分子生物学起源篇1
米勒实验的结论为在一定的条件下，原始大气中各种成分能够转变为有机小分子物质，这个过程是生命起源的第一步。然而生命起源的第一步是从无机物形成有机小分子物质在原始地球的条件下是完全可以实现的。生命起源的学说有很多，其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说，化学起源说将生命的起源分为四个阶段。第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段。第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质。第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。第四个阶段，有机多分子体系演变为原始生命。米勒通过实验验证了化学起源学说的第一阶段。
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分子生物学起源篇2
本书适合于生命起源及相关专业比如生物化学、分子生物学、生物物理学的研究生和研究人员阅读。
周佳，硕士
(中国科学院力学研究所)
分子生物学起源篇3
动物考古学的证据
考古学诞生以来，发掘成果日新月异、层出不穷，为探索家畜起源提供了颇为翔实的实物资料。当前，探索家畜起源主要借助于动物考古学的研究成果。一般说来，判断考古遗址出土的动物骨骼是否为家畜，主要依据以下三个原则：1、基于骨骼形态学的判断，即通过观察和测量，比较骨骼、牙齿的尺寸、形状等特征信息，以区分家养动物和野生动物。2、考古遗址中某些动物经过了古代人类有意识的处理，可认为属于家养动物。3、把动物的年龄结构及骨骼形态上的反常现象与考古学分析有机地结合在一起进行判断。
据报道，世界上最早的家猪发现于安那托利亚东南部的Cayonu遗址土耳其之亚洲部分，其年代约距今9000年。我国迄今发现的最早家猪，一般认为是距今约8000年的河北省武安县磁山遗址。这一认识的根据如下：即1、该遗址窖穴中发现有完整猪骨，在其上面堆积着小米；2、绝大多数猪的年龄介于1－2岁间；3、猪上下臼齿的测量数据，与新石器后期遗址出土猪的数据相近；4、稳定碳同位素的分析表明，猪以C4类植物为主要食物，表明与饲养相关。
关于新石器时代家猪饲养的前提条件，袁靖先生认为有以下三条：1、传统狩猎获得的肉食已显不足，需要寻求新的肉食资源；2、居住环境周围存在着一定量的野猪，容易获得驯化对象；3、农产品有了一定的剩余，为家猪饲养提供了足够的饲料。由此可见，出土了许多猪骨的广西甑皮岩遗址距今约10000年，因不满足上述条件，故不能认为是家猪的发源地。与此同时，有关专家正在积极探讨河南舞阳贾湖遗址距今约9000年的出土猪骨，不久应有明确结论。
分子生物学的证据
借助分子生物学方法，是研究家猪起源的另一重要途径。分子生物学理论指出，长期的进化道路上，生物的DNA分子既保持着基本稳定的遗传，又容忍偶然变异的产生。显然，DNA分子的遗传稳定性，保证了亲代与子代之间的遗传连续性；而DNA的变异，又使得子代与亲代出现差异，导致了物种的进化。研究表明：突变导致的DNA中核苷酸序列的改变，与时间的累积成正比，即时间越长，DNA中核苷酸序列的改变越大。这种变化的速率是恒定的，两种生物分离的时间越长，其分子的差异则越大，这就是所谓的“分子钟”（molecularclock。这样，若探明现存物种DNA的核苷酸序列，便可望估计它们共同祖先的分离时间，即其物种的起源。由于动物体内的线粒体DNAmitochondrialDNA，简写为mtDNA具有母系遗传、变异速率快、拷贝数目多的特点，故常将其作为研究物种系统进化的首选。
Watanabe等首先利用限制性片断长度多态性restrictionfragmentlengthpolymorphism，简称RFLP分析了家猪包括亚洲猪和欧洲猪、日本野猪的mtDNA限制性酶切图谱，结果发现亚洲猪和欧洲猪存在着很大的遗传差异，表明两者应有独立的起源。Huang等对29个中国地方猪种、1个欧洲猪种以及野猪的mtDNA也进行了RFLP分析，除证实了Watanabe的研究成果之外，还发现中国野猪与中国家猪更为接近，暗示着中国地方猪可能只有一个单一起源。Giuffra等测定了来自欧洲和亚洲野猪、家猪中mtDNA细胞色素b的全编码序列、mtDNA控制区的440碱基序列和三个核基因碱基序列，经系统发育分析后发现，一些家猪的mtDNA序列与欧洲野猪密切相关，而另外一些则与亚洲野猪密切相关，表明家猪应分别缘自欧洲和亚洲野猪的驯化。之后，蒋思文等对中国9个品种的140头猪的线粒体控制区440bp和细胞色素b基因798bp的作了系统发育分析，而Kijas等对中国梅山猪、瑞典长白猪以及两个欧洲野猪的mtDNA作了近全序列分析，其结果均证实了欧洲家猪和亚洲家猪分别起源于亚洲野猪和欧洲野猪，即现代家猪有着两个母系起源。
此外，各学者还利用“分子钟”理论估算了家猪的起源时间。Huang等首先根据哺乳类动物mtDNA每百万年2％的进化速率，估算出欧洲家猪和中国家猪可能在280000年前来自同一祖先。Giuffra等则认为两者分离的时间大约为500000年前。Jiang等的研究成果揭示了中国地方猪种和欧洲野猪的mtDNA序列变异发生在413000－875000年前，亚洲野猪的变异发生在7000－15600年以前，即亚洲家猪的驯化发生在7000－15600年前。Kijas等估计亚洲家猪与欧洲家猪的分离时间为90000年前。从以上数据可以看出，利用分子生物学推断出家猪的起源时间绝大多数远早于考古实物资料，其原因尚需进一步研究。需要指出的是，各项研究估算家猪起源时间的显著差异，与分子标记及核苷酸序列的不同选择密切相关。
中国国土辽阔，养猪历史悠久，各地气候和自然环境差异很大，形成了众多的种。研究指出，若按自然地理环境条件、社会经济条件以及外形、生态特点来考虑，中国家猪可以分为：华北型、华南型、华中型、江海型、西南型和高原型等六大类型。至于中国家猪的起源问题，兰宏等利用RFLP技术，分析了我国西南地区家猪和野猪的mtDNA，发现西南地区的家猪与当地野猪极为相近。而常青等对华东地区家猪和野猪的随机扩增多态DNARandomAmplifiedPolymophismDNA，简称RAPD作了分析，结果表明：长江下游江苏地区家猪的品种或类群内，变异幅度相对较小，群体的遗传趋异程度处于较低水平；而华东地区的家猪和野猪可能起源于一个共同的祖先。之后，Huang等和Jiang等的研究成果，均证实种的遗传资源缺乏，其暗示着中国家猪的单一起源，而各地猪种的不同表型应为人工长期选择的结果。
聚合酶链式反应polymeriseChainReaction，简称PCR技术的出现和成熟，使人们可望通过古代猪骨DNA的分析，更直接地探索家猪的起源与进化。2002年，Watanobe等根据mtDNA控制区域的核苷酸序列分析，复原了日本冲绳岛考古遗址出土猪骨的DNA，并对其与现代野猪、琉球群岛、日本岛、亚洲大陆等地家猪之间的关系进行了探讨。他们指出，古代猪系东亚家猪血统，与琉球群岛的本地野猪相关；清水贝丘（shellmidden）遗址弥生－和平时代，Yayoi－HeianPeriod出土的猪，出现一个独特核苷酸的插入现象，表明其与琉球群岛的现代野猪有所不同，反映了在弥生－和平时代早期或更早一些时候，亚洲大陆的家猪已被引入到冲绳岛。综上所述，不难预见，随着分子生物学理论和技术的不断成熟，利用古代DNA技术，探索家畜起源及发展的工作必将日益增多。
存在问题
无疑，家猪起源的研究业已取得了显著的成就，然而，随着研究的深入，新的问题也不断出现，需要进一步思考和探索。众所周知，野猪经驯化演变为家猪，其过程极其缓慢。而在驯化初期，家猪和野猪间，形态上几乎没有差别，甚至完全没有差别。欲鉴别这一时期的家猪和野猪，主要依赖于形态学研究的动物考古学显得无能为力。即便利用古代DNA技术，原则上也同样难显其能。这一点是最令人困惑的。此外，就目前而言，分子生物学的工作还主要集中在mtDNA方面。而mtDNA是一个单位点的分子标记，具有一定的片面性，难以揭示父系血统对后代基因的作用和影响。实际上，已有不少学者对此提出了质疑。
思考
袁靖先生认为，人类获取肉食的模式，按时间先后可分为三种，即依赖型、初级开发型和开发型。早期，渔猎是肉食的主要来源，肉食的丰富程度与获取的难易，完全受环境资源的制约，这种获取肉食的模式称为依赖型。之后，除渔猎外，人们学会了某些动物的驯化，开拓了获取肉食的新资源。此时，肉食资源还主要以渔猎为主，原始畜牧业仍然居于辅助地位。这种模式被称为初级开发型。随着畜牧业的发展，渔猎的比例逐渐下降，人们的肉食来源发生了质的飞跃，即肉类的大部分来源于某种驯化家畜，周围环境野生动物已下降成为肉食的次要来源，人们将这种模式称为开发型。显而易见，家猪的起源应当发生在初级开发型阶段，即驯化的开始阶段。
Price认为，所谓驯化，就是经过不同世代的变异积累和环境诱发产生的发育变异之后，一大群动物逐步适应人类需求和封闭环境的过程。Bruford等的驯化定义为：改变动物或植物的遗传特征，使之更符合人类需求的过程。Diamond则认为，野生动物的驯化，需要满足以下条件：1、固定的食物来源；2、生长相当迅速；3、在封闭环境中繁殖；4、性格柔顺；5、不易惊慌等。以上学者的意见，可将家畜的驯化条件归纳如下：1、动物在人类的干预下经过世代的积累；2、动物与人类的关系极为密切，其食物主要来自人类的供给。显然，如何采用科学方法判断这两个条件是否形成，当是探索家畜起源的关键所在。具体说来，有如下四种方法：
1、食性分析。相对而言，家猪的栖息环境较为狭窄，其食物的来源也十分稳定，并与饲养者的食物基本一致。因此，若以考古遗址出土猪骨为对象，分析它们的稳定同位素C、N和微量元素，了解它们的食性及其变化，并与先民们的食谱相比较，探讨两者之间的关系，可为家猪的起源提供重要的信息。
分子生物学起源篇4
但米勒的实验也有很多的疑点，例如米勒实验提供持续的电能――在原始时代的地球不一定有相类似的电能；其次，各种不同的气体和物质的配合，虽然能够产生氨基酸、醣类等物质，但仍不能证明这就是生命的起源；氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞击地球的时候带来的，因为当时这种现象十分普遍；再者，类似实验所假设的大气层不能证明就是原始的大气层，因而所得的结果也是不确定的；更重要的是，米勒实验中有机多分子体系演变为原始生命这一阶段是在原始的海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，然而，人们目前还不能在实验室里验证这一过程。米勒本人也承认他的实验与自然界的生命起源过程相距较远，并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命，因此，米勒曾提出的大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立。
海洋起源论
