第七單元　現代中國的科技、教育與文學藝術

神舟五號飛船：xx年10月15日9時,中國第一艘載人飛船神舟五號成功發射。 航天英雄楊利偉成為中國太空第一人。經過60萬公里的太空跋涉,神舟五號飛船于xx年10月16日6時23分在我國內蒙古中部草原成功著陸。從此,中國成為世界上繼前蘇聯/俄羅斯和美國之后第3個能夠獨立開展載人航天活動的國家,標志著中國載人航天工程取得了歷史性的突破。

這一刻,距神舟五號發射21個小時23分,距中國第一艘試驗飛船發射3年零329天。距中國載人航天工程立項xx年零25天。在發射載人飛船之前,前蘇聯進行了5次不載人的飛船升空試驗,美國進行了8次不載人的飛船發射試驗。而中國僅進行了4次飛行試驗,就成功地把航天員送上了太空。神舟六號飛船：xx年10月9日,40歲的費俊龍和41歲的聶海勝搭載神舟六號飛船順利升空。10月17日凌晨4時33分,在航行了325萬公里之后,飛船返回艙于內蒙古四子王旗的主著陸場平穩著陸。這一刻,距離神舟六號發射115個小時又32分鐘;距楊利偉完成中國首次載人航天飛行后順利返回兩年又22個小時;距離中國載人航天工程啟動xx年又26天。

神舟六號的成功發射和平安著陸,樹起了中國載人航天史上第二座里程碑,從此,中國成為世界上第三個能夠獨立開展空間科學試驗的國度。神舟七號飛船：xx年9月25日21時10分04秒，我國航天事業又迎來一個歷史性時刻，我國自行研制的神舟七號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射升空，21時19分43秒準確進入預定軌道。執行這次飛行任務的3名航天員是翟志剛、劉伯明、景海鵬。這次神舟七號載人航天飛行的主要任務是實施我國航天員第一次空間出艙活動，突破和掌握出艙活動相關技術，同時開展衛星伴飛、衛星數據中繼等空間科學和技術試驗。此次飛船發射是長征系列運載火箭第109次升空，也是繼1996年10月以來我國火箭發射連續第六十七次獲得成功。9月27日，翟志剛成為第一位在太空行走的中國人，中國由此成為繼蘇聯和美國之后第三個成功實現太空行走的國家。【過渡】師：有人曾戲說：人類探索太空是因為地球上的人口太多了，希望有朝一日能把一部分地球人遷到太空居住。這雖是個戲言，但卻說出了一個問題：地球上人口太多了！人口的增長必然帶來一個問題：饑餓！出示圖片：《饑餓的女孩》（攝影者是1994年普利策獎得主、南非攝影家凱文·卡特。畫面沒有一點悅目之處，干枯的土地，一個奄奄一息的孩子，一只緊盯著這個孩子、急不可耐要撲向“獵物”的兀鷹。）師：面對饑餓怎么辦？（找袁隆平）我們中國農民不是有這么一種說法“吃飯靠“兩平”，一靠鄧小平；二靠袁隆平”嗎？中國農民為什么這么說？學生討論并準備回答生：鄧小平在全國實行的以家庭聯產承包責任制為主要形式的責任制調動了農民生產的積極性，解放了農村生產力，推動了農業的發展；袁隆平的雜交水稻提高了水稻產量，增加了農民的收入，解決了農民的吃飯問題。二、袁隆平與雜交水稻：1、袁隆平對雜交水稻的研究與培育，是xx年第一屆“國家最高科學技術獎”的獲得者。袁隆平（1930.9— ）籍貫江西省九江市德安縣，生于北京。我國雜交水稻研究創始人，被譽為“雜交水稻之父”、“當代神農”、“米神”等。1953年畢業于西南農學院農學系。畢業后，一直從事農業教育及雜交水稻研究。1980－1981年赴美任國際水稻研究所技術指導。1982年任全國雜交水稻專家顧問組副組長。1991年受聘聯合國糧農組織國際首席顧問。1995年被選為中國工程院院士。1971年至今任湖南農業科學院研究員，并任湖南省政協副主席、全國政協常委、國家雜交水稻工程技術研究中心主任。1960年罕見的天災人禍，帶來了嚴重的糧食饑荒，一個個蠟黃臉色的水腫病患者倒下了……袁隆平目睹了嚴酷的現實，他輾轉反側不能安睡。他決心努力發揮自己的才智，用學過的專業知識，盡快培育出畝產過800斤、1000斤、斤的水稻新品種，讓糧食大幅度增產，用農業科學技術戰勝饑餓。1960年袁隆平從一些學報上獲悉雜交高粱、雜交玉米、無籽西瓜等，都已廣泛應用于國內外生產中。