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101寒假科學營 成果發表

2012.02.03 你看多麼的開心阿!!!

101下學期化學營

2012.05.26 拿著證書多麼帥氣啊!!

講解TLC片的原理

對於實驗有任何問題,隨時發問,都會有解答

理論課程

理論方面的加強不能少!

動手做實驗 樂趣多!

一起慶祝實驗成功!!

2012年7月29日 星期日

【課程紀錄】生物化學營 ─ 蛋白質

經常在牛奶廣告當中聽到「喝牛奶,才能長的和大樹一樣高!」其實,牛奶裡頭提供的不只提供骨骼成長所需的鈣質,還有生長所必需的「蛋白質」,在人體當中,有許多的成分構造都是由蛋白質所組成的,而蛋白質是由各種不同的胺基酸所構成的。從DNA和RNA之間的分工製造出人體所需的蛋白質,其中的分工方式則為DNA轉錄成RNA,由RNA轉譯成胺基酸,再由胺基酸組合成蛋白質。這些縝密的分工過程,就構成了人體所需要的蛋白質。

由於蛋白質在人體內有許多工作要做,因此,在胺基酸組合的時候,有著不同種的連結,也是因為這些不同的連結,使得,各種蛋白質所形成的構造都不同,以用來擔負各式各樣的任務!在不同的蛋白質之間,有一個共同的特性,當遇到酸、鹼或是加熱的時候會因為這些因素而造成蛋白質的構造的改變,這樣的現象稱之為「蛋白質的變性」,最明顯的現象就是產生沉澱或是變色。常見的例子就像是,將蛋放到鍋子上煎熟,從透明的蛋白煎熟時便成為白色的蛋白;一般在早餐店喝甜甜的豆漿,都是像液體一樣的流動,另一種豆漿是「鹹豆漿」不像是一般甜豆漿的型態,而是呈現半液體半固態的型態,這是因為在其中加入「醋」的原因!以上這兩個例子都是蛋白質變性的例子喔!
[圖1.1]  吳老師正在介紹製造蛋白質的流程
[圖1.2]   不同用途的蛋白質所組合的胺基酸都不同,
也是因此有各種不同的性質的表現!
[圖1.3]  正在裝豆漿給同學做實驗囉!!  
[圖1.4]  同學們再依序加入酸與鹼看看是否有「變性」現象的產生!  
[圖1.5]  再加入時,似乎有些許的固體出現,在放置一陣子之後看看!
[圖1.6]  過一陣子之後觀察發現,有些蛋白質已經變性了,
產生的變性的現象! 
[圖1.7]  吳老師正在說明使用微量滴管(pipetman)的方法
[圖1.8]  因為是「微量」的量取,要注意使用流程,
千萬別破壞儀器,也別汙染到pipetman的前端。
[圖1.9]  要記得剛剛所說的使用流程,親自操作一下!
也體驗一下「微量」的感覺!
[圖1.10]  接下來要進行的實驗為DNA電泳!
老師正在叮嚀,在這實驗當中,會加入染劑,將DNA染色,
也是因為如此,也會造成正常細胞的DNA染色,在實驗之前,
一定要戴上手套,以策安全喔!
[圖1.11]  正在組裝電泳槽中!
[圖1.12]  等洋菜膠凝固之後,可以到入緩衝液。
[圖1.13]  再將DNA與染劑混合之後準備放在洋菜膠之中的孔洞!
[圖1.14]  當混
[圖1.14]  換同學將已經染色的DNA放入孔洞之中,小心千萬別手抖...
[圖1.15]  過一段時間之後,就可以放在紫外燈下看看使否有成功!
[圖1.16]  在紫外光之下,可看見有螢光的方塊在前方,
雖然不明顯,但是,這次的電泳有跑成功喔!
現在,各位已經知道蛋白質的基礎性質,並且可以利用蛋白質的特性檢測是否真的有蛋白質的存在。但是,光是知道是否有蛋白質還是不夠,就像是一般物質含量的檢測一樣,還是必須知道,有多少!為了要測量蛋白質含量的多寡,必須使用另外一項儀器「分光光度計」,可以利用光束通過含有蛋白質的溶液時,可以利用特定波長的光線,使得被蛋白質,可以藉由吸收的比率根據比爾定律,做出一條吸收率與濃度的檢量線,當檢量線完成之後,就可以利用測出來的吸收率回推所測得的濃度喔!