在化学起源论的基础上，20世纪70年代一些学者提出了热泉生态系统论，也就是所谓的海洋起源论。它是现在最新的、最流行的，也可以说是迄今为止最科学的有关生命起源的假说。由于现阶段所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中，这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似――热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、甲烷、氢和二氧化碳等，与地球形成时的早期环境相似。有些学者认为热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此，热泉生态系统是孕育生命的理想场所。也有一些学者认为，生命可能是从地球表面产生的，随后就蔓延到深海热泉喷口周围，而后来的撞击毁灭了地球表面生命。只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代――热泉生态系统是现存所有生物的共同祖先。
1967年，美国学者布莱克在黄石公园的热泉中发现了大量嗜热生物。1977年，科学家克里斯在太平洋底的热泉中，同样也发现了大量的嗜热微生物。科学研究表明，热泉中含有大量的一氧化碳、硫化氢和硫化金属矿物，一方面有作为新陈代谢重要催化剂的黄铁矿物和硫的出现；另一方面，有遗传物质如核糖核酸的出现。由此看来，地球上的生命也许就诞生在距今38亿年到40亿年问这些充满硫磺味的热水池或者软泥之中。宇宙生命论
然而，热泉中的这些物质又是如何而来的呢?早在19世纪初，人们已在陨石上找到了有机分子，它们是有机合成物诞生的重要因素。20世纪40年代以来，人类利用天体物理的手段，在月球表面或者火星的火山口等地方，探测到了近百种有机分子。1969年9月28日，科学家发现坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。
上述种种证据促使了宇宙生命论的产生，即所谓的生命起源于宇宙大爆炸。这一假说提倡“一切生命来自星际空间”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙问的其他星体――“地上生命，天外飞来”。该假说认为，承载着“生命种子”的陨石或星际分子坠落在地球表面或通过其他途径，形成地球最初的生命。
分子生物学起源篇5
课程资源的开发和应用．为实现教育目标提供了基本的素材．是课程实现的基本条件。在教育的全过程中，有了教育的资源并加以利用，才可以谈及后面的步骤。科学课程资源的来源是广泛的，一切能提高小学生科学素养的资源都可以转化成为学生学习的课程资源。在《基础教育课程改革指导纲要》中，关于课程资源的开发运用做出了如下说明：“积极开发并合理利用校内外各种课程资源。学校应充分发挥图书馆、实验室、专用教室及各类教学设施和实践基地的作用：广泛利用校外的图书馆、博物馆、展览馆、科技馆、工厂、农村、部队和科研院所等各种社会资源以及丰富的自然资源：积极利用并开发信息化课程资源。”尤其是在小学阶段的科学课程，不应该局限于以前单一的以科学知识教授为主的课堂与教材方面，而是要以一个全新的广泛的课程理念来指导小学生的科学教育。这也是与新课程提倡的在小学阶段课程以综合性课程为主的理念相吻合的，也是适合小学这个年龄阶段的学生的特点的。
科学教育的课程资源也是无处不在、无时不有的。按照科学资源空间上的划分，可以分为学校资源、家庭资源和社区资源三类。在现代信息化社会，又可以将其分为校内资源和校外资源以及网络资源三类。从性质上来看．则包括人力、物力和环境三大类。一般而言，学校资源是科学教育中最主要的资源，是有组织、有目的、系统的教育教学资源，主要体现形式是科学教材和教师的科学教学活动。尤其是教材和实验室中的教学，在很长一段时期内一直都是对学生进行科学教育的主要资源。这种局面的形成，主要是由于长期以来，对科学教育过于知识化、偏重于对学生进行科学知识的教育，所以往往只把眼光放在校内资源的开发和利用上。而家庭资源与社区资源这些校外的资源由于长期不受关注和重视，没有得到应有的开发和利用。在资源应广泛化的今天，没有对小学生的科学教育起到应有的作用，反而成为一种资源上的浪费。
二、家庭科学教育资源的开发与利用
在以学生为主体、倡导自主和探究式学习方式的新课程观的指导下，家庭资源是小学生进行科学学习和探究的重要资源，做好家庭资源的开发和利用工作，将对小学生科学素养的全面提高有重要意义。
家庭是小学生除了学校以外，最主要的学习、生活场所。家庭是孩子最早接受教育的地方，家长是孩子学习的启蒙者。对于科学教育而言，家庭也是孩子最经常性接触的、最早发生的一个学习场所。小学生的科学教育也要结合小学生的特点，提倡与孩子的生活相结合，在生活中学科学、在生活中用科学，在生活中培养孩子的科学精神和科学态度，提高孩子的科学素养。
家庭中科学资源的开发可以从家庭人力资源和物力资源两个方面来挖掘。
1．第一个方面是家庭人力资源的开发与利用。人本身就是一个很好的活的课程资源，在家庭中，主要是孩子的家长担负起孩子科学教育的指导者的角色。一般来说，家长都具有丰富的工作经历和生活经历，与孩子有比较多的接触时间．完全有能力为孩子的科学教育提供良好的支持。而要做到这一点，需要家长注意以下几个方面的问题：
首先，需要家长提高对孩子的科学教育意识。作为家长，都应该明白，在科学技术迅速发展的今天，科学素质的高低是一个人综合素质高低的重要表现之一。现代社会里，一个人需要具备基本的科学素质。尤其是在目前社会竞争越来越激烈的情况下，更需要有仓新精神和创新能力。在现代教育体系中，科学教育是教育的重要组成部分，不再是中小学教育中可有可无的课程。家长应该改变过去只看重孩子的语、数、外等所谓的“主科”的成绩的观点，努力从为了孩子的全面发展的角度来看待孩子所有的学习。只有这样。在家长有了很好的科学教育意识的情况下，家长才有可能主动积极为孩子的科学教育提供良好的支持。
其次，家长要有意识地为孩子提供科学学习和实践的机会，创造一个科学学习的家庭氛围。以家长的阅历和职业背景来说，无论家长自身的文化水平怎样，从事的职业如何，都有可能为孩子创造科学学习的条件。这也是由小学生科学学习应该与生活密切联系的特点决定的，只要家长具备一些最基本的科学知识或者是常识．或者是生活经验，都可以为孩子提供帮助，因为科学教育不仅仅是科学知识的传授。能将家长在某一方面的专长与孩子的科学学习和探究活动结合起来。做到良好的亲子沟通合作，可以说是家庭科学教育资源开发的一个重要目的，也是一个主要的途径。如有的学生家长恰好是某方面的权威或者是某领域的专家，不仅可以为自己的孩子在家庭中提供良好的指导和帮助．而且可以为学校科学教育提供帮助，到学校给学生做讲座，或是为学生提供到所在单位参观学习的机会。科学课程资源的开发与利用需要广大家长的支持与参与．正是家长的全力支持与合作才能保证家庭科学资源的合理开发和利用，丰富和完善学生的科学课程资源。
2．第二方面是家庭物力资源的开发与利用。家庭生活中的所有一切在一定的条件下都可以开发成为孩子的科学教育资源，这些东西的使用需要在第一个方面的参与下完成，即要有家庭人力资源发挥作用．自然包括家长和孩子自己。在家长和孩子共同参与下的科学教育资源是十分丰富多彩的，下面仅举几个例子．作为家庭科学教育资源开发和利用中具体方法的范例。
(1)家长引导下的科技阅读。“书籍是人类进步的阶梯”，不言而喻，它同样是科技进步的阶梯。家长作为孩子的科学教育的启蒙者，其职责在于适时选择符合孩子心智发育时机的科技读物，指导孩子阅读。对于小学阶段的孩子而言，家长可以为孩子提供图文并茂的科技图书，也可以提供电子音像读物(如录音带、录像带、光盘等等)。像《十万个为什么》之类的科普读物，家长可以多买一些，为孩子建立自己的科普读物小书架。收集孩子喜欢读、读得懂的读物。另外，家长可以多花一些时间和孩子在一起时问，看看《人与自然》、《动物世界》等反映科学的电视节目，给孩子适当的讲解。
(2)科技游戏。玩是孩子的天性，在游戏中进行有意识的科学教育，起到的效果可能会比生硬地教孩子强记一些科学知识更好。因为这符合青少年的心理特征，在家庭愉悦轻松的氛围中进行，可谓寓教于乐，把“教学做”、手脑有机结合在一起。这类游戏可以是手工拼装、拼图比赛、玩电子游戏等，也有很多益智玩具，都可以作为家庭中家长与孩子共同游戏、加强亲子交流的素材。
(3)旅游考察。在有条件的地方和家庭里，特别是对城市中的孩子而言，家长有机会一定要多带孩子“到自然中去观察”，让孩子与大自然有近距离的亲密接触。因为丰富多彩的大自然中包含了很多很好的科学教育资源。名山大川，天空海洋、地貌植被、鸟兽虫鱼、古代与现代建筑等，可以说处处是课堂、处处是教材，资源丰富多样，而且生动实在，在潜移默化中，科技教育的素材和资源以一种润物细无声的方式进入到孩子的心灵，这对于激发孩子对自然的兴趣和好奇心，进一步产生科学探究的愿望是十分有意义的。另外，有条件的地方，家长可以多陪同孩子去参观科技馆、博物馆、植物园、动物园等场馆，因为这些地方也是科学教育的基地，孩子在这些地方可以看到很多东西，既开拓了眼界，又增长了知识。
(4)植物种植和动物养殖。在家庭当中，可以让孩子亲手参与进来，在与植物、动物的亲密接触过程中做全程的仔细观察，深入了解动植物的属性特征。这是一种很有实践意义、能全方面培养孩子科学素养的资源。比如说在家里种植一盆花，甚至可以从种子开始，在家长的指导下，让孩子负责照料这盆花。通过整理花盆、播种、浇水，施肥等等一系列的过程，直到开花、结果．让孩子亲身经历植物的生长发育过程。在这个过程中，家长要引导孩子做一些观察记录，这其实就是在引导孩子用科学的方法来做一件事情。孩子可能没意识到这是在进行科学活动，但是家长一定要有这个意识，才不至于让很好的科学教育资源流失。在这个过程中，孩子肯定会遇到很多问题，比如说孩子可能会认为浇的水越多、施的肥越多，花就越长得好，如果家长指导适当的话，可以让孩子做一些实验，验证一下自己的想法是否正确。通过结果的对比，小孩明白了自己原来的想法可能并不正确，然后会继续问～些“为什么”，这时候家长又给以适当的指导。这样下去的话，孩子探究的兴趣就越来越浓厚，逐渐就养成了一些科学的思维与方法。这样通过孩子亲自参与得到的东西，比只从书本上看到或是家长、老师告知得到的东西理解要深刻得多。
分子生物学起源篇6
课程资源的开发和应用．为实现教育目标提供了基本的素材．是课程实现的基本条件。在教育的全过程中，有了教育的资源并加以利用，才可以谈及后面的步骤。科学课程资源的来源是广泛的，一切能提高小学生科学素养的资源都可以转化成为学生学习的课程资源。在《基础教育课程改革指导纲要》中，关于课程资源的开发运用做出了如下说明：“积极开发并合理利用校内外各种课程资源。学校应充分发挥图书馆、实验室、专用教室及各类教学设施和实践基地的作用：广泛利用校外的图书馆、博物馆、展览馆、科技馆、工厂、农村、部队和科研院所等各种社会资源以及丰富的自然资源：积极利用并开发信息化课程资源。”尤其是在小学阶段的科学课程，不应该局限于以前单一的以科学知识教授为主的课堂与教材方面，而是要以一个全新的广泛的课程理念来指导小学生的科学教育。这也是与新课程提倡的在小学阶段课程以综合性课程为主的理念相吻合的，也是适合小学这个年龄阶段的学生的特点的。