這使袁隆平認識到：遺傳學家孟德爾、摩爾根及其追隨者們提出的基因分離、自由組合和連鎖互換等規律對作物育種有著非常重要的意義。于是，袁隆平跳出了無性雜交學說圈，開始進行水稻的有性雜交試驗。1960年7月，他在早稻常規品種試驗田里，發現了一株與眾不同的水稻植株。第二年春天，他把這株變異株的種子播到試驗田里，結果證明了上年發現的那個“鶴立雞群”的稻株，是地地道道的“天然雜交稻”。他想：既然自然界客觀存在著“天然雜交稻”，只要我們能探索其中的規律與奧秘，就一定可以按照我們的要求，培育出人工雜交稻來，從而利用其雜交優勢，提高水稻的產量。這樣，袁隆平從實踐及推理中突破了水稻為自花傳粉植物而無雜種優勢的傳統觀念的束縛。于是，袁隆平立即把精力轉到培育人工雜交水稻這一嶄新課題上來。在1964年到1965年兩年的水稻開花季節里，他和助手們每天頭頂烈日，腳踩爛泥，低頭彎腰，終于在稻田里找到了6株天然雄性不育的植株。經過兩個春秋的觀察試驗，對水稻雄性不育材料有了較豐富的認識，他根據所積累的科學數據，撰寫成了論文《水稻的雄性不孕性》，發表在《科學通報》上。這是國內第一次論述水稻雄性不育性的論文，不僅詳盡敘述水稻雄性不育株的特點，并就當時發現的材料區分為無花粉、花粉敗育和部分雄性不育三種類型。從1964年發現“天然雄性不育株”算起，袁隆平和助手們整整花了6年時間，先后用1000多個品種，做了3000多個雜交組合，仍然沒有培育出不育株率和不育度都達到100%的不育系來。袁隆平總結了6年來的經驗教訓，并根據自己觀察到的不育現象，認識到必須跳出栽培稻的小圈子，重新選用親本材料，提出利用“遠緣的野生稻與栽培稻雜交”的新設想。在這一思想指導下，袁隆平帶領助手李必湖于1970年11月23日在海南島的普通野生稻群落中，發現一株雄花敗育株，并用廣場矮、京引66等品種測交，發現其對野敗不育株有保持能力，這就為培育水稻不育系和隨后的“三系”配套打開了突破口，給雜交稻研究帶來了新的轉機。1972年，農業部把雜交稻列為全國重點科研項目，組成了全國范圍的攻關協作網。1973年，廣大科技人員在突破“不育系”和“保持系”的基礎上，選用1000多個品種進行測交篩選，找到了1000多個具有恢復能力的品種。張先程、袁隆平等率先找到了一批以ir24為代表的優勢強、花粉量大、恢復度在90％以上的“恢復系”。1973年10月，袁隆平發表了題為《利用野敗選育三系的進展》的論文，正式宣告我國秈型雜交水稻“三系”配套成功。這是我國水稻育種的一個重大突破。緊接著，他和同事們又相繼攻克了雜種“優勢關”和“制種關”，為水稻雜種優勢利用鋪平了道路。20世紀90年代后期，美國學者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到21世紀30年代，中國人口將達到16億，到時誰來養活中國，誰來拯救由此引發的全球性糧食短缺和動蕩危機？這時，袁隆平向世界宣布：“中國完全能解決自己的吃飯問題，中國還能幫助世界人民解決吃飯問題”。其實，袁隆平早有此慮。早在1986年，就在其論文《雜交水稻的育種戰略》中提出將雜交稻的育種從選育方法上分為三系法、兩系法和一系法三個發展階段，即育種程序朝著由繁至簡且效率越來越高的方向發展；從雜種優勢水平的利用上分為品種間、亞種間和遠緣雜種優勢的利用三個發展階段，即優勢利用朝著越來越強的方向發展。根據這一設想，雜交水稻每進入一個新階段都是一次新突破，都將把水稻產量推向一個更高的水平。1995年8月，袁隆平鄭重宣布：我國歷經9年的兩系法雜交水稻研究已取得突破性進展，可以在生產上大面積推廣。正如袁隆平在育種戰略上所設想的，兩系法雜交水稻確實表現出更好的增產效果，普遍比同期的三系雜交稻每公頃增產750－1500公斤，且米質有了較大的提高。至今，在生產示范中，全國已累計種植兩系雜交水稻1800余萬畝。目前，國家“863”計劃已將培矮系列組合作為兩系法雜交水稻先鋒組合，加大力度在全國推廣。1998年8月，袁隆平又向新的制高點發起沖擊。他向朱總理提出選育超級雜交水稻的研究課題。朱總理聞訊后非常高興，當即劃撥1000萬元予以支持。