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文檔簡(jiǎn)介
【教學(xué)動(dòng)圖】130張炫酷動(dòng)圖,讓你秒懂高中物化生原作
者:一氣貫長空
原理:其實(shí)這就是經(jīng)典的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)氨氣噴泉:充
滿氨氣的瓶子接觸水,氨氣迅速在水中溶解,瓶?jī)?nèi)氣
壓降低,水倒吸進(jìn)瓶中形成噴泉,pH的變化又讓指
示劑變色。只不過,在這里水溶液中加入的指示劑不
是酚酸,而是百里酚藍(lán),它從中性的黃色變成堿性的
藍(lán)色。
花絮:氨氣噴泉其實(shí)還有更多玩法,比如說,讓它發(fā)
光。下面展示的就是一個(gè)魯米諾氨氣噴泉:“噴泉”
的倒吸依然由氨氣溶解引發(fā),但下方的兩條管子分別
接上了堿性魯米諾溶液和氧化劑次氯酸鈉溶液,兩種
溶液被吸進(jìn)瓶中混合引發(fā)反應(yīng),就讓噴泉發(fā)出了漂亮
的藍(lán)光。
錄制者:DeclanFleming,來自:
危險(xiǎn):較低。氨氣會(huì)有刺激性,不過不用我說你大概
也會(huì)躲著它的……
焰色文字
錄制者:RoyalSocietyOfChemistry
原理:各種堿金屬鹽的焰色反應(yīng),這里把它們做成了
彩色的火焰文字。焰色反應(yīng)是識(shí)別金屬離子的一種方
式,它體現(xiàn)了電子受激發(fā)躍遷并發(fā)出特定能量光子的
過程。堿金屬一族的焰色反應(yīng)現(xiàn)象比較明顯,所以它
們經(jīng)常出現(xiàn)在演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。
花絮:理論上說,通過焰色反應(yīng)能鑒別的金屬鹽相當(dāng)
不少,不過實(shí)際上并沒有那么容易:一些焰色反應(yīng)并
不明顯,另一些顏色又比較容易混淆。不過我們有更
準(zhǔn)確的檢測(cè)方法:原子吸收光譜與原子發(fā)射光譜分
析。
危險(xiǎn):低。
鋁熱反應(yīng)
錄制者:TheUniversityofMinnesota,
TheDepartmentofChemistry
原理:不必多說,這就是中學(xué)化學(xué)中感覺最炸裂、最
讓人印象深刻的反應(yīng)了!鋁粉與氧化鐵粉末混合制成
鋁熱劑,通過插在其中的鎂條引燃。鋁還原氧化鐵,
反應(yīng)劇烈放熱,光芒耀眼、火花四濺,得到熔融的鐵
單質(zhì)。其他一些金屬(例如錦)的氧化物同樣可以發(fā)
生反應(yīng)。
反應(yīng)式:2Al+Fe203-A1203+2Fe
花絮:除了焊接鐵軌、冶煉金屬等用途之外,鋁熱反
應(yīng)產(chǎn)生的極高溫度也曾被用來制造武器。
危險(xiǎn):高。鋁熱反應(yīng)可以在局部產(chǎn)生幾千度的高溫,
在沒有專業(yè)保護(hù)、沒有按規(guī)程操作時(shí),這會(huì)非常危
險(xiǎn)。在網(wǎng)絡(luò)上,我們可以找到大量鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視
頻,其中有的看起來簡(jiǎn)直帥到不行,讓人恨不得立刻
親身體驗(yàn),但必須嚴(yán)肅指出的是,這些“酷炫”的視
頻很多都沒有遵守安全原則。這真的很危險(xiǎn),請(qǐng)一定
不要模仿!