科学教育的课程资源也是无处不在、无时不有的。按照科学资源空间上的划分，可以分为学校资源、家庭资源和社区资源三类。在现代信息化社会，又可以将其分为校内资源和校外资源以及网络资源三类。从性质上来看．则包括人力、物力和环境三大类。一般而言，学校资源是科学教育中最主要的资源，是有组织、有目的、系统的教育教学资源，主要体现形式是科学教材和教师的科学教学活动。尤其是教材和实验室中的教学，在很长一段时期内一直都是对学生进行科学教育的主要资源。这种局面的形成，主要是由于长期以来，对科学教育过于知识化、偏重于对学生进行科学知识的教育，所以往往只把眼光放在校内资源的开发和利用上。而家庭资源与社区资源这些校外的资源由于长期不受关注和重视，没有得到应有的开发和利用。在资源应广泛化的今天，没有对小学生的科学教育起到应有的作用，反而成为一种资源上的浪费。
二、家庭科学教育资源的开发与利用
在以学生为主体、倡导自主和探究式学习方式的新课程观的指导下，家庭资源是小学生进行科学学习和探究的重要资源，做好家庭资源的开发和利用工作，将对小学生科学素养的全面提高有重要意义。
家庭是小学生除了学校以外，最主要的学习、生活场所。家庭是孩子最早接受教育的地方，家长是孩子学习的启蒙者。对于科学教育而言，家庭也是孩子最经常性接触的、最早发生的一个学习场所。小学生的科学教育也要结合小学生的特点，提倡与孩子的生活相结合，在生活中学科学、在生活中用科学，在生活中培养孩子的科学精神和科学态度，提高孩子的科学素养。
家庭中科学资源的开发可以从家庭人力资源和物力资源两个方面来挖掘。
1．第一个方面是家庭人力资源的开发与利用。人本身就是一个很好的活的课程资源，在家庭中，主要是孩子的家长担负起孩子科学教育的指导者的角色。一般来说，家长都具有丰富的工作经历和生活经历，与孩子有比较多的接触时间．完全有能力为孩子的科学教育提供良好的支持。而要做到这一点，需要家长注意以下几个方面的问题：
首先，需要家长提高对孩子的科学教育意识。作为家长，都应该明白，在科学技术迅速发展的今天，科学素质的高低是一个人综合素质高低的重要表现之一。现代社会里，一个人需要具备基本的科学素质。尤其是在目前社会竞争越来越激烈的情况下，更需要有仓新精神和创新能力。在现代教育体系中，科学教育是教育的重要组成部分，不再是中小学教育中可有可无的课程。家长应该改变过去只看重孩子的语、数、外等所谓的“主科”的成绩的观点，努力从为了孩子的全面发展的角度来看待孩子所有的学习。只有这样。在家长有了很好的科学教育意识的情况下，家长才有可能主动积极为孩子的科学教育提供良好的支持。
其次，家长要有意识地为孩子提供科学学习和实践的机会，创造一个科学学习的家庭氛围。以家长的阅历和职业背景来说，无论家长自身的文化水平怎样，从事的职业如何，都有可能为孩子创造科学学习的条件。这也是由小学生科学学习应该与生活密切联系的特点决定的，只要家长具备一些最基本的科学知识或者是常识．或者是生活经验，都可以为孩子提供帮助，因为科学教育不仅仅是科学知识的传授。能将家长在某一方面的专长与孩子的科学学习和探究活动结合起来。做到良好的亲子沟通合作，可以说是家庭科学教育资源开发的一个重要目的，也是一个主要的途径。如有的学生家长恰好是某方面的权威或者是某领域的专家，不仅可以为自己的孩子在家庭中提供良好的指导和帮助．而且可以为学校科学教育提供帮助，到学校给学生做讲座，或是为学生提供到所在单位参观学习的机会。科学课程资源的开发与利用需要广大家长的支持与参与．正是家长的全力支持与合作才能保证家庭科学资源的合理开发和利用，丰富和完善学生的科学课程资源。
2．第二方面是家庭物力资源的开发与利用。家庭生活中的所有一切在一定的条件下都可以开发成为孩子的科学教育资源，这些东西的使用需要在第一个方面的参与下完成，即要有家庭人力资源发挥作用．自然包括家长和孩子自己。在家长和孩子共同参与下的科学教育资源是十分丰富多彩的，下面仅举几个例子．作为家庭科学教育资源开发和利用中具体方法的范例。
(1)家长引导下的科技阅读。“书籍是人类进步的阶梯”，不言而喻，它同样是科技进步的阶梯。家长作为孩子的科学教育的启蒙者，其职责在于适时选择符合孩子心智发育时机的科技读物，指导孩子阅读。对于小学阶段的孩子而言，家长可以为孩子提供图文并茂的科技图书，也可以提供电子音像读物(如录音带、录像带、光盘等等)。像《十万个为什么》之类的科普读物，家长可以多买一些，为孩子建立自己的科普读物小书架。收集孩子喜欢读、读得懂的读物。另外，家长可以多花一些时间和孩子在一起时问，看看《人与自然》、《动物世界》等反映科学的电视节目，给孩子适当的讲解。
(2)科技游戏。玩是孩子的天性，在游戏中进行有意识的科学教育，起到的效果可能会比生硬地教孩子强记一些科学知识更好。因为这符合青少年的心理特征，在家庭愉悦轻松的氛围中进行，可谓寓教于乐，把“教学做”、手脑有机结合在一起。这类游戏可以是手工拼装、拼图比赛、玩电子游戏等，也有很多益智玩具，都可以作为家庭中家长与孩子共同游戏、加强亲子交流的素材。
(3)旅游考察。在有条件的地方和家庭里，特别是对城市中的孩子而言，家长有机会一定要多带孩子“到自然中去观察”，让孩子与大自然有近距离的亲密接触。因为丰富多彩的大自然中包含了很多很好的科学教育资源。名山大川，天空海洋、地貌植被、鸟兽虫鱼、古代与现代建筑等，可以说处处是课堂、处处是教材，资源丰富多样，而且生动实在，在潜移默化中，科技教育的素材和资源以一种润物细无声的方式进入到孩子的心灵，这对于激发孩子对自然的兴趣和好奇心，进一步产生科学探究的愿望是十分有意义的。另外，有条件的地方，家长可以多陪同孩子去参观科技馆、博物馆、植物园、动物园等场馆，因为这些地方也是科学教育的基地，孩子在这些地方可以看到很多东西，既开拓了眼界，又增长了知识。
(4)植物种植和动物养殖。在家庭当中，可以让孩子亲手参与进来，在与植物、动物的亲密接触过程中做全程的仔细观察，深入了解动植物的属性特征。这是一种很有实践意义、能全方面培养孩子科学素养的资源。比如说在家里种植一盆花，甚至可以从种子开始，在家长的指导下，让孩子负责照料这盆花。通过整理花盆、播种、浇水，施肥等等一系列的过程，直到开花、结果．让孩子亲身经历植物的生长发育过程。在这个过程中，家长要引导孩子做一些观察记录，这其实就是在引导孩子用科学的方法来做一件事情。孩子可能没意识到这是在进行科学活动，但是家长一定要有这个意识，才不至于让很好的科学教育资源流失。在这个过程中，孩子肯定会遇到很多问题，比如说孩子可能会认为浇的水越多、施的肥越多，花就越长得好，如果家长指导适当的话，可以让孩子做一些实验，验证一下自己的想法是否正确。通过结果的对比，小孩明白了自己原来的想法可能并不正确，然后会继续问～些“为什么”，这时候家长又给以适当的指导。这样下去的话，孩子探究的兴趣就越来越浓厚，逐渐就养成了一些科学的思维与方法。这样通过孩子亲自参与得到的东西，比只从书本上看到或是家长、老师告知得到的东西理解要深刻得多。
分子生物学起源篇7
每个孩子的家里都存在着各种形式的能够被孩子利用的科学资源，引导孩子有效地开发和利用这些资源，将为孩子在家中开展各种科学学习和探究活动提供支持，我们应积极引导孩子，鼓励家长开发利用家庭课程资源。
一、收集、整理家庭中丰富的科学教育资源
家庭中存在着丰富的科学教育资源，包括家庭中种植的各种绿色植物、家庭中饲养的一些小动物、家庭中收藏的各种科技读物、家庭中收藏的各种奇石、各地特产……家庭生活中和每个孩子密切相联的各种家用电器、家具，物品陈设，居室的空气、温度、阳光以及家居生活中的洗漱、饮食……都包含着许多潜在的科学资源，而这其中有很多资源都适合小学生进行科学探究。
二、合理地开发、利用家庭中的科学教育资源
家庭中丰富的科学教育资源都可以被信手拈来作为孩子科学学习的资源与素材。我们应当改变过去忽略对家庭课程资源开发利用的状况，鼓励孩子合理地开发和利用这些资源。
1.参与种植绿色植物
在家庭中可以让孩子参与到种植植物的过程中来，孩子可以从挑选种子开始，到准备花盆、播种、浇水、防虫和施肥。通过这一系列的活动，让孩子亲历种子萌发、开花、结果、死亡这一生长发育的过程。在此期间，可以让孩子进行观察、记录，并做好观察日记。这样通过他们亲自经历得到的东西，一定会让他们记忆犹新。
2.饲养一种小动物
孩子天生爱小动物，不少家庭中饲养了小动物，让孩子参与到喂养、照顾小动物中来，这也是一种很有实践意义的培养孩子动手、动脑的科学活动。在饲养小动物的过程中，家长应引导孩子做一些观察记录。这样，孩子的探究兴趣会日益浓厚。
3.充分利用日常生活用品
日常的家居生活中也包含许多科学资源，在三年级科学《纺织材料》的学习中，我发动学生回家收集各种纺织材料，结果，在课堂上，很多孩子带来了品种多样的纺织品，大大开阔了学生的视野。在学习《岩石与矿产》中，一些学生带来了他们随家长到各地旅游时带回的各种各样奇特的岩石、珍宝，听着他们的介绍，同学们欣赏着各种奇石，枯燥的课堂变得鲜活起来……
4.阅读科技藏书
小孩子求知的欲望是十分强烈的，他们并不仅仅局限于科学课本中的知识，因此家庭中图文并茂的科普类书籍对他们会产生极大的吸引力。我们在研究《日食和月食》时，就有几位学生跃跃欲试要给同学们讲解日食和月食的成因。当他们介绍完后，获得了同学们热烈的掌声，同时展现在他们面容上的是骄傲和自信。
5.走进厨房，参与其中
家庭生活中的一日三餐，饮食中也隐含许多科学资源，家长应鼓励孩子走进厨房，参与到厨房工作中来。在孩子帮助家长洗菜、择菜的过程中，可以区分大蒜和葱、萝卜、藕、白菜的异同，了解哪些食用的是植物的叶，哪些食用的是植物的茎或根……同时孩子还可以通过切菜和切水果来了解果实的一些内部特征。
三、鼓励家长和孩子一起开发和利用家庭中的科学教育资源
在家庭中，家长是孩子科学教育的指导者，家长具有丰富的生活经历，同时家长和孩子在一起的时间最多。因此，我们应鼓励和督促家长关注和关心孩子在家里进行的各种科学探究活动。
1.鼓励家长和孩子一起种植和饲养动植物，进行一些简单的科学探究活动
2.建议家长为孩子添置一些科普读物，陪同孩子一起收看科教频道系列节目，关注科技资讯信息
3.鼓励家长参与到孩子的科技小制作、小发明、小创造中来，与孩子一起动手、动脑
4.建议家长尽可能多带孩子接触大自然、接触社会，参与社会实践活动
四、自制学具，合理开发教学资源
心理学研究表明，儿童认识规律是“感知―表象―概念”，而操作学具符合这一规律，能变学生被动地听为主动地学，充分调动学生的各种感官参与教学活动，去感知大量直观形象的事物，获得感性知识，形成知识的表象，并诱发学生积极探索，从事物的表象中概括出事物的本质特征，从而形成科学的概念。
有些科学知识对于学生来说很抽象，如何能让它变得具体、有趣，我们在学校组织的科学教研活动时想到了一个好办法：让学生操作学具。然而，又一个问题出现了，学生手中没有我们需要的学具。那就干脆让学生自己动手制作！我们尝试了这个做法，学生自己制作了一个个学具，竟然达到了意想不到的好效果。
分子生物学起源篇8
二、生生论
生生论认为生物不能自然发生，只能由其亲代产生。此种看法没有回答“最早的生物从何而来”的问题。
三、宇宙胚种论（宇宙发生说）