袁隆平為此深受鼓舞。在海南三亞農場基地，袁隆平率領著一支由全國十多個省、區成員單位參加的協作攻關大軍，日夜奮戰，攻克了兩系法雜交水稻難關。經過近一年的艱苦努力，超級雜交稻在小面積試種獲得成功，有關專家對48畝實驗田的超級雜交水稻晚稻的實測結果表明：水稻稻谷結實率達95%以上，稻谷千粒重達27%以上，每畝高產847公斤。這表明“雜交水稻之父” 袁隆平又取得“四大突破”：目前超級雜交水稻晚稻畝產量高；稻谷結實率高；稻谷千粒重高；篩選出適合華南地區種植的兩個中國新型香米新品種。在場的專家和科技人員對這位卓越科學家取得的新成功而欣喜不已。這標志中國超級雜交稻育種研究再次超越自我，繼續領跑世界。xx年2月19日，袁隆平被被授予xx年度中國國家最高科學技術獎。注：國家最高科學技術獎授予在當代科學技術前沿取得重大突破或者在科學技術發展中有卓越建樹、在科學技術創新、科學技術成果轉化和高技術產業化中創造巨大經濟效益或者社會效益的科學技術工作者，國家最高科學技術獎每年授予人數不超過2名。國家最高科學技術獎不分等級。國家最高科學技術獎報請簽署并頒發證書和獎金。獎金數額由國務院規定。獲獎者的獎金額為500萬元人民幣。該獎項xx年設立。2、袁隆平的雜交水稻對人類的主要貢獻：在世界上成功利用水稻雜交優勢的第一人，不僅大大提高中國的水稻產量，也被認為有助于解決未來世界性饑餓問題。享有很高的聲譽。雜交水稻自1976年在我國大面積推廣以來，為國家增產的稻谷多達1500多億公斤，增產的經濟收入500多億元。1950年我國水稻的平均畝產只有141千克，1998年達到450千克，增長了2.2倍。在當今中國，有一半的水稻種植面積和60%的水稻產量是袁隆平及其助手培育出來的雜交水稻，從1976年到1998年累計增產糧食3.5億噸，按每噸1000元計算，累計增收3500億元；按人均口糧每年450千克計算，每年解決了500多萬人的吃飯問題。雜交水稻不僅穗大粒多，用種量少，而且抗逆性好。國際水稻研究所所長svaminasn說：“雜交水稻的出現和推廣是第二次綠色革命”，“袁隆平的成就不僅是中國的驕傲，也是世界的驕傲，它給人類帶來了福音”。有人計算過，如果目前世界上種植的水稻有一半改種雜交水稻，僅增產的稻谷就可以養活一億人。1980年，我國的雜交水稻作為中國專利轉讓給美國，許多國家也紛紛引用。 1981年，袁隆平和他的助手們獲得了中華人民共和國第一個特別發明獎。1985年袁隆平獲得世界知識產權組織金獎。1987年，袁隆平獲得了聯合國教科文組織1986-1987年度科學獎，成為獲此殊榮的第一位中國人。1988年，袁隆平獲得了三年一度的國際性郎克大獎。袁隆平，一個屬于中國，也屬于世界的名字，他發起的“第二次綠色革命”，給整個人類帶來了福音。三、計算機和生物技術的發展：1、我國計算機的研制：（1）過程：①20世紀50年代開始研制；1956年8月，成立了由華羅庚教授為主任的科學院計算所籌建委員會，并組織了計算機設計、程序設計和計算機方法專業訓練班，并首次派出一批科技人員赴蘇聯實習和考察。同年，我國第一臺電子計算機運算器和控制器的設計工作和我國第一本電子計算機原理講義完成。 1957年 ，哈爾濱工業大學研制成功中國第一臺模擬式電子計算機。 1958年，6月，中國科學院計算所與北京有線電廠共同研制成我國第一臺計算機——103型通用數字電子計算機，運行速度每秒1500次，字長31位，內存容量為1024字節。 9月，數字指揮儀901樣機問世，是中國第一臺電子管專用數字計算機。 1959年，10月，我國研制成功104型電子計算機，內存容量為2 048字節，字長39位，運算速度為每秒1萬次。1960年 ，我國第一臺大型通用電子計算機——107型通用電子數字計算機研制成功，字長32位，內存容量為1 024字節，有加減乘除等16條指令，主要用于彈道計算。 1963年，中國科學院計算所推出中國第一臺大型晶體管電子計算機，代號為109機，這標志中國電子計算機技術進入第二代。1964年，我國研制的441b全晶體管計算機研制成功，字長40位。