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上海世外中学科普课程--分子识别与自组装:分子到生命的桥梁
2018-11-26  | 【】【打印】【关闭

  1115日下午,中国科学院上海有机化学研究所科普拓展课程在上海世界外国语中学顺利开展。此次课程的内容是《分子识别与自组装:分子到生命的桥梁》,由来自中国科学院有机功能分子合成与组装化学重点实验室的赵新研究员及其课题组的四位研究生科普志愿者讲授,高一年级近30名同学参加了课程。 

  赵新老师首先介绍了不同化学键的类型与特征,进一步延伸到一类广泛存在的相互作用:非共价键,并通过实例来说明非共价键虽然键能低,但它们对物质的性质和生命体系的形成与维持非常关键,而基于非共价键的分子识别和自组装是生命活动的重要基础。赵新老师从生活中常见的各类识别现象向同学们引出分子识别的概念和原理,以DNA双螺旋结构、细胞膜组成以及烟草花叶病毒的结构为例介绍自然界中的自组装现象。接下来赵新老师以生命体中各种分子识别和自组装过程为例子,向同学们展示它们在生命体系中的重要作用。在此基础上,他通过介绍2016年诺贝尔化学奖,展示了化学家师法自然、利用自组装发展各种类型的分子机器,实现仿生功能和开发新应用。最后,赵老师对于这个领域做了一个简要的总结和展望。经过赵老师的科普讲座,同学们受益匪浅,对于分子识别与自组装有了全新的认识,了解了它们对生命科学和物质科学的重要意义。 

   

  为了增进同学们对本次讲座的理解,赵新老师讲授结束后,志愿者们准备了两个与本讲座内容相关的科普实验。一个是利用淀粉和碘单质的特异性识别产生颜色变化的实验:直链淀粉在水溶液中呈现螺旋结构,加入碘单质后它们通过非共价键形成蓝色的络合物,加热后淀粉螺旋结构被破坏,蓝色消失。另一个实验是固体酒精的制备:实验利用硬脂酸钠在酒精中溶解度低,升温后能在酒精中均匀分散,冷却后硬脂酸钠分子通过非共价键形成的组装结构空间交联,从而束缚溶剂分子形成凝胶的原理制备固体酒精。在志愿者讲解和示范后,同学们开始六人一组动手体验,当淀粉溶液变色和固体酒精成功制备并被点燃时,同学们兴奋不已。 

   

  本次拓展课程在高中生现有化学的理解上,拓展了超分子化学中分子识别和自组装的知识,提高了同学的动手能力,激发了同学们浓厚的探索科学的兴趣。 

   

 
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