消失無痕
錄制者:MELScience
原理:白色粉末欹地一下消失了!這不是升華,而是
碳酸鏤的熱分解。產(chǎn)物是氨氣、二氧化碳和水蒸氣,
所以看起來就消失得了無痕跡了。當(dāng)然,如果你提鼻
子一聞的話……碳酸鏤遇熱相當(dāng)不穩(wěn)定,在60°C左
右就可以分解。
反應(yīng)式:(NH4)2C03-2NH3t+CO2t+
H2Ot
花絮:基于同樣的原理,碳酸氫鏤也被作為一種食品
膨松劑使用,不過如果使用不當(dāng)、沒有讓氨氣完全散
去,它就會(huì)給食物留下糟糕的氣味……
危險(xiǎn):較低。
氣球遇橘皮
錄制者:TomKuntz1eman
原理:橘子或橙子皮里擠出的“汁液”破壞了氣球
膜。這些汁液并不像果肉里的汁水,它的主要成分是
一些親脂性、容易揮發(fā)的小分子,比如D-檸檬烯。
這些揮發(fā)油成分可以看成極性弱的有機(jī)溶劑,而制作
氣球的材料分子也有類似的性質(zhì),它們遇到這些有機(jī)
溶劑時(shí)更容易溶解(或者說溶脹),氣球膜就會(huì)破
壞。而水作為一種極性強(qiáng)的溶劑不會(huì)破壞氣球膜,這
就體現(xiàn)了我們?cè)诨瘜W(xué)課本上學(xué)到的“相似相溶”規(guī)
律。
花絮:生活中可以找出很多“相似相溶”的例子,利
用它也可以讓你的生活變得更美好,比如說,不好清
除的油性筆筆跡和不干膠痕跡都可以用含有機(jī)溶劑的
洗甲水擦掉哦~
危險(xiǎn):低,但是要注意避開眼睛。
“炸蛋”
錄制者:RoyalSocietyOfChemistry
原理:這是一個(gè)真-“炸蛋”。雞蛋的兩頭都用釘子
打出了小洞,掏空內(nèi)容物之后洗凈晾干,然后蓋住上
面的小孔,并從下面的小孔向雞蛋殼里充入氫氣,然
后再從上面點(diǎn)燃。在燃燒中,氫氣消耗并從上面的小
孔逃逸出去,空氣從下面的小孔進(jìn)入,與剩余的氫氣
混合,最終混合氣體發(fā)生爆炸。
反應(yīng)式:2H2+02-2H20
花絮:用甲烷也可以得到類似的效果,不過如果是密
度大的可燃?xì)怏w,得到的效果可能更像是之前介紹過
的“瓶中火”。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也提醒我們,可燃?xì)怏w的操
作必須要謹(jǐn)慎進(jìn)行。
瓶中的下沉火焰,這種效果是用醇蒸汽之類密度較
大的可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)的。
危險(xiǎn):中高。作為化學(xué)課上的教學(xué)演示還是可以的,
自己在家就別試了。
碘鐘反應(yīng)
碘鐘反應(yīng)(Iodineclockreaction)是一種化學(xué)
振蕩反應(yīng),其體現(xiàn)了化學(xué)動(dòng)力學(xué)的原理。它于1886
年被瑞士化學(xué)家HansHeinrichLandolt發(fā)現(xiàn)。在
碘鐘反應(yīng)中,兩種(或三種)無色的液體被混合在一
起,并在幾秒鐘后變成靛藍(lán)色。
下面介紹其中一種碘鐘反應(yīng)的簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)過程。
實(shí)驗(yàn)試劑:
29%過氧化氫溶液、丙二酸、硫酸錦、可溶性淀
粉、碘酸鉀、lmol/L硫酸
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)配制3.6mol/L過氧化氫溶液250mL
(2)配制0.15m制/L丙二酸、0.02mol/L硫酸錦、
和0.03%淀粉的混合溶液250mL
(3)配制0.2mol/L碘酸鉀和0.08m制/L硫酸的混
合溶液250mL
(4)用一個(gè)錐形瓶將三份溶液混合,混合后會(huì)看到
反應(yīng)液由無色變?yōu)樗{(lán)紫色,幾秒后褪為無色,接著
又稱琥珀色變逐漸加深,藍(lán)紫色又反復(fù)出現(xiàn),幾秒
后又消失,這樣周而復(fù)始地呈周期性變化。
反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH2(C00H)2+4H202==3C02+6H20
2KI+H202+H2SO4==I2+2H20+K2sCh
熒光染料
在吸收紫外線或可見光后,能把短波長的光轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>
波長較長的可見光波而反射出來,呈閃亮的鮮艷色
彩。例如,酸性曙紅、熒光黃、紅汞以及某些分散
染料等。它們大多是含有苯環(huán)或雜環(huán)并帶有共朝雙
鍵的化合物。
應(yīng)用:
熒光染料常用于熒光染料產(chǎn)品的制備,以及增白洗
衣粉中的增白劑,指示信號(hào)用的各種熒光路標(biāo)漆,
熒光標(biāo)志服等。在科研上廣泛應(yīng)用于熒光免疫,熒
光探針,細(xì)胞染色等。包括特異性的DNA染色,用
于染色體分析、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡等相關(guān)研究。
“狗吠”反應(yīng)
“狗吠”反應(yīng)(barkingdogreaction)是L.J.
