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科学家重新审视达尔文进化论

达尔文学说需要重新审视吗？美国加利福尼亚理工学院细胞生物学教授恩里克·戴维森认为，“任何没有建立在基因发展体系上的、与身体构造变化相关的进化理论都需要从根本上进行重新审视。”

西班牙塞韦罗·奥乔阿分子生物学中心的安东尼奥·加西亚－贝利多指出，“现代生物学的一大贡献就是证明过去的进化论过于保守。我们所看到的令人惊叹的各种生命形式的变化都是根据相同的调控因子产生的，或者说通过基因子系统，它们负责所有动物的发展演化。如果按照达尔文理论，通过缓慢和渐进式的积累，进化论并不会给世界上的生物带来多少变化。”

戴维森与美国国家自然历史博物馆的道格·欧文在《科学》周刊上发表文章就动物进化论提出了一个新的设想，该设想与各高等院校中长期以来教授的正统达尔文学说产生了矛盾，并被心理学和哲学等领域的专家和学者用来理解人类大脑的构造。

“近五年来，许多科学书籍和文章都提出，传统的进化论需要得到改变和扩充。其中一些观点是建立在可与进化论相比较的发育生物学的基础上，”欧文指出。

“我们的观点不是反达尔文学说。只是强调达尔文的进化论体系只适用于较低级别的系统发育，”戴维森认为。也就是说，达尔文进化论只能用来解释智人这一物种的出现，却不能揭示各种哺乳动物的演进过程，更不用说各种脊椎动物的演化。我们所谈论的已不仅仅是各种动物及构成它们的各种细胞的问题了。

戴维森还指出，“对于更高级别的动物，变化会以更加剧烈的方式影响到形态，这需要一种不同的基因变化方式。这也正是达尔文进化论无法解释动物进化过程是如何产生的原因。”

发育生物学方面的三位先锋人物加西亚－贝利多、剑桥分子生物学实验室的彼得·劳伦斯和伦敦大学的刘易斯·沃尔铂特均认为，发育生物学是理解进化论的关键。进化论与发育生物学的结合衍生出了一门新学科：进化发育生物学。

进化发育生物学需要解决的一个关键问题就是寒武纪生命大爆发，或者说大批高等生物物种是如何集中在那一段时期出现的，如节肢动物、软体动物以及脊椎动物等。

“寒武纪生命大爆发是一个根本性的改变，伴随着多种形式的变化。从地质学角度看，这种形态上的变化是非常快速的。这其中一定包含着基因染色体的因素，”劳伦斯指出。加西亚－贝利多则认为，“当我们能够理解是什么造成了这种变化时，我们也就明白了什么是进化。”

已故著名的进化论学者斯蒂芬·杰伊·古尔德曾在1980年发表一篇题为《新的进化论正在产生》的学术文章。在文中古尔德指出，进化论的关键更多的是与变化的内在动力或生物身体的内在不稳定性相关，而非达尔文进化论里指出的肤浅的、表面的自然选择。他将达尔文的进化论视为旁门左道。对此，英国著名生物学家理查德值金斯认为，“人们必须清楚地认识到这样一个事实：古尔德的理论其实是坚定地建立在达尔文学说基础上的。”

那么，古尔德的理论是否正确？“他的理论没有涉及任何本质。他那令人印象深刻的现象学对于我们的思想没有任何影响。”戴维森说。

欧文认为，“所有资料都没有显示出大量物种的起源是突然性和跳跃性的，而我的怀疑是，这是—个迅速的过程。在我们与古尔德的思想之间不存在直接关联，尽管在部分概念上我们之间的确存在联系。”