其實,在偵測蛋白質所選用的特定波長,可以藉由以前的科學家所對於蛋白質內部的結構分析之後,推算出某一個特定波長是蛋白質吸收的高峰,因而選用此波長!其實,這個方式可以用在任何檢測物質濃度的方式,並不限定於檢測蛋白質!只要針對要檢測的物質分析其特性,再決定波長,都可以使用此方式喔!
[圖2.1]  要了解蛋白質先從胺基酸的特性再了解一次!
[圖2.2]  由博士班的學長來講解,一定可以再增加理解!
[圖2.3]  這就是比爾定律的原理!
[圖2.4]  要放入檢測的物質,要經過稀釋,
各位同學要好好思考一下如何稀釋喔!
[圖2.5]  這次實驗所用的是「石英試管」而不是玻璃試管,
因為,石英試管的透光效率比較好,不易造成干擾!
[圖2.6]  準備好,蓋上儀器,準備計時喔!
[圖2.7]  算好時間,就可以開始讀數字囉!
[圖2.8]  大致上也可以藉由重複製作的過程當中,
發現自己稀釋的過程是否有錯誤!
經過這一次的介紹,對於蛋白質應該不是只有和「蛋」一樣,這個概念吧!蛋白質還有許多的特性,以微觀的觀點來說,其實是和胺基酸的結構有很大的關係,這也是生物化學很大貢獻的地方,以化學的觀點來解釋生物體內的現象,可說是有向前進一步的發展喔!

2012年7月26日 星期四

【課程紀錄】生物化學營 ─ 核酸

DNA是各位都熟悉到不行的名詞,也都知道生命也是因為有他的參與才能夠「活」了過來!但是,別忘記了,如果只有DNA的話,這生命體也是無法真正的擁有生命喔!除了DNA之外,還有RNA的幫助,兩者則稱之為「核酸」,有就是因為有這兩個物質的作用,才擁有生命的開端喔!一樣的,在核酸的主題中,邀請到黃乾吉博士來替各位分享老師在求學階段以及在工作時所交觸到關於核酸的各式各樣利用!

若是能夠真正的利用「核酸」,必須瞭解他們之間的特性,以及所在生物體內擔任的角色!現在對於核酸能夠掌握的部份,已經可以瞭解DNA與RNA各自負責的工作範圍,並且在DNA方面,經由老師的介紹之後,可以知道複製DNA的方式(PCR),也是因為有這項偉大的發明,使得發明者(凱立.模里斯博士 Kary B. Mullis)得到諾貝爾化學獎並且,藉由開發這項機器得到了不少的資金!可說是一石二鳥啊!
[圖1.1]  黃老師正在和同學講解核酸這神秘的構造!
[圖1.2]  不管是RNA或是DNA這兩者都是由五碳糖接上磷酸
還有接上瞟呤或嘧啶組成的!
[圖1.3]  這就是諾貝爾化學獎得主所能得獎的理論依據,
並且也藉著機器因而大賺一筆喔~
DNA最為人所稱道的應該是他們外型吧!那雙股螺旋的外型可說是迷倒許多科學家,基這外型所解出來的科學家詹姆斯·杜威·沃森、佛朗西斯·克里克與莫里斯·威爾金斯獲得了諾貝爾醫學獎,但是,各位應該都只看過動畫或是圖片的DNA模型吧!接下來的動手做時間,就是要讓各位親自拼湊出一個DNA模型。在開始之前,也可以先觀察一下,在這些紙片當中的共通點,像是個核酸之間是否使用氫鍵互相連接,以及在不同的核酸之間是是使用何種機制使得形成一螺旋形狀的呢?!在這個模型當中,都可以利用剛才煌老師的上課內容來進行製作喔!
[圖2.1]  剛開始將一張張的DNA紙片沿著黑粗線剪下!  
[圖2.2]  依照虛線開始以一定的規律摺紙,要注意喔!
方向很重要,若是折錯了一切都....變了!
[圖2.3]  一共發下12對紙片,剪起來花費不少的時間! 
[圖2.4]  像這樣簡單的使用竹籤和吸管將紙片串起來,
再依照DNA相連的順序黏貼起來,就可以形成稍微螺旋的模型囉!
當然,這只有三片,若是越來越多就可以看見更壯觀的景象了!
[圖2.5]  若從上方看,可看見,一片一片稍微錯開一些,
也就是因為這樣,使得DNA構成了雙股螺旋的形式! 
[圖2.6]  由側面看過去,雙股的特徵更是清楚! 
這一樣的教材發明,是由日本教授所設計的,此位教授耶相當的有心,將此設計的教材作為推廣之用,使得更多的學生可以就由製作的過程當中,學習到DNA的原理!