这种假说认为地球上最初的生物来自别的星球或宇宙胚种，它们可以通过陨石或其他运载工具而到达我们生存的地球。我们可以通过物理现象证明宇宙胚种论只是一种原始的臆想。宇宙间存在着高能量的放射线、紫外线、含有各种波段的放射性物质。含有生命体征的微生物孢子不用考虑如何穿越高压大气层，只是单单这些射线的辐射强度足可以杀死任何带有生命迹象的微生物。地球上见到的碳质陨石中含有大量的氨基酸、蛋白质、有机分子，虽然有科学证明可以演变为原始生命，只能说明其陨石携带的是养分和可供生物繁衍的外界物质，和生命基本体征无关。地球上最早的胚种起源直接借助这些有机成分滋养，配合合适的温度气候才从单细胞到多细胞一步一步进化而来，并非直接胚胎进化那么简便单一。
四、化学进化论
在广袤的地球上，在空气、水的作用下，无机物经过大气、阳光、水的作用从无机物发展成有机物；有机物繁衍成单细胞生物、单细胞生物繁衍成多细胞生物、多细胞生物形成带有生命体征的胚胎；胚胎进化成高级生物。这种看法比较符合科学事实。化学进化论最初由苏联学者奥巴林（1924）和英国学者霍尔丹（1929）提出，已为越来越多的科学事实所证实。化学进化的基本过程如下：
1.由无机物生成有机小分子物质。原始地球的大气是无游离氧的还原性大气，包括H2、NH3、CH4、CO2、H2S、水蒸气等，它们在高温、紫外线、雷电、宇宙射线等原始地球条件的作用下，能合成氨基酸等组成生物体的有机小分子，这一过程已于1953年由美国学者米勒模拟原始地球的条件和原始大气成分，在实验室中合成了有机物。米勒认为，“原始地球上尽管不能形成生命，但能形成构成生物体的有机物”。原始地球上由无机物分子进化成有机物分子是一种化学生成的基本反映。
2.由有机物单排列分子分裂成复杂的有机物分子群。可以推想，有机物合成以后，被雨水冲淋，而后汇集到原始海洋中的有机小分子（单体），经海浪的撞击，浓缩、蒸发、聚合等，彼此的相互作用，可以形成蛋白质、核酸等有机大分子（聚合体）。1965年7月，我国生物学家合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素；1981年，我国生物化学工作者王德宝等合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。这些成果说明了，原始地球上的有机小分子物质，在原始海洋中，经过长期的生物化学变化形成有机物单排列分子分裂成复杂的有机物分子群。
分子生物学起源篇9
科学教育的课程资源也是无处不在、无时不有的。按照科学资源空间上的划分，可以分为学校资源、家庭资源和社区资源三类。在 现代 信息化社会，又可以将其分为校内资源和校外资源以及 网络 资源三类。从性质上来看．则包括人力、物力和环境三大类。一般而言，学校资源是科学教育中最主要的资源，是有组织、有目的、系统的教育教学资源，主要体现形式是科学教材和教师的科学教学活动。尤其是教材和实验室中的教学，在很长一段时期内一直都是对学生进行科学教育的主要资源。这种局面的形成，主要是由于长期以来，对科学教育过于知识化、偏重于对学生进行科学知识的教育，所以往往只把眼光放在校内资源的开发和利用上。而家庭资源与社区资源这些校外的资源由于长期不受关注和重视，没有得到应有的开发和利用。在资源应广泛化的今天，没有对小学生的科学教育起到应有的作用，反而成为一种资源上的浪费。
二、家庭科学教育资源的开发与利用
在以学生为主体、倡导自主和探究式学习方式的新课程观的指导下，家庭资源是小学生进行科学学习和探究的重要资源，做好家庭资源的开发和利用工作，将对小学生科学素养的全面提高有重要意义。
家庭是小学生除了学校以外，最主要的学习、生活场所。家庭是孩子最早接受教育的地方，家长是孩子学习的启蒙者。对于科学教育而言，家庭也是孩子最经常性接触的、最早发生的一个学习场所。小学生的科学教育也要结合小学生的特点，提倡与孩子的生活相结合，在生活中学科学、在生活中用科学，在生活中培养孩子的科学精神和科学态度，提高孩子的科学素养。
家庭中科学资源的开发可以从家庭人力资源和物力资源两个方面来挖掘。
1．第一个方面是家庭人力资源的开发与利用。人本身就是一个很好的活的课程资源，在家庭中，主要是孩子的家长担负起孩子科学教育的指导者的角色。一般来说，家长都具有丰富的工作经历和生活经历，与孩子有比较多的接触时间．完全有能力为孩子的科学教育提供良好的支持。而要做到这一点，需要家长注意以下几个方面的问题：
首先，需要家长提高对孩子的科学教育意识。作为家长，都应该明白，在科学技术迅速 发展 的今天，科学素质的高低是一个人综合素质高低的重要表现之一。现代社会里，一个人需要具备基本的科学素质。尤其是在目前社会竞争越来越激烈的情况下，更需要有仓新精神和创新能力。在现代教育体系中，科学教育是教育的重要组成部分，不再是中小学教育中可有可无的课程。家长应该改变过去只看重孩子的语、数、外等所谓的“主科”的成绩的观点，努力从为了孩子的全面发展的角度来看待孩子所有的学习。只有这样。在家长有了很好的科学教育意识的情况下，家长才有可能主动积极为孩子的科学教育提供良好的支持。
其次，家长要有意识地为孩子提供科学学习和实践的机会，创造一个科学学习的家庭氛围。以家长的阅历和职业背景来说，无论家长自身的文化水平怎样，从事的职业如何，都有可能为孩子创造科学学习的条件。这也是由小学生科学学习应该与生活密切联系的特点决定的，只要家长具备一些最基本的科学知识或者是常识．或者是生活经验，都可以为孩子提供帮助，因为科学教育不仅仅是科学知识的传授。能将家长在某一方面的专长与孩子的科学学习和探究活动结合起来。做到良好的亲子沟通合作，可以说是家庭科学教育资源开发的一个重要目的，也是一个主要的途径。如有的学生家长恰好是某方面的权威或者是某领域的专家，不仅可以为自己的孩子在家庭中提供良好的指导和帮助．而且可以为学校科学教育提供帮助，到学校给学生做讲座，或是为学生提供到所在单位参观学习的机会。科学课程资源的开发与利用需要广大家长的支持与参与．正是家长的全力支持与合作才能保证家庭科学资源的合理开发和利用，丰富和完善学生的科学课程资源。
分子生物学起源篇10
一、中心体遗传
关于中心体在有丝分裂过程中的遗传，大学教材中有明确的说法：“中心体在细胞周期过程中也要进行复制，并经历一系列的发育过程，称为中心体周期。中心体在G1期末开始复制，到达S期，细胞已经含有一对中心体，但两者并不分开。到达G2期，一对中心体开始分开，并各自向细胞的两极移动，并参与装配纺锤体。到细胞分裂结束，两个子细胞分离，每个子细胞获得一个中心体。”[1]通过此段文字描述不难看出，在有丝分裂过程中中心体通过一次复制，细胞分裂一次，最后使得每个子细胞依然含有一个中心体，保持了遗传的稳定性。
可在减数分裂过程中，中心体的遗传问题就显得比较棘手了。有性生殖生物进行减数分裂产生配子的过程中，染色体复制一次，细胞分裂两次，再通过受精作用，受精卵中的染色体数目恢复到正常数目。可中心体如何变化呢？我们可以有两种假设方案：①中心体在减数第一次分裂前的间期复制一次，细胞分裂两次，使得每个配子中含有一个中心粒，再经过受精作用，和卵细胞中的中心粒组合成一个中心体；②中心体在减数第一次分裂前的间期和减数第一次分裂完成后均复制一次，使得每个配子中含有一个中心体，受精作用过程中，中的中心体不进入卵细胞中，受精卵中的中心体依然是一个。
以上两种假设的方案或许都存在，但生物学作为一门实验性科学，一切以事实为依据。李孝绪等研究发现，在海洋无脊椎动物牡蛎、海星等生物进行减数分裂过程中，中心体变化符合前面的假设一。[2]杜卫华等以哺乳动物为对象，研究减数分裂过程，发现中心体变化非常复杂，既不符合假设一，也不符合假设二，虽然中心体也复制两次，但和卵细胞中的中心体成分都会部分丢失，最终使得受精卵中含有一个完整的染色体。[3]
通过以上可以发现，关于中心体遗传是一个非常复杂的过程，目前对此方面研究很少。了解了这些知识，教师在授课过程会更得心应手，也完全可以应付学生可能提起的关于中心体变化的任何问题了。
二、同源染色体何解
我们先来看一下必修二中对同源染色体的定义：“在减数分裂过程中发生配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。”从定义中不难发现，这里强调了三个方面的内容：①同源染色体在减数分裂中发生配对；②形态、大小一般都相同；③一条来自父方，一条来自母方。我们只要经过简单的分析就可知道，这里是以二倍体生物为对象说的。教师和学生对“同源染色体形态、大小一般都相同”都很容易理解，难弄懂的是第1点和第3点。很多同学在学习遇到关于同源染色体的题目的时候会想很多问题： ①明明是一个来自父方，一个来自母方为什么说是同源染色体呢？②同一生物个体的不同细胞中以及同种生物不同个体细胞中的同一型号的染色体是不是同源染色体？
我们再来看一道试题中经常碰到的题目：
下列关于同源染色体的叙述，不正确的是（ ）
A.一条来自父方，一条来自母方的染色体
B.由一条染色体复制而成的两条染色体
C.在减数分裂过程中联会的两条染色体
D.形状和大小一般相同的两条染色体
本题所有资料给出的标准答案均是B选项，此答案的给出，应该就是来自必修二中对同源染色体的定义。这也就意味着“通过复制得到的两条染色体”不是同源染色体，但如果不是，难道是非同源染色体吗？
当这一系列的问题迎面而来时，我们一线的生物教师不得不对这个问题进行深思――到底何谓“同源”。笔者认为“同源”即“相同的起源”。对这一问题，笔者经过资料查阅找到了这一解释：“在生物学种系发生理论中，若两个或多个结构具有相同的祖先，则称它们同源。”这一解释也支持了笔者对“同源”一词的理解。这也应该是绝大多数人对同源的理解。但是由冯德培、谈家桢、王鸣歧主编，上海辞书出版社于1983年6月出版的《简明生物学词典》（第一版）第458页提出：“同源染色体（homologous chromosome）亦称‘同型染色体’，在减数分裂时，两两配对的染色体，形态、大小和结构都相同。同源染色体中一个来自父本，一个来自母本。”笔者认为，这里的描述仅仅是对同源染色体一些行为现象进行了总结，而并不是对本质的阐述。
其实，如果我们回到生命的起源这个话题上来研究同源染色体，这一问题就非常的明朗。生命都起源于原始海洋，现存最早的古细菌可以说是生命的源头，那也就意味中现存所有的生物都来源于一种古细菌或多种古细菌（这里涉及单起源学说和多起源学说问题），故所有生物从某种意义上来说，其体内的遗传物质都有着共同的起源。只不过在生物进化的过程中，每种生物遗传物质在不断地进行变异，因此目前谈论的同源应该是有一个时间的距离。根据这样的理解，笔者认为同一种生物不同的个体之间存在同源染色体，同一生物个体不同组织器官中存在同源染色体，复制而来的两条染色体，也应属于同源染色体，判断同源染色体而不应该看是不是一条来自父亲，一条来自母亲，或是否配对。
因此，只有高考委员会或者教材编委会对生物学中一些比较模糊或者疑难的问题弄清楚后再编入高考大纲或者高中教材，这样更有利于教师的教学和学生的学习。
以上内容中，笔者挑选了两个疑难问题重点进行了讨论。除此之外，课本上还有很多知识点都存在或多或少的问题，比如密码子的概念、什么是多倍体、肽键的书写方式、什么是磷酸二酯键等，书上都是些不科学的描述，甚至文本的前后都有矛盾。可能这些问题是新课标实施过程中必然存在的问题，毕竟一套新的教材刚刚使用，无法尽善尽美。这也就意味着我们一线的教师，在授课过程中对相关知识点的讲解过程中，要把握一个度，既不能违背课本，又必须以科学事实为依据。
参考文献：
[1]翟中和.细胞生物学[M].北京：高等教育出版社，2003.