1965年 ，中國第一臺百萬次集成電路計算機“djs－ⅱ”型的操作系統編制完成。1967年10月，新型晶體管大型通用數字計算機在北京誕生。1970年，最新型441b－ⅲ型全晶體管計算機研制成功，是中國第一臺具有多道程序分時操作系統和標準匯編語言的計算機。1972年，每秒運算11萬次的大型集成電路通用數字電子計算機在上海華東計算技術研究所研制成功。1973年年初，由北京大學、北京有線電廠和燃化部等有關單位共同研制成功中國第一臺百萬次集成電路電子計算機，字長48位，存儲容量13kb。1976年，中國臺灣發明了第一代倉頡輸入法。1977年 4月，我國第一臺微型計算機djs－050機研制成功。 同年，“銀河”巨型計算機在長沙國防科技大學投入研制工作。1979年10月，王選教授用我國第一臺激光照排機排出樣書。1982年，我國將計算機發展重點轉到微型機上，在積極引進先進技術、進口成套件或關鍵件組裝的同時，積極開展國產化工作。②1983年成功研制出“銀河ⅰ號”巨型計算機（運算速度上億次）；③高性能計算機先后問世。在計算機發展過程中，高性能計算機一直代表國家的計算機發展水平。 1983年 12月，國防科技大學研制成功“銀河i號”巨型計算機，運算速度達每秒1億次。1993年，中國第一臺10億次巨型計算機“銀河ⅱ”型通過鑒定，被評為1992年中國十大科技成果，獲國家科技進步一等獎。隨后，“銀河ⅲ”并行巨型計算機研制成功。同年獲國家科技進步一等獎。1995年，曙光1000大型機通過鑒定，其峰值可達每秒25億次。分別于1996年和1997年獲得中科院科技進步特等獎和國家科技進步一等獎。1999年和xx年，曙光不同型號通過國家鑒定。獲xx年度中國科學院科技進步一等獎、xx年度國家科技進步二等獎。xx年，曙光3000通過國家鑒定。xx年11月20日，由國防科技大學計算機學院研制的新一代“銀河”高性能實時仿真計算機系統在長沙通過技術鑒定。xx年初，曙光推出了面向網格達到3萬億次運算能力的高性能計算機曙光4000l。xx年，曙光4.2萬億次超級計算機落戶中石油、聯想5萬億次“深騰6800”落戶中科院、曙光10萬億次超級計算機落戶上海超級計算中心。xx年，中國有更多的大學和企業研發出超級計算機。中國在高性能計算機方面的成就，改寫了國際高性能計算機市場的游戲規則，使得國外公司紛紛調整戰略。xx年全球高性能計算機500強排行榜發布時，中國在榜上僅擁有3席，且均為進口產品。然而，到了xx年11月，中國擁有的高性能計算機中，有4套由中國自主研發的計算機性能都進入了500強行列。其中，進入世界前10名的tc4000a并不是人們通常見到的臺式電腦或者筆記本電腦，它是一個占地約1/4足球場大小的計算機集群。tc4000a采用了2560顆amd opteron 800系列處理器，包含640個節點，每個節點有四顆處理器。據悉，tc4000a在基準測試中，其每秒浮點運算次數達到10萬億次。（2）作用：加速了國家信息化發展。2、生物技術的發展：（1）人工合成結晶牛胰島素：1965年，是世界上第一個蛋白質的全合成，開辟了人工合成蛋白質的時代。中國科學家人工合成結晶牛胰島素1953年，英國生物化學家桑格破譯出由17種51個氨基酸組成的兩條多肽鏈牛胰島素的全部結構。這也是人類第一次搞清一種重要蛋白質分子的詳細結構。從1958年開始，中國科學院上海生化研究所、上海有機化學研究所和北大生物系三個單位聯合成立一個協作組，開始探索用化學方法合成胰島素。1965年9月7日，協作組完成了結晶牛胰島素的全合成。中國學者首先在世界上成功地實現了人工合成具有天然生物活力的蛋白質——結晶牛胰島素。這項成果表明，新中國學者使人類在認識生命、揭示生命奧秘的歷程中向前邁進了一步。 結晶牛胰島素的人工合成是新中國第一個居世界領先水平的基礎理論研究成果。該項目在1958年最初提出時，國內在開展這方面的研究上存在很大的困難。胰島素分子是由21肽的a鏈和30肽的b鏈這兩條肽鏈通過二硫鍵連接起來的，而肽鏈又是由多種氨基酸以肽鍵形式連接組成的，但當時在國內，除了谷氨酸外，還不能生產任何氨基酸，并且也沒有合成多肽經驗，一切都得從零做起。