李比希發(fā)現(xiàn)的一種化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物是二硫化碳
(CS2)溶液、一氧化二氮(N20),輔助原料是水。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在帶活塞的試管中充入N20氣體,在加入幾滴
CS2溶液,迅速蓋上活塞
(2)震蕩搖勻,使N20和CS2混合均勻
(3)打開活塞,用點(diǎn)火器在瓶口點(diǎn)燃?xì)怏w,或往試
管中放入燃著的火柴
(4)氣體被點(diǎn)燃,發(fā)出明亮的火焰,并發(fā)出如狗吠
的聲音。
反應(yīng)原理:
當(dāng)一氧化氮或一氧化二氮與二硫化碳混合并點(diǎn)燃
時(shí),燃燒波沿管向下傳播。上面的火焰燃燒時(shí)會(huì)壓
縮下層的氣體,發(fā)出“狗吠”聲,燃燒的產(chǎn)物是
N2、CO、C02、S02和單質(zhì)硫。
反應(yīng)的化學(xué)方程式:
3NO+CS2-3/2N2+CO+S02+1/8
S8
4NO+CS2-2N2+C02+S02+1/8
S8
硼酸三甲酯的燃燒
硼酸三甲酯燃燒發(fā)出漂亮的綠色火焰
鈉與水反應(yīng)
鈉屬于堿金屬元素,鈉原子最外層只有一個(gè)電子,
非常容易失去,所以顯示出非常強(qiáng)的金屬性,化學(xué)
性質(zhì)非?;顫姟?/p>
金屬鈉與水反應(yīng)是高中化學(xué)需要掌握的重要化學(xué)實(shí)
驗(yàn)之一,金屬鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na+2H2。
=2NaOH+H2t
反應(yīng)劇烈放熱,而鈉的熔點(diǎn)低,只有97℃,反應(yīng)放
出的熱量能使金屬鈉和氫氣點(diǎn)燃,發(fā)生爆炸。所以
一般老師或?qū)W生做此實(shí)驗(yàn)時(shí),取金屬鈉的量要小。
“黃金雨”
“黃金雨”實(shí)驗(yàn)其實(shí)是碘化鉛的沉淀實(shí)驗(yàn)。碘化鉛
是亮黃色的粉末或者鱗片狀結(jié)晶,與黃金的顏色非
常相似。碘化鉛的溶解度約為0.08g,溶解度較
小,因此我們可以用可溶性的鉛鹽和碘化鉀反應(yīng)來
制備碘化鉛,生成的碘化鉛沉淀亮黃色閃閃發(fā)光,
就像在下“黃金”雨一般,非常漂亮。
如用硝酸鉛與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式:
2KI+Pb(NO3)2==PbI2I+2KNO3
丙酮手電筒
"AcetoneFlashlight"
“丙酮手電筒”實(shí)驗(yàn)應(yīng)該為實(shí)驗(yàn)作者的實(shí)質(zhì)是丙酮
的催化氧化實(shí)驗(yàn)。丙酮在銅做催化劑和氧氣的參與
下,能使丙酮蒸汽氧化成乙醛和乙酸,反應(yīng)放熱,
能使銅絲保持紅熱。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
這里有個(gè)誤區(qū),高中化學(xué)里面認(rèn)為丙酮是不能催化
氧化的。事實(shí)上化學(xué)反應(yīng)是多變的,不同的實(shí)驗(yàn)條
件下,化學(xué)反應(yīng)會(huì)有所不同。下面我們來看一下這
