BNPC生命有机化学国家重点实验室
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第六届公众科普开放日--绚丽多彩的生命有机化学

  • 关键字: 第六届公众科普开放日 生命有机化学 发布者:宣传部 发布时间:2017-05-26 10:00:00 点击数: 1286次

第六届公众科普开放日
            -----------绚丽多彩的生命有机化学

5月20日,2017年度中国科学院上海有机化学研究所 “绚丽多彩的化学世界”主题公众科学日在君谋楼举行。生命有机化学国家重点实验室安排了20个精彩的科普小实验,通过趣味的化学实验给来访的1000多位同学和家长们展示了生命有机化学的奇妙和乐趣!


王任小课题组展示的是“神奇的分子模拟”。志愿者使用专业分子模拟软件MOE展示了一个Bcl-xL蛋白靶标与临床期明星分子ABT-737的复合物三维晶体结构,通过参数设置,参观者戴上3D红蓝立体眼镜,则能马上看到逼真的蛋白质三维结构,以及药物分子与之相互作用的细节。通过浅显易懂的“锁钥模型”比喻,甚至连幼儿园的小朋友都能听懂大致的原理。对于微观世界的构造,不少学生和家长对此表示太神奇了,而对疾病产生的原因和药物作用机理,则提出了很多感兴趣的问题。另外几台计算机展示了一系列关于分子模拟和计算化学的趣味科普视频,以形象生动的动画解释了基本的原理,吸引不少小朋友驻足观看。看到2013年诺贝尔化学奖颁给三位从事分子模拟研究的科学家,他们都感叹模拟技术竟然能取得与实验科学一样重要的研究成果。

 

马大为课题组所展示的是“魅力酸碱世界”主题实验,利用酚酞遇到碱性溶液会变紫的这一现象,吸引了一大批小朋友。让小朋友亲手操作,更是激发了他们的实验热情。先将氢氧化钠溶液滴加到酚酞中,会发现酚酞变紫,随后再加入盐酸溶液,紫色消失,这样一种神奇的现象给小朋友们留下了深刻的印象。同时,基于这样的原理,我们也设计了利用无色酚酞液体在白纸写出有色字这样一组实验。一方面,有趣的白纸写字加深了小朋友们对酸碱的认识,另一方面,也为其提供了一个展示书法的舞台。魅力酸碱,与生活息息相关。通过此次科普活动,小朋友在欢声笑语中认识了酸碱,接触了化学。

 

俞飚课题组展示的是“滴水成冰”,利用过饱和醋酸钠溶液倾倒至撒有晶种的表面皿上时瞬间结晶并放热的现象,吸引了不少小朋友驻足围观,家长与小朋友都对此啧啧称奇,询问了原理并提出了许多问题。小朋友们自己动手,浇筑出一座座“冰川”,体验趣味化学的同时,也激发了他们的好奇心。

 

康经武课题组准备了两个动手实验“牛奶烟花”和“叶脉书签”。

牛奶烟花是利用牛奶密度略高于颜料,所以几种水质颜料加入牛奶后可以短暂漂浮在牛奶表面,加入洗洁精(表面活性剂)后,颜料表面张力迅速下降并形成扩散效果。 而叶脉书签则是将树叶放在10%的氢氧化钠水溶液中浸泡,叶肉被腐蚀,用细牙刷轻轻一刷变可以露出了叶脉,清洗擦干后就变成了好看的叶脉书签。 这两个实验深受小朋友和家长的喜爱,许多家长也参与互动,与小朋友们一起动手制作书签,一起观察牛奶烟花的,领略到了化学实验的魅力。


李昂课题组展示了“冒烟的泡泡”这一趣味实验。他们利用干冰在水中迅速升华产生的二氧化碳气体对加了洗洁净的水进行鼓泡,从而可以实现大量气泡的产生,同时由于干冰的升华吸热周围有大量的烟雾出现,再往体系中加入其它的无机金属盐或有机染料,使得体系颜色有多种呈现,如蓝色的硫酸铜水溶液和红色的甲基红溶液等,进而呈现绚丽多彩的颜色。在活动现场,感兴趣的小朋友们自己操作往水中加入干冰,在他们玩得尽兴的同时,也了解了实验的原理及干冰的性质,领略了化学的奇妙。


潘李锋组给小朋友们展示了“绿色荧光蛋白” GFP 在溶液当中呈现的发绿色荧光的状态,接着让并让小朋友们自己动手操作观察在显微镜底下液滴中生长出的蛋白晶体,最后用 pymol 软件向大家直观地展示了绿色荧光蛋白的晶体结构,由浅入深地通过三维结构模型揭示生命中蛋白质行使功能的结构基础,通过生动易懂的方式向大家讲解解析蛋白质的组成及微观结构,感受蛋白三维结构的特点,对功能蛋白有初步的认识。小朋友对显微镜底下观察到的炫彩的晶体表现出浓厚的兴趣,同时,家长们也陪孩子们一起观察蛋白晶体,并在电脑上指认出晶体的形状,对蛋白质的组成,以及其功能提出相关的疑问。而我们通过实际的例子为不同年龄段的小朋友以及感兴趣的家长做出解释。下图是我们的工作人员为小朋友讲解蛋白三维结构。


