● 活動標題:(一) DNA模型製作與結構介紹
● 活動類型: □ 實驗 □ 觀察 █ 實作
● 適合年齡: █ 全年齡 □ 歲以上
● 活動內容簡述
解說DNA、基因與生命之間關係,並透過DNA模型製作,帶領學生初步認識分子生物學。活動流程如下:
- 以海報及模型介紹DNA雙股螺旋結構與基因的生理功能
(使用自行繪製海報、塑膠立體模型)-3min
- 示範製作DNA摺紙模型-3min
- 實際操作:引導學生製作模型(含著色)-9min
● 運用原理和操作步驟
運用原理:
DNA(去氧核醣核酸)的單體由五碳醣、磷酸基與含氮鹼基組成,四種不同的單體核苷酸可以氫鍵互相配對(A-T、G-C),核苷酸聚合而形成DNA的雙股螺旋。
操作步驟:
將四種含氮鹼基分別著上不同顏色,並依據示範摺出立體螺旋結構
● 注意事項
無
● 參考資料(若實驗內容有引用他方所製圖片、文章的部份,請於此處加上來源。)
生物全一冊(翰林出版)
● 活動標題:(二) DNA粗萃取實驗
● 活動類型: □ 實驗 □ 觀察 █ 實作
● 適合年齡: █ 全年齡 □ 歲以上
● 活動內容簡述
本活動希望藉由帶領學生進行DNA粗萃取實驗,使其了解動植物細胞差異、細胞的組成構造以及DNA在細胞中的位置。活動流程如下:
- 以海報介紹動植物細胞結構與遺傳物質DNA-3min
- 引導學生思考如何從植物樣本中萃取出DNA-2min
- 實驗操作:萃取香蕉DNA-5min
- 介紹實驗使用之材料與原理-5min
● 運用原理和操作步驟
運用原理:
利用生活中常見的材料(洗碗精、食鹽水、嫩精、酒精),萃取出香蕉果肉中的DNA。
操作步驟:
- 將夾鏈袋內的香蕉果肉壓碎(破壞細胞膜)
- 加入溶液A,使果肉與其均勻混合
溶液A配方:
- 洗碗精:含介面活性劑十二烷基硫酸鈉,可破壞細胞膜及核膜
等細胞中的脂質膜,釋出染色體
- 食鹽水:組蛋白與氯離子結合,使DNA分子的磷酸基暴露出來
而互相排斥,不易凝聚而溶於水中
- 嫩精:為蛋白酶,可分解蛋白質
- 加入溶液B(冰酒精,DNA不溶於酒精中,可使其析出),觀察於酒精及果汁介面析出的白色霧狀物質
● 注意事項
香蕉果肉及實驗中所使用的所有溶液皆不可食用
本實驗為DNA粗萃取,產物並非純化的DNA,還包含蛋白質,膜狀構造的碎片及細胞中的雜質等
● 參考資料(若實驗內容有引用他方所製圖片、文章的部份,請於此處加上來源。)
生物全一冊(翰林出版)
● 活動標題:(三) 空氣炮原理介紹和射擊體驗
● 活動類型: □ 實驗 □ 觀察 █ 實作
● 適合年齡: █ 全年齡 □ 歲以上
● 活動內容簡述:
透過解說空氣炮的運作原理,讓大家更加了解空氣力學和流體力學在生活中的實際應用,並藉此激發大家對各種生活現象深入觀察的好奇心。活動流程:
- 先和大家介紹運作原理
- 說明操作裝置的注意事項
- 讓體驗者親自操作
● 運用原理和操作步驟
運用原理:
空氣炮是一種利用空氣形成渦環並將其射出的裝置。空氣炮能夠把空氣推出成一個像煙圈一樣的環狀氣流,這個環狀氣流會在空氣中向前移動一段距離,之後才慢慢散開。