個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程。
(1)先準(zhǔn)備好一條銅絲,緊密得繞成銅絲圈
(2)在燒杯中倒入少量丙酮
(3)將銅絲在酒精燈或者其他燃燒器中加熱,使銅
絲表面形成一層黑色的氧化銅膜,將銅絲圈伸入燒
杯底部幾乎接近丙酮液體的表面
然后我們的就能觀察到銅絲發(fā)亮,原因是丙酮蒸汽
在銅絲表面被氧化銅氧化,放出熱量,使銅絲發(fā)
亮,由于局部丙酮蒸汽濃度的不同,銅絲表面出現(xiàn)
亮暗不均一的現(xiàn)象,感覺像發(fā)亮的地方會(huì)移動(dòng)。
化學(xué)熒光
Fluorescence
熒光物質(zhì)中的電子吸收光的能量由低能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>
高能狀態(tài),再回到低能狀態(tài)時(shí)釋放出的光。大多數(shù)
情況下,發(fā)光波長比吸收波長較長,能量更低。熒
光屬于冷光,顏色為藍(lán)、綠、紅和黃色。
由吸收光的能量來源分為:光致熒光、化學(xué)熒光、X
射線熒光、激光熒光、生物發(fā)光等。視頻中的熒光
屬于化學(xué)熒光,是由于化學(xué)反應(yīng)引起的熒光。我們
實(shí)際生活中也有化學(xué)熒光的應(yīng)用,例如熒光棒。
下面還有一些收集的各種有趣動(dòng)圖
大象牙膏
用雙氧水+碘化鉀+發(fā)泡劑制成。自己就可以做,雙
氧水消毒用的,藥店應(yīng)該有賣的吧,碘化鉀用碘酒
就可以,發(fā)泡劑用洗滌靈。
MAKEGIFSATGIFSOUP.COM
金屬鈉與水
看到貼吧里有個(gè)段子:老師同時(shí)問中國孩子和外國
孩子如何測(cè)量眼前這塊乒乓球大小的金屬葩的體
積,中國孩子不會(huì)!外國孩子說放在水里看體積變
化!理科生呵呵一笑,而文科生們開始鼓掌。
銅加硫磺
外層紅色粉末是重銘酸鏤,它不穩(wěn)定,受熱分解可
以產(chǎn)生大量暗綠色灰燼(三氧化二銘)和明亮的紅色
火焰
(NH4)2Cr207(s)-Cr203(s)+N2(g)+4
H20(g)
魔術(shù)沙
充滿魔力的疏水沙在水中的奇妙表現(xiàn)
當(dāng)可口可樂和氯粉混合之后
點(diǎn)燃裝滿酒精蒸汽的水桶的效果,很危險(xiǎn)
發(fā)光氨氧化,法證上用的。
鉛筆芯通電之后的神奇反應(yīng)
橙色LED燈放進(jìn)液氮的反應(yīng)
當(dāng)液氮和1500個(gè)乒乓球混合,好壯觀!
用紙擠汞金屬
甘氨酸,硝酸鹽和硝酸鋼、硝酸錯(cuò)和氧化鋁的硝酸
士卜
nTL
干冰氣泡你需要把稀釋的肥皂水倒入干冰上,然后
用布掛掉表面,之后就能看到這個(gè)現(xiàn)象了?原理
是,干冰在水中會(huì)直接從固體變成氣體二氧化碳,
隨之體積急速增大,當(dāng)肥皂水制造的氣泡Hold不
住二氧化碳時(shí)就炸了
杯中是對(duì)硝基苯胺和濃硫酸的混合物,加熱后發(fā)生
非常復(fù)雜的反應(yīng)一一事實(shí)上,我們還不完全清楚反
應(yīng)的詳細(xì)過程。最后得到的黑色泡沫物原子比例為
C6H3N1.5S0.1501.3,幾乎肯定是對(duì)硝基苯胺交聯(lián)
后的多聚物。整個(gè)反應(yīng)有時(shí)被稱為“爆炸式聚