【小题1】下列关于达尔文进化论需要重新审视的原因的表述，不正确的一项是

A．达尔文进化论不是建立在与身体构造变化相关的基因发展体系上。

B．达尔文进化论过于保守，只适用于较低级别的系统发育方面的研究。

C．达尔文进化论无法解释更高级别的动物形态的演进过程。

D．达尔文进化论无法解释动物进化过程是如何产生的原因。

【小题2】下列有关本文内容的分析，不正确的一项是

A．现代生物学更多从基因发展体系上来研究各种生命形式的变化。

B．达尔文进化论认为生命形式的变化是缓慢和渐进式的积累。

C．新的进化论与传统进化论迥然不同，认为进化论的关键更多的是与变化的内在动力或生物身体的内在不稳定性相关。

D．传统的进化论只是用肤浅的、表面的自然选择来解释生命进化问题。

【小题3】根据本文内容，下列推断不正确的一项是

A．达尔文进化论是一种没有建立在基因发展体系上的、与身体构造变化相关的进化理论。

B．达尔化进化论认为生物的演变是缓慢和渐进式的积累的结果，这种观点根本无法用以解释生命大爆炸问题。

C．进化发育生物学中的部分概念与新的进化论存在着联系，说明两者之间存在着某种直接的关系。

D．重新审视达尔文进化论并不表明进化发育生物学反对达尔文进化论，而只是强调达尔文进化论在对生物演变的看法上存在着不足。

阅读下面的文字，完成下列小题。
材料一：
由荷兰艺术家丹·罗斯加德设计的名为“无霾之洞”的雾霾净化塔已于9月底进京，该塔高7米，是世界上最大的空气净化器。它的内部有一台功能强大的真空吸尘器，利用电离技术吸入雾霾，滤掉其中的有害颗粒，然后排出净化后的空气。罗斯加德称，这台机器可以在36小时内净化一个足球场大小的空间内70%至80%的空气。项目的原型机基于目前在医院和停车场净化系统里使用的技术。同时，这个项目有一个充满想象力的副产品，它收集到的雾霾颗粒可被压缩做成黑色宝石。然而，这座塔却被业内人士认为，它更多的作用是人们对环境的警醒和抗击雾霾“行为艺术”的大胆创新。
与荷兰除霾塔的“行为艺术”相比，用于科学实验的长安除霾塔已经建成封顶。该项目是中科院地球环境所的空气治理重点试验项目，总建筑面积2580平方米。据了解，该除霾试验装置位居世界领先水平，通过去除大气环境中的PM2.5及NO_x、SO₂等雾霾形成的关键前体物，从而有效控制雾霾形成。项目试运行成功后，将通过在医院、学校、住宅小区等人员聚集区安装小型装置来推广应用此项技术，从而逐步改善局部区域环境空气质量。
（摘自2016年12月21日《陕西日报》刊文《那些消减雾霾的科技手段》，有删改）
材料二：
整治雾霾需要全社会的共同努力，其根本的出路是科技创新，通过企业转型升级减少污染源，降低污染物的排放水平。
根据《杭州市大气灰霾成因及关键污染因子预防控制研究》报告，机动车尾气、燃煤、扬尘是杭州PM2.5的主要，而油品升级是降低PM2.5的途径之一。为此，浙江地区的主要油品供应企业中国石化积极进行技术改造，实行油品升级。2015年12月1日起，全省供应国Ⅴ标准汽柴油。除此之外，还对尾气中的其他有害成分进行技术处理，宁波海越新材料有限公司的石油天然气深加工项目，生产的异辛烷高标准清洁汽油添加剂，能有效降低尾气中的PM2.5。
据报道，大数据、“互联网+”，这些先进的信息技术，也将用到“智慧治气”上。在G20杭州峰会前，杭州将推出“五气云”环境质量智慧管控系统。比如对工业企业的监管，不只监测企业最终的废气排放，连整条生产线上的每一个节点都能监测到。
雾霾治理也是一项系统工程，还需要在产业布局、工厂提标改造、燃煤电厂的清洁排放等方面进行科枝创新，进行转型升级。
（摘自2016年3月24日新华网《科技让我们走出雾霾》，有删改）
材料三：
由哈尔滨工业大学、黑龙江大学等单位专家共同研制的“治霾”科技新成果——陶瓷基金属磨损自修复材料(DFR)“发动机医生”，目前已在全国17个省、市、自治区推广，成为“治霾”利器。这个黑龙江人自己研制的具有自主知识产权的高科技新材料产品已成功抢占润滑油产业技术制高点，并远销国外市场。
“发动机医生”主攻方向是发动机节能减排。黑龙江大学科技园管理办公室主任、项目技术负责人张存德介绍：“简单地说，汽车发动机缸体经过长时间活塞运动会出现磨损，导致发动机出现漏油、串气、冒黑烟、烧机油、燃料燃烧不完全等现象，而这些都会产生有害气体和可吸入颗粒物。DFR材料就是加入汽车发动机内的‘工业味精’，它通过超精研磨，清理氧化物、油垢和积炭，提高发动机的密封性能，使油料、燃气燃烧充分，从而降低有害气体排放、降低颗粒物排放和节省燃油，进而减少由于发动机尾气排放给人类生存环境造成的空气污染。”
（摘自2014年11月23日《黑龙江日报》，有删改）
【小题1】下列针对上述材料的理解，不正确的一项是