空氣炮的基本結構通常很簡單,一般由一個空氣腔體、一個彈性膜,以及一個圓形出口孔所組成。空氣腔體通常是一個箱子或桶子,裡面裝著靜止的空氣,材料可以是紙箱、塑膠桶或其他容器。腔體的一側會覆蓋一層具有彈性的膜,作用有點像鼓面。當人用手拍打或壓下這個彈性膜時,腔體內的空氣就會被迅速壓縮。由於空氣需要找到出口,因此它會從前方的圓形孔洞高速噴出。
當空氣從圓孔噴出時,氣流的速度並不是完全一致的。孔洞中央的空氣因為阻力較小,速度會比較快,而靠近孔洞邊緣的空氣則會與周圍靜止的空氣產生摩擦,因此速度會變慢。這種速度差會使氣流開始產生旋轉的現象。當高速氣流往前衝時,邊緣的空氣會被拖曳並向外翻捲,於是整個氣流逐漸形成一個像甜甜圈一樣的環狀旋轉結構。這種環狀旋轉的氣流在流體力學中被稱為「渦環」。
渦環的特點是氣流在環狀結構中持續旋轉,中心的空氣向前運動,而外圍的空氣會往後翻捲,形成一個封閉的循環流動。由於這種旋轉會把能量集中在環狀結構中,因此渦環在空氣中相對穩定,不會立刻散開。正因如此,空氣炮射出的空氣渦環可以飛行相當一段距離,有時甚至可以達到幾公尺遠,並能夠推動輕物體,例如把紙杯吹倒或吹熄蠟燭。
● 注意事項
空氣炮射擊時不要對著人
● 參考內容
物理演示實驗室
● 活動標題:(四) 海藻酸鈉QQ球
● 活動類型: □ 實驗 □ 觀察 █ 實作
● 適合年齡: █ 全年齡 □ 歲以上
● 活動內容簡述:
簡易說明→學生實作
● 運用原理和操作步驟
運用原理:
海藻酸鈉(Sodium Alginate)QQ球是一種常見於食品科學與化學實驗中的「分子料理」應用,也常被稱為「球化作用」。這種技術能夠讓液體形成外層像果凍、內部仍保持液態的小球,因此常被用在飲料、甜點或科學實驗中,例如芒果球、果汁球等。其核心原理主要來自於海藻酸鈉與鈣離子之間的交聯反應。
海藻酸鈉是一種從褐藻類(如海帶或昆布)中提取出的天然多醣類物質。它本身具有良好的溶解性,能夠溶於水形成具有一定黏度的溶液。然而,海藻酸鈉溶液單獨存在時只是黏稠液體,並不會形成固體結構。當海藻酸鈉遇到含有鈣離子的溶液(例如氯化鈣 CaCl₂ 或乳酸鈣)時,就會發生一種稱為「離子交聯」的化學作用。
在這個反應中,鈣離子(Ca²⁺)會取代海藻酸鈉分子中的鈉離子(Na⁺),並與海藻酸分子鏈上的羧酸基(–COO⁻)結合。由於鈣離子具有兩個正電荷,可以同時連接兩條海藻酸分子鏈,因此會形成像網狀一樣的三維結構。這種結構會將水分包覆在其中,使溶液逐漸凝膠化,形成柔軟而有彈性的膠狀膜。
製作QQ球時,通常會先將海藻酸鈉溶解在果汁或其他液體中,形成海藻酸鈉溶液。接著利用滴管或湯匙將這些液滴滴入含有氯化鈣的溶液中。當液滴接觸到鈣離子時,外層會立即發生交聯反應,形成一層薄薄的凝膠膜。由於反應主要發生在外層,因此內部的液體仍然保持流動狀態,最後就形成外層Q彈、內部是液體的「QQ球」。
海藻酸鈉球化技術不僅應用於食品領域,也在生物醫學與材料科學中具有重要價值。例如,它可以用來包覆藥物、細胞或酵素,形成微膠囊,用於藥物釋放系統或組織工程研究。由於海藻酸鈉來源天然、無毒且具有良好的生物相容性,因此被廣泛應用在食品工業與生物科技領域
- 注意事項
海藻酸鈉因衛生緣故建議不要食用
● 參考內容
https://pansci.asia/archives/164992