合”。膨脹成這么大這么長是反應(yīng)生成二氧化碳等
氣體的功勞。
這種液體是二乙基鋅。它是一種極易燃燒的有機(jī)鋅
化合物,接觸氧氣便自燃。真正的二乙基鋅如此圖
所示是藍(lán)色火焰,但是網(wǎng)上流傳最廣的視頻/動(dòng)圖來
自2008年諾丁漢大學(xué),他們拍到了黃色的火焰一
一照他們自己的說法,這是鈉污染所致。
這是一個(gè)閃光燈泡,內(nèi)裝鋅絲和氧氣,通電即點(diǎn)
燃,只能使用一次。外面包有一層塑料膜以防萬一
燈泡破碎。在現(xiàn)代電子閃光燈出現(xiàn)之前它是主要的
閃光道具,抵達(dá)滿亮度所花時(shí)間更長,但燃燒時(shí)間
也更長。
血液和過氧化氫,血液中有高效的過氧化氫酶,能
夠催化過氧化氫分解為水和氧氣,大量氧氣形成泡
沫效果。
丙酮“溶解”泡沫塑料
原理:淺淺一層丙酮并不能真的把整塊泡沫塑料
“溶解”,實(shí)際上它只是溶解了聚苯乙烯的長鏈,
讓泡沫塑料里的大量空氣逃逸出去。但是,長鏈交
聯(lián)的地方丙酮無能為力,所以碗底部還會(huì)剩下殘存
的聚苯乙烯。
原理:在加熱之后,試管中的氯酸鉀發(fā)生熱分解產(chǎn)生
氧氣,試管中的氧氣和熱足以點(diǎn)燃小熊軟糖中的糖類
等有機(jī)物。氧氣促進(jìn)燃燒,而燃燒產(chǎn)生的熱量又進(jìn)一
步促進(jìn)氯酸鉀分解產(chǎn)生更多氧氣,因此就產(chǎn)生了劇烈
的燃燒反應(yīng)。
原理:這是金屬鋰燃燒的景象,燃燒過程中固態(tài)的
金屬鋰不斷熔化,并生成氧化鋰。鋰的焰色反應(yīng)為
紅色,但當(dāng)劇烈燃燒時(shí)火焰呈現(xiàn)一種“亮銀色”的
狀態(tài)。
原理:銅與濃硝酸反應(yīng),生成硝酸銅、二氧化氮和
水,生成的氣體通入水中,隨著氣體生成停止并逐
漸溶解,水倒吸進(jìn)入反應(yīng)瓶,最終形成淡藍(lán)色的硝
酸銅溶液。
Cu(s)+4HN03(aq)-Cu(N03)2(aq)+
2N02(g)+2H2O(1)
aq:水溶液g:gas氣
體1:liquid液體s:
solid固體
一開始出現(xiàn)的綠色與濃酸條件下銅離子與硝酸根的
結(jié)合有關(guān),而在引入更多水之后,溶液就顯示為水
合銅離子的藍(lán)色了。
原理:燃燒需要可燃物和氧氣接觸,狹窄的瓶口使
得氧氣只能逐漸進(jìn)入,燃燒面逐漸下移。
原理:將除銹處理后的鐵棒放入硫酸銅溶液中,鐵
單質(zhì)比銅更加活潑,置換出來的銅形成漂亮的松散
沉淀。
原理:鋁是高度活潑的金屬,但是表面的氧化鋁層
阻止了它和空氣中氧氣完全反應(yīng)。而汞會(huì)破壞這一
保護(hù)層,使得鋁迅速“生銹”。
氫氣遇到火,氫氣易燃易擴(kuò)散,在空氣中可以爆炸
式燃燒。
T
火柴燃燒的過程,看著是不是有點(diǎn)別扭
火+油
看完這個(gè)圖就知道著火的油鍋里為什么不讓用水撲
了吧
膨脹反應(yīng)里最有名的一個(gè),外號(hào)法老之蛇。硫氧化
汞受熱易分解,會(huì)因體積迅速膨脹,曲折生長成蛇
形。原理:硫氧化汞不溶于水,可由硝酸汞和硫氧
化鉀溶液反應(yīng)制得,并以Fe3+作指示劑,當(dāng)溶液變
成紅色時(shí),說明Hg2+已完全沉淀,如果硫氧化鉀過
量,硫氧化汞則會(huì)生成絡(luò)合物而溶解。
硫氧化汞受熱易分解,且體積膨脹很大,曲曲折折