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按照课程资源空间分布的不同，可以将课程资源分为学校课程资源、家庭课程资源和社区课程资源。只要是学校范围之内的课程资源就是学校课程资源，只要是家庭内的课程资源就是家庭课程资源；学校和家庭之外的课程资源统称为社区课程资源。学校、家庭和社区三种课程资源都十分重要，从经济成本和效率原则出发，在学校、家庭和社区三种课程资源中，学校课程资源的开发和利用应该占据主要地位，家庭和社区课程资源更多地起到辅助的作用。
（二）课程资源的载体形式
课程资源的载体是指课程资源所依存的物化表现形式，也就是说课程资源总是以一定的载体形式为依存而表现出来的。按照课程资源对于人的关系，可以将课程资源的载体划分为生命载体和非生命载体两种形式。
课程资源的非生命载体主要表现为各种课程教学材料的实物形式，如课程计划、课程标准、课程指南、教学用书、参考资料、学习辅导材料和练习册等纸张印刷制品和电子音像制品。课程资源的生命载体主要是指掌握了课程素材、具有教育教学素养的教师、教育管理者和学科专家、课程专家等教育研究人员。
二、课程资源开发的途径
课程资源的合理开发与利用是课程目标顺利实现的必要条件，小学科学课程实施的范围和水平以及课程目标的落实与达成度，一方面有赖于小学科学课程资源的丰富程度，另一方面有赖于小学科学课程资源开发与利用的水平。小学科学课程资源开发需要学校、家庭和社会几方面的合作、共同支持完成。
（一）学校小学科学课程资源的开发
学校课程资源主要包括科学教师，实验室，科学教室、图书馆、阅览室及其配备资料，学校建筑、走廊的环境布置，花草树木、生物角、科技景点，等等。通过参加各级培训、继续教育、专家交流等方式，来提高小学科学教师的教育水平；通过充分挖掘学校现有的器具设备，如教学场地、仪器设备、图表、实物、模型、标本、教具等，来提高现有资源的利用率；通过创建专门的科学教室、实验室，来更新科学教育设备；通过补充和更新科技类书籍、影像资料等，来拓展阅览室、多功能教室的功能；通过开辟学校空地，建立气象站、饲养园、试验田等，来开辟科技教育基地……
【案例】
校园里的各种植物是开展科学学习的重要课程资源，将学校的各种大树都标上身份识别牌，如植物名称、科别、生长环境、用途和价值等；在学校花坛中种植各种常见的植物，如凤仙花、二月兰等，并标识植物的名称、种植时间等；将学校的空地开辟出一小部分，作为“开心农场”，种植常见的蔬菜，如油菜、白菜、胡豆等，而且“农场”有利于各种小动物的生活……当学生学习“植物”单元时，可以充分利用这些校园的大树和其他植物，对植物进行细致地观察和描述，便于学生理解植物的特征和植物的生长变化（即植物的生命周期）；当学生学习“动物”单元时，可以充分利用花坛和“农场”开展“寻访各种小动物”的活动，便于学生理解小动物的形态、生活环境和动物的生命周期。
学校可以充分利用走廊的空间，设计成“科技长廊”，在“科技长廊”的宣传栏上，展示学生的学习成果，如“凤仙花的生长变化”“蚕的生命周期”“蟋蟀的生活环境”等，便于学生分享、质疑、表达和交流学习成果。
（二）家庭小学科学课程资源的开发
家庭里也存在着丰富的小学科学教育资源，主要包括家长的阅历与职业背景、家庭饲养的动物与种植的植物、家庭科技藏书等。家庭中的日常生活和每个孩子密切相关，如家庭住房面积、家具、物品陈设、电器，居室的空气、光线、温度，厨房的食用油、食盐、调味品、洗涤用品等，都包含着潜在的科学课程资源。通过丰富家庭的科普读物，关注科技资讯信息，引导孩子建立自己的小小图书馆，并提高其利用率；通过家长和孩子一起饲养动物与种植植物，进行一些简单的科学探究活动；通过家长带孩子接触大自然、接触社会，开阔视野……
【案例】
各种生活中常见的物品，都是学生学习活动的资料。如孩子在家洗碗筷时发现，油污用水很难冲洗干净，但是使用少许洗洁精，立刻就能将油污除掉，联系孩子正在学习的“溶解”内容，家长可以帮助孩子思考这一现象的原理。家里的油盐酱醋都是孩子进行科学实验的好材料，在学校研究了一杯水能溶解多少食盐，回到家再实验同样多的水能溶解多少白糖、味精，孩子就会对溶解的概念理解得更加丰富和深刻。
家长不仅可以引导孩子细心观察各种现象发生的条件、原因和结果，还可以与孩子一起动手利用家里的废旧物品制作各种实验仪器，如集雨器、风向仪、计时器等，孩子可以利用这些自制的仪器进行“天气”单元的学习。当学习“物质的变化”单元时，家长可以帮助孩子一起制作各种再生纸，如有香味的、有颜色的、厚的、薄的、有花纹的等，让孩子充分理解“物理变化”和“化学变化”，而且还可以使孩子直接参与到人工材料的使用与环境保护的研究课题中来，树立环境保护意识。
（三）社区小学科学课程资源的开发
社区科学课程资源十分广泛，资源种类繁多，主要包括科技工作者、工厂、农场、田园、科技实验基地、高新企业、植物园、动物园、科技场馆、图书馆、大专院校、科研院所等。通过改善社区环境的科技氛围，提高学生参与科技活动的热情和水平；通过与社区科研、企事业单位建立联系，共建科技活动场所，开展现场科技教学活动；通过聘请科技人员和专家担任学校科技活动的指导教师，提高学生的科学探究能力和研究性学习水平；通过聘请家长中的科技工作者定期向学生作科普讲座，拓宽学生的科学视野；通过组建学生科技团体，利用社区资源开展科普宣传和实践活动，提高学生的社会科学实践能力……
【案例】
重庆市北碚区位于部级自然保护区缙云山下、长江重要支流嘉陵江畔，拥有丰富的自然物种资源。自2009年，重庆市自然博物馆、西南大学、重庆师范大学、北碚区环保局和北碚区教师进修学院等单位的专家为区内的小学教师进行了多次生物多样性教育方面的培训，内容包括如何在学校开展生物多样性教育、组织培养技术、园林植物的识别、缙云山植物和无脊椎动物的多样性及保护对策，等等。随后，北碚区各学校根据自身特色，在社区的大力支持下，开展了丰富多彩的生物多样性宣传保护活动。如：同兴小学学生到农贸市场宣传外来入侵植物的危害，并给市场管理人员提出合理化的管理建议；蔡家场小学的学生到重庆科技馆参观恐龙展览，了解地球生命的演化和生物多样性保护的意义；朝阳小学的学生调查校园的植物分布并绘制成校园植物地图；多所小学学生参加重庆市环保局、园林局和林业局主办的“保护生物多样性，就是保护我们的未来”主题活动……这些都是学习“生物的多样性”单元的有益补充和升华，这些活动更加贴近生活、贴近学生实际，是课堂学习不能替代的。经历了这些培训和活动，教师在教授生物多样性相关内容时有了更多素材和活动方法，学生则更加意识到保护生物多样性迫在眉睫，需要每个人从自己身边小事做起。
三、结语
小学科学课程资源是十分丰富的，只要用创新的理念去开发和建设小学科学课程资源，辩证地处理好各种资源的关系，优化各种资源的组合利用，就能为小学科学课程的实施奠定良好的基础。随着课程改革向纵深发展，只有合理构建课程资源的结构和功能，深入发掘小学科学课程资源，才能满足小学科学教育时展的多样化需求。
[参 考 文 献]
[1]吴刚平.课程资源的开发与利用[J].全球教育展望，2001（8）.
[2]屈敬华.新课程下家庭课程资源的开发和利用[J].成都教育学院学报，2006（4）.
