梦想的实现，这一步跨过了50005000年的时光。年的时光。美国美国“阿波罗阿波罗11号号”飞船飞船美国美国“阿波罗阿波罗15号号”飞船飞船中国第一颗人造地球卫星中国第一颗人造地球卫星中国航天事业中国航天事业长征系列运载火箭长征系列运载火箭长征三号运载火箭长征三号运载火箭中国载人航天工程中国载人航天工程神舟六号飞船模型神舟六号飞船模型神舟七号飞船示意图神舟七号飞船示意图 1.左图人物左图人物你认识吗？你认识吗？ 2.载人航天技载人航天技术是第几次科技革术是第几次科技革命的成果？命的成果？ 3.你能说出三你能说出三次科技革命的标志次

15、科技革命的标志吗？吗？杨利伟杨利伟杨利伟是中华人民共和国第一位进入太空的太空杨利伟是中华人民共和国第一位进入太空的太空人，大学文化，中国人民解放军少将军衔人，大学文化，中国人民解放军少将军衔, ,现任中国航现任中国航天员科研训练中心的副主任。他是中国培养的第一代天员科研训练中心的副主任。他是中国培养的第一代航天员。航天员。19981998年年1 1月，他和其他月，他和其他1313位空军优秀飞行员一位空军优秀飞行员一起，成为中国第一代航天员。起，成为中国第一代航天员。20032003年年7 7月，杨利伟经载月，杨利伟经载人航天工程航天员选评委员会评定，具备了独立执行人航天工程航天员选评委员会评定

16、，具备了独立执行航天飞行的能力，被授予三级航天员资格。航天飞行的能力，被授予三级航天员资格。20032003年年1010月月1515日北京时间日北京时间9 9时，杨利伟乘由长征二号时，杨利伟乘由长征二号F F火箭运载火箭运载的神舟五号飞船首次进入太空。他和技术专家的创举的神舟五号飞船首次进入太空。他和技术专家的创举使得中国成为第三个掌握载人航天技术的国家。使得中国成为第三个掌握载人航天技术的国家。中国航天员中国航天员杨利伟杨利伟聂海胜和费俊龙聂海胜和费俊龙四、神奇的生物工程技术四、神奇的生物工程技术 电子计算机描绘的电子计算机描绘的DNA分子双螺旋结构图分子双螺旋结构图生物工程是生物技术的统称

17、，生物工程是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质，培育出新品种，细胞的遗传物质，培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。系或生命过程产业化的过程。基因工程基因工程基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞

18、工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。生物工程。 所谓基因工程（所谓基因工程（genetic engineering)genetic engineering)是是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源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。它是用在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质DNADNA大

19、分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的行切割后，把它与作为载体的DNADNA分子连接起来，然后分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中以让外源物质在其中“安家落户安家落户”，进行正常的复制，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。克隆技术克隆技术克隆，是英文克隆，是英文“clone”clone”一词的音译，在台湾与港澳一一词的音译，在台湾与港澳一般意译为复制或转殖，是利用生物技术由无性

20、生殖产生与原般意译为复制或转殖，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组之后代的过程。科学家把人工遗传操个体有完全相同基因组之后代的过程。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，其本作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，其本身的含义是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成身的含义是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。克隆技的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。克隆技术在现代生物学中被称为术在现代生物学中被称为“生物放大技术生物放大技术”，它已经历了三，它已经历了三个发展时期：第一个时

21、期是微生物克隆，即用一个细菌很快个发展时期：第一个时期是微生物克隆，即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因DNADNA克隆；克隆；第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。 克隆羊多利克隆羊多利国际人类基因组计划国际人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划(human genome project, (human genome project, HGP)HGP)是由美国科

22、学家于是由美国科学家于19851985年率先提出，于年率先提出，于19901990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达同参与了这一价值达3030亿美元的人类基因组计亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为划。这一计划旨在为3030多亿个碱基对构成的人多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称

23、为三大与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。科学计划。国际人类基因组计划的科学家们在工作国际人类基因组计划的科学家们在工作 第三次科技革命，开始于第三次科技革命，开始于2020世纪世纪4040、5050年代，以原子能技术、年代，以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为主要标志，还包括人工合成材料、航天技术、电子计算机的应用为主要标志，还包括人工合成材料、分子生物学、遗传工程等高新技术。分子生物学、遗传工程等高新技术。 这次科技革命的特点是：这次科技革命的特点是：科学技术转化为生产力的速度加科学技术转化为生产力的速度加快。快。科学和技术密切结合，相互促进。科学和技术密切结合，相互促

24、进。科学技术各领域之间科学技术各领域之间互相渗透。这次科技革命的影响：互相渗透。这次科技革命的影响：是推动了社会生产力的发展。是推动了社会生产力的发展。在新科技条件下，主要靠生产技术的进步、劳动者素质和技能的在新科技条件下，主要靠生产技术的进步、劳动者素质和技能的提高、劳动手段的改进来提高劳动生产率。当代科技进步已成为提高、劳动手段的改进来提高劳动生产率。当代科技进步已成为提高劳动生产率和整个经济增长的源泉。提高劳动生产率和整个经济增长的源泉。是促进了社会经济结是促进了社会经济结构和社会生活结构的变化。它使第一、二产业比重下降，第三产构和社会生活结构的变化。它使第一、二产业比重下降，第三产业比

25、重上升；使国家垄断资本主义得到发展；使人们的衣、食、业比重上升；使国家垄断资本主义得到发展；使人们的衣、食、住、行、用等日常生活发生变革。住、行、用等日常生活发生变革。是推动了国际经济格局的调是推动了国际经济格局的调整。它使各国经济相互依存、联系日益紧密，推动了世界经济一整。它使各国经济相互依存、联系日益紧密，推动了世界经济一体化进程；科学技术的竞争在国际经济竞争中的地位日益重要；体化进程；科学技术的竞争在国际经济竞争中的地位日益重要；科学技术水平的差距，进一步扩大了发达国家与一些发展中国家科学技术水平的差距，进一步扩大了发达国家与一些发展中国家间的经济差距。间的经济差距。 第三次科技革命的特

26、点第三次科技革命的特点课堂小结课堂小结爱因斯坦创立爱因斯坦创立相对论开创现相对论开创现代科学新纪元代科学新纪元促进促进计算机网络技术计算机网络技术空间技术空间技术生物工程技术生物工程技术第三次科技第三次科技革命给人类革命给人类社会带来了社会带来了巨大的变化，巨大的变化，为人类社会为人类社会的发展作出的发展作出了重大的贡了重大的贡献献电子计算机的发明以及计电子计算机的发明以及计算机网络的普及使人类社算机网络的普及使人类社会进入了信息时代会进入了信息时代地球卫星以及载人航天工地球卫星以及载人航天工程的实现为人类积极探索程的实现为人类积极探索宇宙提供了有利的条件宇宙提供了有利的条件20世纪生物工程技术取得的世纪生物工程技术取得的重大成就是基因工程，其中重大成就是基因工程，其中克隆技术的产生是基因工程克隆技术的产生是基因工程研究领域的一大突破，深刻研究领域的一大突破，深刻影响了人类的生活影响了人类的生活巩固练习巩固练习基础基础知识知识能力能力拓展拓展延伸延伸探究探究它们最早出现是哪一次工业革命的成果？它们最早出现是哪一次工业革命的成果？A AB BC CE EF FH H第一次的是（第一次的是（ ），第二次的是（），第二次的是（ ），第三次的是（），第三次的是