生長成蛇形。其化學(xué)反應(yīng)大致如下:
4Hg(SCN)2=4HgS+2CS2+3(CN)2t+N2t
硫氧化汞燃燒產(chǎn)生劇毒物質(zhì),硫氧化汞本身也有
毒。實(shí)驗(yàn)應(yīng)在室外或通風(fēng)櫥中進(jìn)行。
人造雪是一種神奇的吸水樹脂,能把水變成一種白
色蓬松的物質(zhì),看起來像真雪一樣。這種雪現(xiàn)常用
在電影業(yè)及室內(nèi)裝飾上。這種人造雪就是一種聚合
體的化學(xué)物質(zhì),聚合體的意思是長鏈分子(poly的
意思是很多,mer的意思是個(gè)體或分子。)人造雪利
用它對(duì)水的滲透性(水分子滲透到其中)。當(dāng)水份子
與聚合體接觸時(shí),從聚合體外部進(jìn)入內(nèi)部產(chǎn)生膨
脹。聚合物鏈?zhǔn)蔷哂袕椥缘模荒苌扉L到一定長
度后就不能再伸長了。
酒精燒杯
自制食鹽別樣鮮
原理:金屬鈉被加熱后,放入充有氯氣的容器中,
伴隨著夕陽暮云遮一般的鈉特征黃光,氯化鈉便生
成了。鈉在氯氣中燃燒,把電子轉(zhuǎn)給了氯,于是鈉
變成了鈉離子,氯變成了氯離子,通過靜電力吸在
一起。燃燒過后,容器中的濃煙就是氯化鈉顆粒:
在原視頻中,老爺爺甚至還現(xiàn)場(chǎng)掏出雞蛋,蘸著事
先純化過的“自制食鹽”吃了起來:
錄制者:UCBerke1ey
且慢,煙為啥是棕色?原視頻中并沒有給出解釋,
據(jù)我推測(cè),這種顏色可能是來自雜質(zhì),或者晶格缺
陷產(chǎn)生的色心,另外劇烈燃燒產(chǎn)生的氯化鈉顆粒會(huì)
比較細(xì)小,無色的晶體在粒徑大幅度減小時(shí),也可
能產(chǎn)生不同于大塊晶體的顏色。
花絮:在人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)還沒有充分認(rèn)識(shí)之前,有
一個(gè)理論認(rèn)為,鈉原子是帶有“小孔”的,氯原子
是帶有“小鉤”的。所以鈉原子和氯原子化合,就
是氯原子用小鉤鉤住了鈉原子的小孔。氯原子和氯
原子因?yàn)榭梢酝ㄟ^小鉤互相鉤住,所以可以形成
C12;而小孔和小孔沒法連在一起,所以沒有Na2。
現(xiàn)在看來也是一個(gè)神奇的腦洞……
危險(xiǎn):高。鈉很活潑,氯氣很毒,弄個(gè)鹽不用這么
費(fèi)事吧……
二氧化碳熄滅蠟燭
利用二氧化碳的密度比空氣大,不支持燃燒的性
質(zhì)。
金屬“錢”其實(shí)在室溫下就會(huì)融化。
錢的熔點(diǎn)在29.78℃,所以放在手心上就會(huì)融化,
它可以做成光學(xué)玻璃、合金、真空管等。
干冰遇到水會(huì)冒出大泡泡!
因?yàn)楦杀A會(huì)直接從固體變成氣體,所以會(huì)冒出
很多蒸氣。大家有沒有想到小時(shí)候?qū)W校園游會(huì)賣的
“干冰汽水”?
白錫像變成老木材一樣的變成灰錫
溫度低于攝氏13度的時(shí)候,原本堅(jiān)硬的白錫會(huì)變
成脆弱的灰錫。
AMC
美劇《絕命毒師》里演的是真的
三碘化氮就像會(huì)爆炸的灰塵一樣
輕輕地用羽毛一碰就會(huì)爆炸喔。
混合鋁和碘發(fā)生反應(yīng)就會(huì)變成“仙女棒”鞭炮。
燃燒的鋼絲絨
將油墨投進(jìn)煤油后的變化
誰說水墨畫一定要用紙筆展現(xiàn)呢?