A．A

B．B

C．C

D．D

【小题2】下列对材料相关内容的概括和分析，正确的两项是

A．“无霾之洞”雾霾净化塔，能把收集到的雾霾颗粒压缩做成黑色宝石，但是因为除霾效果一般，人们认为它更像是一个“行为艺术品”。

B．杭州欲推出的“五气云”系统，不只能监测企业最终的废气排放，甚至能监测整条生产线上的每一个节点，这是“智慧治气”的先进发明。

C．机动车尾气、燃煤、扬尘是杭州PM2.5的主要，浙江地区的中国石化进行技术改造，实行油品升级，成为该地区治霾最有效的手段。

D．“发动机医生”是我国研制的具有自主知识产权的高科技新材料产品，是润滑油产业技术的排头兵，是治霾的利器，畅销国内外市场。

E. 长安除霾塔，通过去除大气环境中影响雾霾形成的关键前体物，从而有效控制雾霾形成，这项除霾试验装置目前位居世界领先水平。
【小题3】荷兰的“无霾之洞”与长安除霾塔都是人们自发研制的治霾发明，两者有何异同？

阅读下面文字，完成小题。（9分，每小题3分）
石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的二维晶体，石墨烯薄片只有1原子厚。自2004年被曼彻斯特大学的科学家发现之后，作为目前世界上最薄的材料，石墨烯就成为科学界和工业界关注的焦点。
现在科学家首次证实了人们怀疑已久的问题，石墨烯是目前已知世界上强度最高的材料。
美国哥伦比亚大学的专家为了测试石墨烯的强度，先在一块硅晶体板上钻出一些直径一微米的小孔，每个小孔上放置一个完好的石墨烯样本，然后用一个带有金刚石探头的工具对样本施加压力。
结果显示，在石墨烯样品微粒开始断裂前，每100纳米距离上可承受的最大压力为2．9微牛左右。按这个结果测算，要使1米长的石墨烯断裂，需要施加相当于55牛顿的压力，也就是说，用石墨烯制成的包装袋应该可以承受大约两吨的重量。
为了让我们对石墨烯的强度有个更清楚的概念，该实验的负责人、哥伦比亚大学机械工程学教授詹姆斯·霍恩作了一个形象的比喻。他说，他与同事进行的实验就好比在一个茶杯上覆一层塑料薄膜，然后用铅笔扎薄膜来测量塑料薄膜的强度。
霍恩说，如果用石墨烯薄片来代替塑料薄膜盖在茶杯上，将铅笔放在薄片之上，然后再将一辆汽车放在铅笔上并保持平衡，那么结果是，石墨烯薄片纹丝不动。
当然这很难做到，不仅是因为很难将汽车放在铅笔之上，更是因为很难找到一个完好的石墨烯样板能够达到铅笔和茶杯这样肉眼可观察到的体积。但这样的比较是很恰当的，因为这就是我们可以用肉眼感受到的石墨烯的强度。
半导体工业有意利用石墨烯晶体管制造微型处理器，进而生产出比现有计算机更快的计算机，对于有关石墨烯强度的新实验结果更是兴奋不已。
加州理工大学教授朱莉娅·格里尔说，压力恰恰是微型处理器制造过程中遇到的主要阻力之一，而生产晶体管使用的材料不仅要有出色的电子特性，“还要能够承受住生产过程中的压力和反复使用过程中产生的热量”。
她强调，在证实了石墨烯的强度之后，可以相信石墨烯能够承受住这种压力。
研究人员和工业界将石墨烯看作硅的替代品，用以生产未来的超级计算机。随着石墨烯的各种特性被陆续发现，相信很快就可以投入大批量低成本的工业化生产。
【小题1】下列关于测试石墨烯强度实验的表述，符合原文意思的一项是