分子生物学起源篇12
中学化学教材蕴含着许多丰富的爱国主义教学内容。古代化学史上，我们的祖先取得了许多辉煌的成就。如造纸术、火药的发明和运用分别比欧洲早10个世纪和5－6个世纪，造纸术和火药是我国古代的重要的化学工艺，也是我国成为文明古国的标志，两者的发明和运用推动了世界文明的进程。冶炼和瓷器也是我国古代重要的化学工艺，这些技术也远远领先于世界各国。
在近、现代化学史上，我国的化学家也为人类社会的进步做出了巨大的贡献，特别是建国后，我国在化学工业上成果显著。例如：我国的化学家同生物学家合作在世界上首次人工合成有生物活力的牛胰岛素。化学科学与化学工业上的成就保证了我国原子弹研制中有关化学材料的部分。我国化学家在世界上首次合成了化学结构与天然物相同的核糖核酸，为人工合成生命物质迈出了新的一步。
一个人的自我意象一旦形成，就非常难于改变。积极的、成功的自我意象，对于人是一种巨大的潜在动力。
二、在化学课中渗透国情教育
化学课的教育内容很丰富，但它不像思想品德那样直接，它要通过“化学”的形式来进行。例如：国家的一些紧缺能源在化学中可将国家公布的有关统计数据的原因告诉学生，结合课本知识，拟编成习题，让学生进行化学思考、练习，使学生对能源危机有所了解，同时把我国的国土资源、矿产资源从世界部分国家进行比较，在进行水的组成、水的净化有关内容教学时，从水资源在我国也不丰富，算得上中度缺水国，而且各省市水分布还不均匀，也有不同程度的水污染现象，从多方面分析，让学习知道，水不是“取之不尽，用之不竭的”，从而培养学生节约用水的意识和爱护水资源的好风尚。在学习H2、CO、CH4的化学性质时，结合化学与能源的关系，特别是“绿色能源”，分析H2作为氢能源的3大优点：原料来源广泛；发热量高；生成物是水无污染。CO作为能源的优点和弊端（CO有毒）对空气带来污染。CH4作为能源对我国广大农村的能源、环境卫生、农作物的肥料的解决都具有重要意义，针对我国能源紧缺的现状，对学生进行潜意识的要节约能源，开发利用新能源等国情教育。结合教育，介绍空气的发现史，分子原子的发现史，元素的发现史和物质质量守恒定律的发现史。让学生知道对待任何事物都必须有一个实事求是的严肃认真的科学态度。介绍著名化学家居里夫人发现镭的艰辛故事，侯德榜的生平事迹，培养学生的科学态度和良好的道德品质，学习科学家们吃苦耐劳、顽强拼搏的敬业精神。介绍我国原子弹、氢弹的研制成功，人造卫星的成功发射和准确回收，以及我国“神舟”号火箭的载人技术的研制成功，无不凝结着科学家们共同努力奋斗的艰辛，学习科学家们团结协作、自力更生的精神。从小学会协作，学会自立。
加强化学实验教学。在实验教学方面，化学有得天独厚的学科条件。化学教师应努力创造化学实验的机会，或演示或分组或布置家庭小实验，或演示下放分组或补充趣味实验。无论哪种形式的实验教学，教师都应严格实验规范操作，以培养学生良好品德品质。对于失败的或效果不明显的都应重做，以教师自身的科学态度教育学生、培养学生一丝不苟的科学态度。
三、环保知识渗透
人类面临着两大环境问题：一是生态平衡的破坏；二是因工、农业生产、交通运输等人类活动而导致了洪水泛滥、大气污染、海河污染、地球升温等，给人类的生存带来了巨大的危害。因此在化学教育中教师可以结合课程设计一些环保知识。比如，盲目的使用和不合理施用化肥，是我国农村出现的普遍现象，农村化肥的平均使用量为378kg/km2，已成为化学施用量最多的国家之一。这一现象将会造成水体富营养化污染，未被利用的养份通过流失、淋漓、反硝化、吸附和浸蚀等方式进入空气，使环境受到污染。所有推广合理的耕作制度，减少化肥的施用量，增加有机肥的比例等，都是减少农业污染有效措施。又如我国大气污染源主要来自能源的利用，过度燃烧煤、石油、天然气等燃料排放的气体有：SO2、CO2、NO2、CO等与潮湿的空气接触、就形成酸雨，而酸雨对农作物的影响相当不利，对金属材料和大理石雕塑等建筑材料有强烈的腐蚀作用。随着车辆的增多，汽车尾气中排放的气体NO2也随之增多，这将会造成“光化学烟雾污染”，所以改变能源结构，减少废气的排放量，增加废气处理设施将是一个急需解决的问题，如不用一次性筷子，尽量少用塑料杯、塑料袋等减少白色污染。通过教学，既培养了学生对化学知识的运用能力，又可以引导学生树立起保护环境的意识，自觉环保的好习惯。
四、辩证唯物主义教育在初中化学教学中的渗透
1.世界是物质的
辩证唯物主义认为，世界是物质的。结合教育使学生树立物质第一，意识第二的唯物辩证法的思想。我们生活的客观世界是物质的。大到日月星辰，小到分子、原子都是物质的，是不以人们的意志而存在的，是不可消灭的。
2.世界是运动的
辩证唯物主义认为，物质世界是由分子、原子、离子构成的，而且是不断地运动着的。通过化学变化的现象及本质的认识，通过化学变化及其条件研究使学生认识到客观事物处于相对运动中，又是不断变化的。用客观、微观相结合，动与静相结合，质与量相结合，树立学生运动的思想。
3.量变、质变；内因，外因观点
辩证唯物主义认为客观事物是处于永恒变化中，而且变化是有条件的。只有当量变积累到一定程度时才能引起质的变化。而且外因是变化的条件，内因是变化的根据，外因只有通过内因才能起作用。结合化学变化的根据，外因只有通过内因才能起作用。结合化学变化的条件研究，催化剂的对比实验教学，燃烧和缓慢氧化的学习；还可以结合一氧化碳和二氧化碳的性质比较教育，由分子结构上一下氧原子的差异，致使他们性质大不相同。在传授化学基础知识的同时，对学生进行辩证唯物主义教育。
分子生物学起源篇13
原国家体委主任、少将伍绍祖在2009年10月人民出版社出版的《伍绍祖文集-人体科学卷》第296页讲到“过去美国是反对低温核聚变,现在他们也改变态度了。还有水转化为油的问题,到底是怎么回事?我亲自去了王洪成那里三次,非常仔细地看了。我自己拿个大瓶子接了自来水,喝了一口,然后一直拿着这个瓶子,让人往里面放了一滴催化剂,最后全部变成了油,全部烧掉了。这些都是问题,都还没有解决,也许这里面蕴藏着一个巨大的科学领域。”
伍绍祖描述的“水变油”最早发生在1983年。哈尔滨市一位民间发明家发现在水中加入他偶然失误配制成的“特殊膨化剂”,再加入少许汽油、柴油、棕榈油、玫瑰油等碳氢化合物作为结构信息,95%以上的水就能转变成与汽油或柴油等化学成分极为相近的燃料,能够全部燃烧甚至驱动各类机动车。
很自然,这类天方夜谭式的现象从诞生之日起就受到很多人的怀疑和抨击,一是因为它与人们的常识相悖,二是从原有科学原理上似乎也讲不通。1992年12月16日中国石油化工科学研究院的专家们在检测结论中认为:经检测确认95%以上的水转变成柴油等燃料,但按照现有自然科学理论认为“水中氧的去向与油中碳的来源不明”。因此十多年来不论普通民众还是大批科学家,听到“水变油”的神话不仅很难相信,甚至还有受到愚弄、欺骗的感觉。主流科学界十多年来一直对“水变油”的试验和研究采取否定和抵制态度,并将之解读为“伪科学”而加以批判。
但令人奇怪的是,还有一些科学家与领导人,不但对“水变万物(水变油)”深信不疑,还致力于推动该项目的基础研究和产业化研究。
1985年10月28日大庆石油化工设计院张方纬(院长)、黄炳权、王福生、那英武、周喜臣、赵恒昌、李俊廷、郑尧舜(大庆市市长)8位专家亲笔签字寄给中共中央、国务院的报告中写道:“(一次完成一吨半水基液体合成燃料的生产)是令我们这些从事多年石油化工的同志难以置信的事,但却是千真万确的事实。时间就是一切,中国不尽快搞成(产业化),而让其它国家捷足先登,那时我们将顿足悔恨千古,死时也不能瞑目的憾事。”
第十三届中共中央政治局常委胡启立同志1986年亲自实地考察、请清华大学化学系宋心琦教授严格组织检测了“水基燃料”的真实实验演示,当时讲了三句名言:“是鱼目还是珍珠我能分得清;这是一项令人难以置信而又千真万确的伟大科学发现与发明;搞得好能引起一次新的工业革命,搞不好有可能引发一场新的石油战争。”
著名物理学家、两院院士、“两弹一星”功勋王淦昌1998年5月在病床上第7次写信给中共中央领导人,信中说:“关于水基燃料,十多年前,我看过三次实验。有一次还用水基燃料行车十多公里。当时我曾为之题词……十多年来,由于各种原因,一直未能试生产……希望中央尽快查明事实真相作出决断……否则有可能演出‘中国人相争、外国人得利’的闹剧;……现在已到了刻不容缓的时候了。”
对一项新的高技术发明,尤其是颠覆性的重大科学发现,存在非共识与争议也是很正常的事,但观点如此对立、态度如此截然不同是否超出了学术争议范畴?
不可否认,科学是不断发展变化的,这也是人类文明进步的原动力之一。曾几何时,“日心说”已经是更为科学和超前的理论,而如果以今天的“常识”来看,布鲁诺为了维护日心说而被烧死实在是有点冤枉。科学常识是一成不变的吗?