陈以昀组的展示实验是“慢镜头下的水波”以及“制作手工蜡烛”。“慢镜头下的水波”实验中将丙二酸、溴酸钾、溴化钾这三种事先配制好的溶液混合,再加入氧化还原指示剂邻菲罗啉硫酸亚铁溶液,均匀的红色溶液中逐渐出现缓慢向外扩散的蓝色环状花纹。这一奇妙的实验现象吸引了众多参观者。彩色蜡烛的制作是通过加热融化固体石蜡,再加入不同的染料调制成不同的颜色,倒入模具中冷却成型。很多小朋友上前自己动手操作,依照自己的喜好制作出了不同颜色的彩色蜡烛。


房鹏飞组展示了自来水发电。自来水中的主要成分是水,其中含有少量氯离子,用漂白粉(氯化钠、次氯化钠)消毒时候留下的,还有一些钙离子、镁离子、钾离子、还有一些硫酸盐等微量的矿物质,是一种电解质。活泼金属接触到电解质,都会放出电子。我们用铜片(正极),锌片(负极),用导线把它们串联起来。由于金属活性的不同,它们释放出的电子也不同。电池通过氧化还原反应,将储存在生物体中的化学能量,转化成了电流。 6只水杯中分别倒入自来水,把5铜片和5个锌片串联起来(杯中一遍是铜片另一边是锌片),自来水行成一个电池组,链接上发光二极管,二极管会被点亮。在自来水中加入食盐后,发光二极管会比原先更亮。 小朋友们通过自己动手连接自来水电池,点亮二极管,体会到了化学与生活密不可分。


周佳海课题组展示了“粘粘乐”和“移液枪的使用”。还和潘李峰组合作,向同学们展示了“显微镜观察蛋白质晶体“。 “粘粘乐”实验使用的是白乳胶和硼砂水,将硼砂水加入白乳胶和水的混合液中,白乳胶就凝结变成了有弹性的类似橡皮泥的固体。在白乳胶中加入不同颜色的色素,就可以做成不同颜色的小球。同学们纷纷自己动手搅拌,做成了各种颜色各种形状的成品。在“移液枪的使用”里面,小朋友们跃跃欲试,学习使用移液枪,另外还展示了实验室常见的仪器:光学显微镜和蛋白质电泳仪。在“显微镜观察蛋白质晶体”中,小朋友们对显微镜下的蛋白晶体十分地有兴趣。


汤文军课题组展示了“碘钟实验”和“水中睡觉的鸡蛋”。 “碘钟实验”是一种化学振荡反应,其体现了化学动力学的原理。具体的实验原理是:淀粉溶液里, 过氧化氢在锰离子的催化下分别跟碘酸钾、单质碘发生振荡反应,使溶液的颜色呈现周期性的变化(“无色→琥珀色→蓝色→无色” ),直至过氧化氢完全反应,混合溶液的颜色才不会再变化,始终保持深蓝色。此实验集科普性和趣味性于一体,受到家长和小朋友的一致喜爱。“水中睡觉的鸡蛋”是一种物理现象。在清水中添加食盐,可以将鲜鸡蛋从水底浮起来;浓度不同,鸡蛋上升的高度也不同;在水中添加干冰,可以营造出“沸水”煮鸡蛋的视觉效果。


刘文老师组展示了传统项目“液氮冰淇淋”,不负众望地成为科普日最火热的展位,永远排着长长的队伍! 和传统的冰淇淋制作方法不同,他们选择液氮凝固奶油制作冰淇淋。液氮可以达到快速冷冻的效果,能很快度过冰晶生成带而减少冰晶的形成,制作出的冰淇淋口感更加细腻顺滑清凉爽口。淡奶油、适量白砂糖、鲜牛奶适量混合后加入液氮,当低温的液氮带着缥缈的雾气倒入已经打发好的奶油中,伴随着小朋友的惊奇、欢呼声,用电动打蛋器快速搅拌,奶油在低温下渐渐凝固,搅拌的同时,奶香味、水果味等在空气中弥漫,给人带来感官上的愉悦。作为受小朋友热捧的明星项目,我们也会不断改进液氮冰激凌的制作口感,给小朋友带来更多乐趣和回忆。


细菌观察与展示”:细菌存在于我们生活的方方面面,各种包装的酸奶、益生菌,松松软软的面包,香醇的米酒、黄酒,冰箱或墙角的黑霉等等,我们为什么饭前要洗手、饭后要刷牙也和细菌有着千丝万缕的联系。我们选择了几种不同的细菌(大肠杆菌、放线菌等)、真菌(霉菌)作为科普实物,让小朋友初步了解细菌的形态、生长等。同时我们准备了少量的普通平板分发给有兴趣的参观者这样他们通过平板中菌落富集,了解日常生活中可能接触到的一些细菌。

 
 
整个活动过程中,现场气氛热烈。志愿者们耐心地给同学们讲解各个实验的化学原理,简单的科普实验让同学们不仅学到了科学知识,亲密接触的动手参与更是激发了他们与生命有机化学的热情,现场阵阵的惊叹也使我们对传播生活中的化学知识充满激情!

感谢生命有机党支部也给予了大量的帮助!