,,
生物
DNA復(fù)制
原理:這是DNA復(fù)制過程的動(dòng)畫演示。你沒看錯(cuò),
DNA復(fù)制過程,就是如此的繁復(fù)而精致,猶如精密機(jī)
器的運(yùn)作。
DNA復(fù)制過程中,需要面對(duì)的最大問題,就是新DNA
鏈的合成方向問題。DNA聚合酶,只能沿著磷酸核糖
骨架5,端向3,端的方向來延伸新的DNA鏈,因此
決定了兩條DNA新鏈中,只有一條先導(dǎo)鏈能夠連續(xù)的
合成,而另一條后隨鏈則只能不連續(xù)的合成。
因此,生物體演化出一套復(fù)雜的分子機(jī)器來解決這個(gè)
問題。這個(gè)分子機(jī)器由多個(gè)蛋白構(gòu)成。天藍(lán)色的解旋
酶負(fù)責(zé)解開DNA雙鏈,先導(dǎo)鏈在DNA聚合酶(紫色)
的作用下連續(xù)合成。而后隨鏈則首先結(jié)合引物酶(草
綠色)合成RNA引物,隨后在復(fù)制因子C(RFC,藍(lán)
綠色)幫助下結(jié)合DNA后隨鏈,將后隨鏈傳遞給另一
側(cè)的DNA聚合酶,進(jìn)行后隨鏈的合成。后隨鏈之所以
繞出一個(gè)大大的圈,就是來保證兩條新鏈能夠幾乎同
等速度的合成。
花絮:除了DNA復(fù)制外,細(xì)胞內(nèi)大部分的生理活動(dòng),
都是由諸多蛋白構(gòu)成的大型復(fù)合體,以“分子機(jī)器”
的形式來進(jìn)行的。這樣可以大大提高生化過程的進(jìn)行
效率。
答題時(shí)間:在轉(zhuǎn)錄過程中,DNA的雙鏈發(fā)生了怎么樣
的變化呢?
向日葵“轉(zhuǎn)頭”
原理:我們從小就聽說,向日葵喜歡追著太陽,不過
事實(shí)上,讓向日葵“向陽”的其實(shí)是一種總喜歡躲著
陽光的物質(zhì)。對(duì),它就是經(jīng)常出現(xiàn)在生物課本上的生
長素。陽光的照射會(huì)使得生長素向莖的背光側(cè)運(yùn)輸,
而較高濃度的生長素會(huì)刺激這一區(qū)域細(xì)胞的伸長,因
此將向日葵的花推向太陽一側(cè)。
不過,這種情況只會(huì)發(fā)生在向日葵的生長階段和開花
初期。在動(dòng)圖中,我們看到的也是向日葵幼小花盤
“搖動(dòng)找太陽”的延時(shí)攝影。而當(dāng)向日葵花盤完全展
開,莖不再伸長時(shí),向日葵也就不再“向日”了。
花絮:生長素是最早被發(fā)現(xiàn)和確定功能的植物激素。
達(dá)爾文父子為生長素的發(fā)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
答題時(shí)間:除了生長素以外,植物還存在哪些激素?
還記得它們各自有什么作用嗎?