而尊重事实、没有调查就没有发言权则是永恒不破的科学态度。从对“水变油”态度肯定与否定截然相反的两方 表现来看,人们应当认真思考:在科学无法解释所有问题的今天,也许“水变油”实验与形成机理研究是一项最大胆的科学探索。
鉴于能源关系到国家安全和发展战略,经过国防科工委考察与严格检验,1993年7月24日,中国人民国防科工委政治部任命该技术发明人为新能源试验开发基地主任,国防科工委副参谋长祁军少将(正军级)兼任新能源基地党委书记,1994年1月初,哈尔滨市人民政府将该发明工作移交国防科工委主管。该项科学发现终于被立项研究。次年6月,许驭因实验工作扎实、基础理论创新研究思路清晰,被原国防科工委新能源基地任命为副总工。
不幸的是,因为发明人涉及经济纠纷1995年底被立案审查,导致该项目的真实性再次遭到主流学派的严重质疑,国防科工委新能源试验开发基地遂被解散,该项目研究一度失去了国家经费与舆论上的支持。
“水变油”的实质――氧核冷裂变
“水变万物(水变油)”实验之所以引起巨大争议、令许多著名科学家极力反对,是因为只有偶然巧合的实验结果而缺乏有力的科学理论支撑。事实上,多学科交叉的自然科学理论创新确实艰辛,而且不是短期内轻而易举就能突破的。
原国防科工委新能源试验开发基地主持基础研究的副总工程师、现在上海担任一家新能源研究所所长的许驭,就是经过近18年的潜心研究与磨难,终于揭开“水变油”谜团和地下石油与天然气的真实形成机理的科学家。
2010年5月15日,许驭在上海向《中国科技财富》记者详细介绍了他的研究发现说:“水变油”的过程事实上是一种新发现的天然冷核反应,常规的热核反应是在高温等特殊条件下用普通物质完成的,而“水变油”则是在常温或低温条件下发生的水中氧原子的冷核裂变,许驭称之为“氧核冷裂变”。
氦-3是国际上物理学家公认的核裂变产物。许驭认为,重现土卫六与地下石油天然气形成过程的超常规实验中共发生了两次“氧核冷裂变”:第一次通过巧妙接收宇宙线μ子引发超分子微腔中激发态氧原子发生无水环境中的“氧核冷裂变”,形成高密度超分子超流μ子氦-3离子磁流体(实质上已通过超分子微腔自组装成天然氦-3冷聚变成氦-4的高能冷核聚变微电机);第二次将上述与超分子微腔相配位的μ子氦-3离子磁流体等新物质按万分之一的比例放入大量海水中,在μ子氦-3与外来中子冷聚变为氦-4(放出18.4 MeV能量)的过程中,在海水中发生了第二次“氧核冷裂变”生成石油天然气、大量的氦-4(在干天然气田中含量约占7%)、岩盐等;多余新物质继而与其它物质冷核聚变生成其它金属、非金属共生矿。
以上重现实验检测结果证实:在地球上共生矿的形成过程中,同样存在着一种普遍的能量联系方式即引力波,引力波就是通过大量原子的周期产生与衰变过程中而形成的一种能量波,其主要表现是氢质子吸收反电中微子衰变为中子。芬兰赫尔辛基技术大学Blaauwgeers等学者通过对超流3He磁流体的核磁共振(NMR)研究发现:一种独特的涡旋――直径约10μm的双量子涡旋,即环绕一周位相变化4π的量子涡旋――是氦-3磁流体中最普遍的涡旋结构。许驭认为特殊添加剂中氦-3磁流体双量子涡旋结构,也是水中发生第二次“氧核冷裂变”的必要条件之一。
许驭认为,自然界共生矿的形成过程与生命起源谜题,几乎牵涉到自然科学的各个学科。经过许驭科研组十多年来对天、地、矿、生、数、理、化、医等多学科大跨度的深入研究发现,自然界共生矿的形成过程与生命起源历程,都与拓扑性质的高能、中能与低能超分子光子学和光子集成新技术密切相关。
一种来自宇宙射线π介子衰变的带电高能粒子叫做μ子(俗称胖电子),其一切性质与电子相同,但其质量是电子的207倍。诺贝尔物理学奖获得者阿尔瓦雷兹(L Alvarez)早在1957年在液氢泡室实验中就观察到μ子引发的冷核聚变反应,1968年阿尔瓦雷兹在诺贝尔物理学奖受奖仪式上,再次强调了μ子催化冷核聚变反应的美好前景。许驭认为哈尔滨发明家意外发现的超常规实验(水中氧核冷裂变)与古海洋水中氧核冷裂变形成油气藏等共生矿具有相同的形成机理;其主要能量来源经过合作者重现实验验证就是阿尔瓦雷兹首先发现的高能宇宙射线μ子,因为只有高能宇宙射线μ子才能进入原子核,形成μ子氧原子和瞬发γ(伽玛)辐射,进而形成超分子微腔内的真空相干(强耦合)轴向γ射线激光,引发氧等离子与超分子微腔配位的正氧离子冷裂变,水中的氧原子(原子量16)被瞬发伽玛射线激光分解为碳(原子量12)和氦(原子量4),燃料的主要成分碳氢化合物由此形成。
早在1947年,中科院高能物理所第一任所长张文裕教授在美国普林斯顿大学做科研时,首先发现了宇宙线高能μ子轻松取代核外电子形成 μ子原子的同时发生瞬发γ(伽玛)辐射,当初学术界称赞为“张原子”、“张辐射”。有关检测文献报道,初级μ子能量为100 MeV,次级μ子能量为5. 6 MeV,而氧核核外库伦势垒为2. 34MeV;以前的测定显示激发态氧-16的γ频谱的平均能量对应的值是5-7 MeV,说明在与γ量子波长相对应的超分子光学微腔内发生“氧核冷裂变”没有违反能量守恒定律。
为了让记者更好理解,许驭打了个比方“就像照片底片感光后显影,没有添加任何外来物质而发生了化学变化。宇宙射线比可见光能量更大,它能进入原子核引发核反应,而这种核反应是低温的,辐射只在超分子光学微腔内发生,因而是安全的。”
对于“水变油”的怀疑者来说,“水只含氢和氧,燃料必须的碳是从哪里来的”是他们最主要的质疑根据。在化学变化中,原子不可能无中生有;但在核反应中,原子可以聚变或裂变为其他原子,形成新的物质。
事实上,1980年代EMU-01国际合作组用西欧核子中心SPS加速器把氧-16加速到15、60和200AGev时,发现了氧原子核分裂为碳核和氦核,以及核碎裂为4个氦原子核的测量结果。只是这种变化条件非常苛刻,日常环境下难以实现,而哈尔滨民间发明家幸运地找到了在低温或常温条件下低成本实现冷核裂变的途径。
从许驭的基础理论创新研究结论中可以看出,新发现的超分子光学微腔是冷核裂变不可缺少的条件,这也是有理论根据的。因为国外学者发现,不发光的有机化合物,当其体积由宏观减小到纳米尺寸时,都可能发光,而且发射光的颜色和光谱线的带宽随发光体的尺寸而变化。这种现象被称为量子约束效应(quantum confinement),原因是电子的能带随体积发生变化,从连续到分立,能级位置也发生移动。
诺贝尔物理学奖获得者李政道在他的著作《粒子物理和场论》第25章写道:“至今,在任何高能实验中,能量愈高,我们能探索的空间区域就愈小。因此,我们失去了研究与真空相关的相干现象的机会。为了考察这类可能性,我们把高能或高物质密度分散分布到一个大的空间体积。这类改变真空性质的实验方法,可以称为真空工程……如果我们确实能变革真空,那么我们可能会碰到许多新的完全没有预料到的现象。”
1995年 芭托莉(F.J.Bartoli)等学者发现,四个吡咯共轭构成的卟吩环叠加的有机微腔,不仅有很强的异电荷金属离子配位能力,有类超分子性质的配位化合物分子内电荷迁移,而且能引起有机光学微腔的真空相干效应。
许驭在深入分析、验证“水变油”超常规意外实验时发现:超分子有机微腔是最理想的真空光学量子腔。用类似于克利福德平行线的复几何多维时空超分子微腔去改变拓扑性质的真空,用接收海平面宇宙射线形成的μ子原子或外来相干电磁波等天然外来能量去激发真空,使超分子有机微腔的微“轮胎”型真空物质密度增大207倍以上,可以实现超分子有机微腔内外的相干电磁能(瞬发伽玛射线激光)真空相变,进而重现天然“氧核冷裂变”与其它核天然“冷核聚变”。
许驭说:“水变万物(水变油)其实分为两个阶段,第一阶段是通过冷核裂变将水分子变成碳氢化合物,第二阶段是由加入的汽油、柴油、酒精等提供结构信号模板,水转化出的碳氢在信号模板作用下重新组合、复制转化,所以加什么变什么。实验中95%的水加5%的油就能完全转化成油,但转化后的油具有敲缸、爆缸、腐蚀性等副作用,还需再加工。如果变为65%的水加35%的油就能基本克服这些副作用,但用油量明显上升。”
“发明家异想天开,实验构思奇巧,对人类的贡献极大;但发明家不懂理论、不愿与相关单位开展紧密合作克服其不足,也是当年该项目的产业化推广受到长期制约的原因之一。海水中的‘氧核冷裂变’生产出的透明原油,一定要通过大型炼油厂提炼再加工才能使用。”许驭语气中显露着对发明家的由衷敬佩与无限惋惜。
油气藏等共生矿形成的新解释
许驭用“氧核冷裂变”反应不仅解释了“水变油”现象,同时也为土卫六与地球油气藏等共生矿的形成原理,提供了一个全新的有说服力的解释。
传统理论认为煤炭、油气藏等能源是由远古时期的动植物尸体在地质作用下逐渐演变的。许驭指出,这种解释有一个明显的漏洞:在世界上已发现的3万多个油田中,有8个特大油田占了全部储量的一半左右。如果说石油是由动植物演变而成的,那么就不会出现这种情况,因为生物在地球上的分布虽然不均衡,有的地方多,有的地方少,但绝不会造成如此巨大的差别。从石油的储藏位置来看,世界上已发现的油气田有99%以上产生在沉积岩中。更为有趣的是,许多油气藏与金属和非金属矿床相伴(杜乐天:矿套),在勘探金属矿时,有时会钻出石油,钻石油时,却发现了金属矿床,这一现象是“有机生油说”无法解释的。然而,人们在许多油气田中却发现了大量的氦,这是以往的“有机生油说”和“无机生油说”都无法解释的。
许驭认为土卫六与地球油气藏等共生矿是由来自宇宙的陨星撞击形成的,其“氧核冷裂变”关键反应的外来能量来源与“水变油”超常规实验类似。
许驭强调,数千万年前至数亿年前,在地球、土星及其卫星“土卫六”跟随太阳进入银河系某一主旋臂时期,引力常数发生了变化,类似于1994年7月17日至22日深度撞击木星的彗星(多次多颗彗星)撞击了地球及土卫六古海洋及其沿海地区。天体上的星际分子与地球上的沿海物质会合以后,发生了非常复杂而又协同有序的自组织演变,形成了能接收高能宇宙射线(100 MeV 至5. 6 MeV的能量)、产生天然微型强激光的含有天然光子晶体的特殊光功能材料以及天然形成的超分子微腔体系凝聚态高密度物质。
这种高能新物质只占产生冷核反应海水的万分之一至十万分之一。在天然微型激光冷却形成瞬发的冷分子与冷原子与氧等离子体后,进而发生了超分子配位微腔(相当于微型托卡马克[Tokamak])以原秒速度(每秒发生10的16次方次数)捕陷海水中的激发态氧原子,链式产生了复杂而有序的天然冷核反应与化学反应,使海水中激发态氧原子(核外库伦势垒2. 34MeV)发生局域极化冷核裂变,安全无污染地变成了碳核和氦-3同位素等新物质。其中既有氧原子核的冷核裂变(裂解为碳核、氦-3核以及余下的一个中子与氢核发生冷聚变成为氘核),又有凝聚态光功能新材料中的氦-3在常温下结合一个中子转变为氦-4的冷核聚变。(此前的常温液态高密度μ子氦-3离子及其配位主体超分子体系磁流体,已能简便地通过微电机形式直接转换成极低成本的高效电能。)
氧核冷裂变为碳核后的多余中子转变为质子的β-衰变,同时放出了恒等的电子和反电中微子;行进速度是可见光速度7000倍的超光速反电中微子(携带22. 6 MeV能量)与电中微子并不发生湮灭,而是立即发生了固有的反隧穿效应(其量子涡旋运行的拓扑几何多维卡拉比-丘成桐空间类似于彭罗斯扭量理论引用的“克利福德(William Kingdon Clifford )平行线”),促进天然超分子微腔上的有机基团(-CH2-CH2-)六个核迅速发生冷核聚变(形成-Si-)、以及其它核发生天然冷核聚变形成相邻的金属与非金属共生矿。