然而，來自中國科學院上海生物化學所、上海有機化學所、北京大學等單位的學者在王應睞、鄒承魯、鈕經義、汪猷、邢其毅等學科帶頭人的領導組織下，歷經8年的艱苦努力，終于攻克了胰島素a及b鏈的拆合關、a鏈和b鏈的合成關等一道道難關，最終完成了牛胰島素的全合成。 中經過嚴格鑒定，這種人工合成的結晶牛胰島素在結構、生物活力、物理化學性質、結晶形狀上都與天然的牛胰島素完全一樣。人工合成結晶牛胰島素是世界上第一個人工合成的蛋白質，為人類認識生命、揭開生命奧秘邁進了一大步。國學者成功合成有生物活性牛胰島素的工作公布于世后，立即引起了國際科學界的高度重視。1982年，該成果榮獲中國國家自然科學一等獎。（2）中國積極參與人類基因的研制：過程：1990年10月，被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動。1998年5月 一批科學家在美國羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，目標是投入3億美元，到xx年繪制出完整的人體基因圖譜，與國際人類基因組計劃展開競爭。當年10月23日， 美國國家人類基因組研究所在美國《科學》雜志上發表聲明說，人類基因組計劃的全部測序工作將比原計劃提前兩年，即在xx年完成。1999年3月15日 英國韋爾科姆基金會宣布，由于科學家加快工作步伐，人類基因組工作草圖將提前至xx年完成。1999年9月 中國加入人類基因組計劃，負責測定人類基因組全部序列的1%，也就是3號染色體上的3 000萬個堿基對，使中國成為繼美、英、日、德、法之后第六個國際人類基因組計劃參與國，也是參與這一計劃的唯一發展中國家。1999年12月1日國際人類基因組計劃聯合研究小組宣布，他們完整地譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體基因完整序列的測定。xx年3月14日 美國總統克林頓和英國首相布萊爾發表聯合聲明，呼吁將人類基因組研究成果公開，以便世界各國的科學家都能自由地使用這些成果。他們是針對一些私營生物技術公司為了商業利益而與國際人類基因組計劃展開競爭，并試圖將自己的研究成果申請專利而發出此聲明的。4月6日 塞萊拉公司宣布已破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼。但不少歐美科學家對塞萊拉公司的成果表示質疑，認為該公司的研究“沒有提供有關基因序列的長度和完整性的可靠參數”，因而是“有漏洞的”。4月末，中國科學家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖。5月，國際人類基因組計劃完成時間再度提前，預計從原定的xx年6月提前至xx年6月。5月8日 由德國和日本等國科學家組成的國際科研小組宣布，他們已經基本完成了人體第21對染色體的測序工作。6月26日各國科學家公布了人類基因組工作草圖。作用：為提高國民生活水平和健康作出了貢獻。★教學小結：教師指導學生閱讀理解【本課要旨】，掌握核心內容。同時，告訴學生本課所學的這些內容雖然只是新中國科技成就的一部分，但卻是最重要的部分，正如xx年頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(~2020年)》所說的“新中國成立50多年來，經過幾代人艱苦卓絕的持續奮斗，我國科技事業取得了令人鼓舞的巨大成就。以‘兩彈一星’、載人航天、雜交水稻、陸相成油理論與應用、高性能計算機等為標志的一大批重大科技成就，極大地增強了我國的綜合國力，提高了我國的國際地位，振奮了我們的民族精神”。我國科技事業的發展經歷了一個從無到有、從小到大的過程，目前已經大大縮短了與世界先進水平的差距，在許多領域已經達到或接近世界水平，從而增強學生的民族自信心；同時，也應該讓學生了解，我國科技在某些領域與世界先進水平存在的差距，培養學生的危機意識，增強學生的使命感，激發學生為祖國振興發憤讀書的志向。上完本課后，讓學生完成下表：