有絲分裂
原理:體內(nèi)正時(shí)刻經(jīng)歷著這樣的過程,這就是細(xì)胞的
有絲分裂。這是人體,以及一切真核細(xì)胞最為普遍的
分裂方式。
經(jīng)過層層的包裝壓縮,彌散在細(xì)胞核內(nèi)亂麻似的DNA
長鏈,被凝聚為可以觀察到的棒狀的染色體。而當(dāng)它
們到達(dá)細(xì)胞中央時(shí),被熒光染色點(diǎn)亮的微管構(gòu)成的紡
錘絲,將它均勻地分為兩份,并拉向細(xì)胞兩端,使得
新形成的兩個(gè)細(xì)胞,具有了一模一樣的遺傳信息。圖
中的細(xì)胞為豬腎上皮細(xì)胞(LLC-PK1Line),用熒
光蛋白分別標(biāo)記了微管蛋白(綠色)和染色體中的組
蛋白(紅色)。
和有絲分裂類似,減數(shù)分裂也需要紡錘絲和微管的參
與。只不過在減數(shù)分裂中,DNA只復(fù)制了一次而分裂
發(fā)生了兩次,從而使最終的細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)減半,
這樣就形成了有性生殖所需的配子。
大蚊幼蟲精母細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂。
花絮:有絲分裂可能是生物學(xué)愛好者們最喜歡玩的一
個(gè)梗了,在網(wǎng)上,你能找到用各種東西演示的奇怪
“有絲分裂”,比如草莓:
甜甜圈:
或者是,呃,星之卡比
M^aohase
AiloftheKirby's。
chromosomesImeupin
thecenterofthe
cytoplasmandthe
spindlefibersare
attachedtothem
。Telochase
Aptnchformsinth?center
oftheKirby,andthe
divisionisn?artycomplete
Bothsidescontainaneven
amountofchromosomes
Cvtokims
Althispoint,divisionis
completeandtwo。
"DaughterKnb?es"are
formedBothareidentical
copiesoftheParentK>rt>y
ThetwonewK?rt?esthen
proceedtoenterthe
interphasestageofanew
mrtoiccycle
我想這并不是合理的繁殖方式
答題時(shí)間:請(qǐng)簡(jiǎn)述有絲分裂的各個(gè)時(shí)期名稱,并畫出
不同時(shí)期內(nèi)DNA和染色體數(shù)量的變化曲線。
酵母出芽
原理:吹個(gè)大泡泡!這其實(shí)就是酵母在繁殖。作為結(jié)
構(gòu)最為簡(jiǎn)單的真菌,同時(shí)也是最為人所熟知的單細(xì)胞
真核生物,酵母一直以來是人們研究真核細(xì)胞生物學(xué)
過程的重要對(duì)象。而它最為典型的繁殖方式,就是出
芽生殖。
酵母的出芽生殖,可以看作一種特殊的細(xì)胞有絲分裂
現(xiàn)象,在有絲分裂的后期,酵母細(xì)胞進(jìn)行了細(xì)胞質(zhì)不
等的分裂,形成了一大一小兩個(gè)相連的細(xì)胞,小的即
是“芽”。芽會(huì)連接在母體上一段時(shí)間,進(jìn)行一定的
物質(zhì)交換,待進(jìn)一步長大后,芽即從母體脫落,形成
一個(gè)新的獨(dú)立的細(xì)胞。
酵母出芽的銅鑄模型,看起來還挺可愛的……
花絮:盡管出芽是酵母最為常見的繁殖方式,但作為
真核細(xì)胞,酵母同樣可以進(jìn)行有性生殖。
答題時(shí)間:酵母菌與大腸桿菌在結(jié)構(gòu)和繁殖方式上有
哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?
“爆炸”細(xì)胞
原理:這是被放進(jìn)純水中的血細(xì)胞。水是生命之源,
而純水,則可以成為細(xì)胞的“殺手”。
細(xì)胞表面的細(xì)胞膜,是一個(gè)精密的半透膜,它允許中
性小分子如水的進(jìn)出,卻能阻礙大分子和帶電粒子,
如蛋白質(zhì)、金屬離子等的自由移動(dòng)。
因此在純凈的水中,細(xì)胞外更高濃度的水分子,會(huì)大
量的涌入細(xì)胞,來達(dá)到細(xì)胞膜兩側(cè)水分子濃度的平
衡。然而水的涌入,使得細(xì)胞逐漸膨脹,失去原有形
態(tài)成為球狀。而當(dāng)水繼續(xù)進(jìn)入細(xì)胞時(shí),薄薄的細(xì)胞膜
承受不住這種膨脹,于是過飽的氣球一樣,啪的破裂
To
細(xì)胞們需要穩(wěn)定的生存環(huán)境,在人體內(nèi),也有很多機(jī)
制來維持水、電解質(zhì)、pH值等因素的穩(wěn)定狀態(tài),這
就是生物課本上的“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”知識(shí)點(diǎn)啦。
反過來,在高滲環(huán)境中,細(xì)胞就要失水了,還記得彌
漫著洋蔥味的質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)嗎?
花絮:滲透壓和很多人體現(xiàn)象都有關(guān)系。比如說,當(dāng)
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