彗星等天体深度撞击地球(与土卫六)古海洋的同时发生了地壳下陷与重力异常(包括大陆架陡坡),形成了伴有大量氦气的地下或海底油气藏以及大陆架可燃冰,并与基岩的深部断层伴存;同时导致海平面下降、火山爆发、地形地貌巨变与海陆生物大灭绝,以及其它共生矿(矿套)的形成。
这一理论不但解释了地球能源的形成,而且对地球上曾多次发生的生物大灭绝与生命大爆发(生命起源)也有全新的论述。
许驭认为,在以亿万年为周期轮回发生的以彗星撞击为起因形成的超大规模火山爆发、水化甲烷大规模释放、海平面显著下降(古海洋大海退)、古海洋缺氧、生物大灭绝、大陆架“可燃冰”与多层油气藏的形成等“有机碳骤增”为标志,表明古海洋水中发生“氧核冷核裂变”形成油气藏、金属与非金属共生矿以后,接着又在陨星撞击形成的古海陆大型盆地周边断裂带及不同年代多次下陷构造附近形成分子化石包裹体,以及具有光子集成快速成长特征、10至14天成熟一次的海藻(以环硅氧烷为主体)等初级生命体,进而推动了地球上由无生命到有生命、由生物大灭绝到生命大爆发(大新生)亿万年周期的新轮回与新进化。
由此可以推断,因为好莱坞大片《2012》引发的地球末日大讨论在许驭这里有一个圆满的解释:地球也许不存在真正意义上的末日,但地球上的生物一定会以亿万年为周期进行毁灭――诞生的轮回演变。
重大科学发现“墙内开花墙外香”
结合本文伊始提到的美国放弃伊拉克石油资源我们可以猜想,在1983年的中国偶然发现的“水变油”技术,是不是在美国已经研究成熟、甚至大规模产业化成为可以替代石油的新能源?这种猜想不无根据。
根据许驭提供的原始资料显示:曾与许驭等4人合作的资助合作者及部分实验人员移居美国从事原创科研发展,其超常规冷核反应光子集成技术转让,已获得美国德州州长、美国国会、美国能源部长朱棣文以及美国5所大学的高度重视与支持。只有中专学历、具有高超协调能力的张廷金医师,已被美国有关大学聘任为管理学博士、管理学教授。赚到技术入股的超额利润后,张廷金医师正在美国加州注册创办美国TCCAM医科大学,但此项“氧核冷裂变”新能源项目的核心技术对外还是保密的,有关人士表示“不能讲、不敢讲”。
事实上张廷金移居美国前,美国已经致力于冷核反应生成新能源研究多年。
1989年,马丁•弗莱希曼和斯坦利•庞斯宣布,他们的电化学实验在标准温度和压力条件产生了多余的能量。因为他们不能用已知的化学反应来解释这种物理现象,他们猜测多余的热量可能源自核能。在报界被称为“冷核聚变”。
冷核聚变的相关研究在过去20年曾遭受广泛的负面宣传,但许多科学家认为重要的事情正在发生并继续他们的研究,对此宣传听而不闻。国际权威刊物《科学》杂志于1998年6月载文称:对冷核聚变不怀疑下列事实,多数装置产生异常能量输出,有些已投入市场,有些已取得专利。美国核科学协会已于1998年将电化学低能核反应列入了年会的正式讨论内容。由于“冷核聚变”与人类的能源问题密切相关,日本、意大利、法国等资源匮乏的国家已投巨资资助“冷核聚变”类型的研究。但是,目前困扰科学家们的问题是如何解释这些异常现象。
1997年诺贝尔物理学奖得主,现任美国能源部部长的美籍华人朱棣文当年就是以“激光冷却捕陷原子”获得诺贝尔奖。他预测可能会有科学家将他这项创新的激光冷却光量子技术运用到令人意想不到的科研领域。
值得注意的是,从2004年8月起,朱棣文担任劳伦斯•伯克利国家实验室主任,成为首位掌管这个美国能源部下属国家实验室的亚裔人士。4年半以后,朱棣文毫无争议地成为美国能源部部长。可以想象,朱棣文及其研究成果对美国能源安全的影响。
奥巴马能源新政的核心就是“全力推进新能源技术革命”,美国政府已拨款970亿美元,又吸纳民间投资1000亿美元,推广应用新科技,正在造就新兴大规模的新能源、新化工等战略产业。
朱棣文在公开场合也有意无意地暗示了这种产业巨变即将发生。据2009年2月12日美国记者杰西•詹金斯报道:“美国新任能源部长朱棣文博士向记者说,‘21世纪的工业革命需要新的能源技术,新能源技术革命不要害怕(被大多数人误解为)神话的公开挑战;解决这些紧迫的挑战将需要诺贝尔奖级的基础研究方面的突破;(从而把神话变为现实)。’”
越来越多的事实表明,美国很可能已经抢先一步掌握了这项划时代的新能源技术,并且正在积极组织大规模产业化。而更早发现和解决了基础研究理论难题的中国人,还在徘徊不前。
事实上,在国内原本名不见经传的许驭已经引起国外同行的关注。
《欧洲共同体新闻》(Europe News)网站“世界英语新闻”(World News in English)“超分子”专题,于2009年10月31日、2010年2月24日与3月15日连续3次专题报道、转载了中国上海学者许驭历经17年艰辛钻研、自主创立的《高能与低能超分子微腔光子学》,及其彻底破解、合作重现古海洋水中“氧核冷裂变”形成油气藏等共生矿新能源技术革命基础研究重大原创科研成果,以及许多专家学者的高度评价。
国际著名物理学家、曾获诺贝尔物理学奖提名的尼日利亚国科学院前院长、尼日利亚大学物理与天文系教授亚力克.阿尼马鲁院士〔Alex E. Animalu〕2009年12月2日致函海恒变新能源研究所:“我对多学科融合(原始创新)是感兴趣的,尤其对中国学者许驭的《高能与低能超分子微腔光子学》著作概述很感兴趣。”
国际著名物理学家、特勒肖―伽利略科学院学术顾问、阿根廷大学教授迪耶戈•拉普鲍德(Diego Rapoport)2009年11月24日致函英籍华人陈一文先生:“我很高兴,中国学者许驭的科研成果与我的研究和俄罗斯科学院彼得•伽利耶夫院士(Gariaev)的研究之间存在着联系,能学习许驭的科研成果令我激动。我可以想象许驭总工历经17年埋头钻研,耐心创立自然科学全面融合的新理论体系的艰辛背景、汇聚更多新学科的伟大意义以及他所承受的孤独与牺牲。这是了不得的成就!”
国内许多著名院士正在关注和推荐许驭的高能与低能超分子微腔光子学。师昌绪院士主编的《迈向世界的中国科技》已破格优先录用许驭原创的20个版面的学术论文,2010年6月由中国科学技术出版社出版。
除了国内外学术界的广泛肯定之外,产业界也嗅到了这项惊人技术的极高附加值发展前景。许驭表示国外财团曾许诺付给许驭总工订金300万美元,邀请他一起到国外去继续基础研究与科研创业。考虑到这是攸关国家民族命运的战略大计,他没有接受国外邀请,而是在国防科工委新能源基地1996年因当时的某些权威误解被逼撤销后依然坚持刻苦研究,为保证科研经费先后两次卖掉自己在南京与上海的两套房产苦苦支撑。
基于对项目科学性的冷静考量,《中国科技财富》记者采访询问了相关领域科学家来印证许驭的研究成果。著名物理学家、北京航空航天大学江兴流教授致函本刊:“低能核反应(原称‘冷核聚变’)是跨世纪科学难题,曾被叽为‘伪科学’、‘病态科学’。具有远见卓识的少数科学家,坚持长期的、艰苦的研究,在理论和实验方面取得重要进展。”
江兴流教授在1989年以来基于尖端效应的大量实验结果和在1999年提出的涡旋动力学产生挠场相干提取真空零点能的理论,受到国际科技界的高度重视。他认为“美国新任能源部部长朱棣文把‘冷核反应’作为具有诺贝尔奖水平的能源形式加以重视。许驭研究员十多年来艰辛坚持的‘氧核冷裂变’研究是冷核反应的一种新现象,作为新能源开发,有着重要的理论意义和应用价值,希望有关领导重视这一原始创新研究,使我国不失时机地占领这一高科技制高点,和新经济的增长点。”
北京航空航天大学高歌教授、中国气象科学研究院任振球教授接受记者采访时评议说:“许驭总工创立的《高能与低能超分子微腔光子学》特别是宇宙线μ子催化‘氧核冷裂变’基础研究成果不但有广度,而且有深度;从宇观、宏观到微观已经连成了一条线,做到了多学科融会贯通;许驭的自然科学整体化 原始创新理论框架开创了自然科学发展史的先河,其更多新学科汇聚的发展方向是正确的,其微腔真空工程的会聚技术工艺是新型的。”
记者通过电话采访了解到,上海交通大学数学系孙薇荣教授、周钢副教授等学者很敬佩许驭的以下分析:对新的多维时空高等数理模型的分析综合、改进推导与扬弃提高的过程――实际上发展了爱因斯坦的相对论(放弃其陈旧的数学工具)。因为μ子的链式催化形成机制,实际上就是看不见的量子夸克的形成机制;对宇宙线μ子物理学、量子光学与冷核反应强子化学(包括发展的结构化学、超分子化学、有机化学、无机化学与电化学)的巧妙综合创新――实际上奠定了发展的量子力学的微观物质基础。在重现天然冷核反应的超常规实验基础上,将发展的相对论与发展的量子力学巧妙地统一起来,又发展了超统一的量子引力理论,从而创立了《高能超分子微腔光子学》。
许多教授认为,许驭的高能超分子微腔光子学原创理论综合、补充、验证和发展了以M―超弦理论、圈量子理论和扭量理论为代表的量子引力理论。M―超弦理论是当前描述物质和时空结构的量子引力主流学派之一,该理论初步解决了广义相对论和量子理论的部分相容性问题。M―超弦理论因包含所有相互作用,且作用量只有一个自由参数而被视为终极理论(TOE),它引进了重要而未经实验支持的十维时空和超对称概念,并把十维时空假定分解为4维时空与6维紧致时空的直积。M―超弦理论从引入新变量改进爱因斯坦场方程,通过弗里德曼方程、薛定谔方程,推出与大爆炸理论基本相符的量子宇宙基本方程。M―超弦理论的根本局限是引入了过多未经证明的对偶性,导致了过多的对称群,无法得到量子化产生的根源,也无法了解与整体因果性和波函数相因子有关的问题。它应当能够被更现实、更简明的超分子量子腔复几何――描述天然冷核反应的新数理模型所替代。因为现实世界中费米态和玻色态并不对称,所以新的科学发现的现实数理模型要求超对称破缺。实验检测证明,所有相互作用都是由对称破缺引起的,不同对称群的不同破缺方式与不同的相互作用直接对应。而破缺之所以出现,则由时空的拓扑性质决定。许驭发现的自然界广泛存在的自然态超分子量子腔(一种最理想的时空拓扑空洞),使之与某些对称群相关的场被堵截,从而引起对称性破缺(如正反中微子对称破缺),导致相关的相互作用力在多维拓扑时空(如拓扑超分子真空微腔)中的强耦合,从而提取真空能,实现真空相变(氧核冷裂变与冷核聚变)。
国内外已有十多位专家认为,多学科基础知识雄厚又具有远见卓识的许驭总工创立的上述多学科汇聚原始创新理论,包括高能与低能超分子微腔光子学与光子集成新技术,必将启动21世纪新的科学革命、新产业革命、新能源技术革命与新医疗革命,以极低成本彻底解决人类的能源危机、环境危机、粮食危机、医疗手段破碎化、生命起源与抗衰老等全球性难题,引发经济、技术、社会与新兴产业发展方式的根本性战略转变。
氧核冷裂变原创理论实现了“墙内墙外花共香”
北京大学化学与分子工程学院楮德萤教授认为:肯定、上报、宣传许驭的重大原始创新科研成果不是许驭个人的事,而是事关加快落实科学发展观、加快转变经济发展方式、加快中华民族伟大复兴的大事。
清华大学校友、美籍华人学者王怀安认为,许驭原创的“氧核冷裂变”科研成果,应该是一项“超曼哈顿计划”、“超系统工程”,必将给全人类带来巨大效益的21世纪新科技革命、新产业革命与新能源技术革命大课题。勇于了解、敢于支持原始创新基础研究才能促进重大的非共识项目快速过渡到高度共识的新科技革命项目。迫在眉睫、竞争激烈的国内外科研形势或许可以让大家意识到,21世纪新科技革命、新产业革命已经来临,开创科学发展史先河的许驭原创理论和中国人改变世界的两大科学发现,如果获得产业界不失时机的支持,将会成为我国加快转变经济发展方式的根本选择。