其實,除了使用紙片製作DNA模型之外,DNA也可以藉由粗萃取的步驟,將他們從生物體之中拿出來,可以看見他們以為小片段再酒精當種載浮載沉,相信你的眼睛,沒有錯他就是DNA就是被科學家預為解開奇妙生命拉鍊的DNA!!
[圖3.1]   吳老師正在示範粗萃取的步驟
[圖3.2]   開始換同學動手囉!步驟繁複請記清楚啊!!
[圖3.3]  每加一樣種類時,都要清楚目的是什麼喔! 
[圖3.4]  過濾是一個緩慢並且相當考慮耐心的過程! 
[圖3.5]  聽說...奇異果的DNA是最難製作成功的! 
[圖3.6]  最左邊的是管是由老師製作的DNA可看見,
在酒精與溶液的交界有一層白色一絲一絲的物質,
那就是DNA了!!   
[圖3.7]  優秀!!做出了奇異果的DNA!!當你拍拍手!! 
[圖3.8]  可以看見,和洋蔥的DNA比起來,
奇異果的比較短,也是因為如此比較難製作的原因!  
[圖3.9]  都製作完DNA之後,可以使用70%的酒精,
裝著DNA帶回家觀賞喔!  
[圖3.10]  仔細觀察DNA在哪裡,再用滴管將它們都吸起來,
放置小玻璃瓶當中!   
[圖3.11]  由於有些DNA非常的細小,一定要小心地吸取喔!
在過程當中,劇烈的搖晃,也會造成DNA的斷裂喔!  
[圖3.12]  下課之前,將作天製作的優葛發回給大家,
可以發現,原本的牛奶都已經固化了!只要冰進冰箱就可以食用了!
  科學家曾說,DNA是一條揭開生命的拉鍊,不知道各位是否能夠聽得懂這一個隱喻了呢?是的,當科學家對於DNA研究的越透撤像是拉線一個扣一個扣的揭開,發現生命真正的特質!隨著科技的前進,這個拉鍊漸漸的被拉開,似乎,我們這得越來越能夠了解生命...到底是什麼喔!

2012年7月25日 星期三

【課程紀錄】生物化學營 ─ 微生物

大家知道,在日常生活當中最常使用到的生化產品是什麼嗎?有需多人以為是藥品或是化妝品,錯!其實,俗話說民以食為天!在生化知識尚未完備之時,老祖先的智慧已經會利用微生物在許多食品方面!像是麵包就是今天的主角,當然,在製作麵包的過程當中,有一個必要的角色,在每一家的麵包坊當中,都有屬於自己的獨一無二的酵母,才能散發出獨特的風味,這些酵母菌的作用當然不是使得麵包發出誘人的香味,重點還是在讓麵包可以更為鬆軟好吃!