A．测试石墨烯强度的实验装置其实很简单，只是需要带有直径一微米小孔的硅晶体板一块、一个完好的石墨烯样本、带有金刚石探头的工具。

B．实验结果显示，每100纳米距离上石墨烯样品可承受的最大压力为2．9微牛。

C．该实验的负责人说，这个实验就好比在一个茶杯上覆一层塑料薄膜，然后用铅笔扎薄膜来测量塑料薄膜的强度。

D．在石墨烯被发现不久，人们就猜测，石墨烯可能是目前已知的世界上强度最高的材料；美国哥伦比亚大学的这个实验再次证实了这一观点。

【小题2】下列关于石墨烯特性的表述，不符合原文意思的一项是

A．石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的二维晶体，它只有1原子厚，已被证实为目前已知世界上最薄的材料。

B．如果用石墨烯制成包装袋，应该可以承受大约两吨的重量，可见，要使1米长的石墨烯断裂，需要施加55牛顿的压力。

C．石墨烯是目前世界上最薄的材料，科学家在实验时很难找到一个完好的能够达到铅笔和茶杯的体积的石墨烯样板。

D．石墨烯强度高，如果还能发现它的其它一些特性，将会很快投入低成本的工业化生产。

【小题3】请概括半导体工业有意利用石墨烯晶体管制造微型处理器的原因。

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森林，人类的朋友
森林是人类的朋友，尤其在维护生态环境方面更是功劳卓著。森林涵养水源、保持水土、防止水早灾害的作用非常大。据专家测算，一片面积10万亩的森林，相当于一个200万立方米的水库。这正如农谚所说：“山上多栽树，等于修水库，雨多它能吞，雨少它能吐。”（A）森林因这种特殊的“吞吐”功能而被科学家称之为“吞水吐雨器”。
它的另一种特殊的吞吐功能孕育了人类。地球在形成之初，大气中二氧化碳含量很高，氧气很少，气温很高，（B）生物难以生存。大约在4亿年前，水陆变迁，海里的先进植物来到陆地，陆地才出现了森林。森林慢慢将大气中的二氧化碳吸收，同时吐出新鲜氧气，调节气温，这才具备了人类生存的条件，（C）科学家又称森林是“吞碳吐氧器”。
森林，是地球生态的主体，是地球温度的总调度室，是地球的绿色之肺。（D）森林维护地球生态环境的这种特殊的“吞吐”功能，是其他任何物体都不能取代的。但是值得我们每个人关注的是，地球的绿色之肺正在日益 ①   。近200年来，地球上的森林已有三分之一以上的被采伐和毁掉；而另一方面，由于地球上的燃烧物增多，二氧化碳的排放量急剧增加。此消彼长，地球生态环境急剧恶化，主要表现为全球    ②   变暖，引发了热浪、飓风、洪涝及干旱，严重威胁着人类的生存。
让我们大力植树造林，并且保护好森林，使地球的绿色之肺恢复健壮，改善地球的生态环境。
【小题1】文中加点字“飓”“涝”“旱”的准确读音是：（   ）

A．zhòu   lào    hàn	B．zhòu   lāo    kě
C．jù lāo    hàn	D．jù lào    hàn

【小题2】从下边选择恰当的词填到横线①和②处的是：（    ）

A．缩小   萎缩	B．减少   气候
C．气温   气候	D．萎缩   气候

【小题3】“所以”用到ABCD四处中的哪一处才恰当？ ( )处。
【小题4】第二段主要使用的说明方法是：(    )

A．作诠释

B．举例子

C．列数字

D．打比方

【小题5】这篇短文的说明顺序是：(   )

A．时间顺序

B．逻辑顺序

C．空间顺序

D．倒叙

【小题6】按要求说明划线句作用。
从内容方面看，第一个画线句作用：_________________________________________
从结构方面看，第二个画线句作用：_________________________________________
【小题7】点明文章主旨的语句是：_________________________________________________________

阅读下面的材料，完成下列小题。
华裔物理学家王中林和其博士生宋金会成功地在纳米（十亿分之一米）尺度下将机械能转换成电能，在世界上首次研制成功纳米发电机。这一最新成果开启了纳米科学和技术的新篇章。
近十年来，纳米科学界对纳米材料合成和应用的研究方兴未艾。尺寸微小、功耗低、反应灵敏的纳米器件和纳米机器人，一直是纳米学术界的前沿，因为它们可以完成微观医疗以及遥感等普通人力难以启及的使命。但对于全球众多的研究者而言，最大的问题是：不管纳米器械做到多小，仍然不得不依赖庞大的外接电源。如果真正让这些微小器件工作起来，保持纳米系统微小而且体内可植入等特性，小型化的供电系统必不可少。只有实现了自带电源的纳米器件才可视为真正的纳米系统，也才能在多领域得到广泛的应用。
王中林和宋金会巧妙地利用竖直结构的氧化锌纳米线的独特性质，在原子力显微镜的帮助下，研制出将机械能转化为电能的世界上最小的发电装置---纳米发电机。他们充分利用了氧化锌纳米线的半导体性能和压电效应: 通过外界环境震动，无论是超声波，还是人的行走、潮汐的运动，甚至心脏跳动(如果被植入人体内部的话)，使得纳米线因机械运动所产生的动能传导，而产生微小的共振、摆动、变形，从而在表面积累起电荷，再由纳米线所附着的电极板输出电流，从而完美地实现纳米尺度的发电功能。据测算，当时这一纳米发电机竟然能达到17％~30％的发电效率，为自发电的纳米器件奠定了物理基础。
王中林教授早在七年前就敏锐地认识到氧化锌具有独特的半导体、光学和生物特性等其他纳米材料不可替代的作用。他带领科研小组，一直致力于以氧化锌为基础的纳米材料的合成和应用的研究，并且取得了令人瞩目的成果。2001年，他们首次合成氧化锌半导体纳米带，这一重大科研成果震动了整个纳米学界。
王中林团队的科研成果表明，纳米发电机的发明势必是纳米科技界的重大科研里程碑，其应用前景不可估量。
（取材于《纳米发电机问世》）
【小题1】下列对“材料”中加点字词的解说，正确的一项是

A．方兴未艾：艾，读作“yì”，为“停止”之意。

B．“难以启及”“潮汐”“附着”三词书写都正确。

C．电荷：“荷”字与“荷枪实弹”中的“荷”同音。

D．震动：意为“使人心不平静”，可与“振动”替换。

【小题2】根据“材料”，下列对“纳米发电机”的解说，正确的一项是

A．首次实现机械能与电能的相互转换。

B．具有功耗低、反应灵敏等特点。

C．能为纳米器械工作提供电源保障。

D．在科技发展史中具有里程碑意义。

【小题3】根据“材料”，下列各项中，不属于纳米发电机实现发电所需条件的一项是

A．机械运动	B．氧化锌纳米线
C．原子力显微镜	D．电极板