酵母菌就是這次上課的主角,若是將鬆軟的麵包切開,會發現,裏頭有一個一個的洞,這些洞就是酵母菌「創造」出來的,這個現象就是酵母菌在行呼吸作用,就像是一般生物體呼吸一樣,會消耗掉養分(葡萄糖)與氧氣,生成二氧化碳,這項孔洞就是二氧化碳產生之後,突破層層麵糊的重圍,到最後散出麵團之外而形成的!在無氧的環境之下,所行的反應又不一樣了,此時的反應就會像是在釀酒一樣,會產生酒精的產物!在兩者不同的環境之下,酵母菌會有不一樣的反應機制應對,可見,酵母菌真的是相當的厲害啊!
[圖1.1]  今天的主角就是 ─ 酵母菌
[圖1.2]  這次要捕捉酵母菌在進行呼吸作用時所排出的二氧化碳
[圖1.3]  這是酵母菌的原型,在一般的商店都可以買的到,
這個酵母是可以拿在製作饅頭的喔!
[圖1.4]  將蔗糖水溶液和酵母菌混再一起,泡在溫水當中,
會發現,套在試管上方的氣球站起來了!
[圖1.5]  隨著時間,氣球會越來越大!
[圖1.6]  也可以發現,不同濃度的蔗糖水溶液,氣球膨脹的大小並不相同!
[圖1.7]  小心在這過程當中,有可能會因為氣球末端尚未固定好,
使得氣球向上噴發喔!要小心黏好!!
[圖1.8]  溫度是一個很有效的增加反應速率的因素,
但是,這次的主角是酵母菌,因此,所適應的範圍會固定!
千萬要小心,別把酵母菌煮熟了!
[圖1.9]  在顯微鏡底下酵母菌到底是長成什麼樣呢?
[圖1.10]  而且還意外的發現,酵母菌出芽生殖的情形!
在臺灣,西元2002發生了一件大事情,SARS疫情在臺灣擴散開來了,那時候,除了口罩搶購一空之外,最大的宣導活動莫非是常洗手了,但是,非得要出入公共場所,臨時又找不到水源可以洗手,是一個相當頭大的問題!因此,乾洗手,這一項新興的商品就這次後迅速竄紅,除了可以解決水源的問題之外,還有一項相當大的功用,就是因為裡頭大部分的成分為「酒精」之外,還添加了可以增加氣味的「茶樹精油」,和酒精相同的,茶樹精油還有增加殺菌的功能喔!這次,就要讓大家來製作這個,乾洗手,可以過個乾乾淨淨清清爽爽的暑假生活!
[圖2.1]  管老師正在向大家介紹如何製作「乾洗手」
[圖2.2]  一樣的,要先秤取適當的甲基纖維素,
這是讓使用乾洗手之後不會乾燥的好配方!
[圖2.3]  再加入三乙基胺是為了讓甲基纖維素容易融於水中,
但是...氣味真的不太好聞...
[圖2.4]  差不多攪拌全部溶解之後,些許黏稠狀就可以了!
[圖2.5]  再加入酒精還有茶樹精油之後就可以裝瓶了!
大家還可以想一想,除了酵母菌之外,還有什麼微生物是為我們人體有好處的呢?這項東西在便利商店也是相當常見,是一種高營養價值的飲料,就是優若乳或是優葛,當一口吃下優葛酸中帶點甜的口感,相信一定是難忘懷吧!其實,在一口吃下優葛的同時,也將數以萬計(一定超過)對人體有好處的「益菌」一口吞下,有助於人體的腸道好菌增多,使得各位順利排便!

製作優格的方式很簡單,只要在便利商店購買牛奶和優葛之後,回到家大約一瓶小萍的鮮奶加入些許的優葛之後,提供溫度,放置大約一天之後,就可以讓優葛裏頭的好菌在牛奶中生長,使的牛奶裡頭也有大量的好菌就變成了優葛!是不是很簡單啊!裡用優葛裏頭的優勢菌種在牛奶裡擴張領土,這樣的方法可以說是相當的聰明!
[圖3.1]  在牛奶當中加入適當的優葛,其實,就是加入菌種拉~
[圖3.2]  加入之後,請用力地搖勻!
[圖3.3]  靜置過後一個晚上之後,差不多就可以完成了!
其實,微生物的應用在日常生活當中,很大的部分是在食物方面,也就是因為他們帶給了食物多一層的風味!尤其實在中式食物當中,都有牠們的身影存在喔!可說是最早被使用的生化科技喔!