近日,杭州第十四中學10位國際班的高二學生在美國參加了國際基因機器設計大賽(簡稱IGEM),并獲得銀獎。據了解,今年比賽首次允許中學生與大學生同臺競技,一個標準和要求。
此比賽由美國麻省理工學院創辦,是生物學領域的頂尖國際競賽。參賽隊伍有近280支,隊員共計3000人左右,大多數是來自歐美國家名校的大學生。
杭十四中的學生以《杭州石質文物的微生物清洗及礦化保護方法研究》這一課題,得到了大賽的肯定。
這樣的想法和課題方向是如何誕生的?又是如何實現保護石質文物的?
其實,這個課題早在2002年的時候就已經在探究了。“當初的探究是很表面的,只涉及到了杭州的石質文物需要保護不被侵蝕,并沒有進一步深入探究如何保護。” 指導老師湯說,今年三月份,學生重新對課題進行了梳理,同時做了進一步探究,背景調查、實地考察、設計實驗等,歷時半年時間,最終形成了參賽課題。
別看這個團隊加上湯老師只有11人,分工卻十分明確,同學們各司其職。“根據學生的興趣特長,團隊分為四部分,各有學生負責。”四塊內容分別是考古方面的、數學建模、生物實驗和宣傳外聯。
湯老師告訴記者,在這四塊內容里面,生物實驗是最艱難的部分。有時候要一次一次做實驗,做了十幾遍甚至二十幾遍的時候才能確定這個方式行不通,之后又要重新來過。“生物實驗花了一個多月的時間,學生的大半個暑假都在做這個事情。”
其實不光是做實驗費時費力,負責宣傳和外聯的同學也很辛苦,他們要建立網站,要有分子學的知識積累,同時又要對課題的精髓有非常好的把握。
據湯老師介紹,這項比賽是生物基因設計大賽,通過構建具有不同功能的基因質粒,使細菌具有原先不具有的功能。
杭州的石質文物以碳酸鈣為主,裸露在外的部分容易遭到酸雨腐蝕,藏在洞里的則會因為人多參觀產生的二氧化碳,加上水,生成可溶性的碳酸氫鈣,因此表面會溶解,雕像、壁畫等都會越來越模糊。
同學們在整理文物資料中意外發現,飛來峰上的雙塔,花紋很清晰,原因就是其表面形成了天然的草酸鈣,較難溶解,所以保存較好。
杭十四中的這10位同學把能產生草酸的基因,轉錄到大腸桿菌中,與含鈣的石質文物表面發生反應,生成草酸鈣,形成一層保護膜,這樣石質文物就得到了保護。
湯老師是教化學的,從教20多年,在學校帶學生做過大大小小非常多的課題。 “同學們都感興趣,課題深入了之后,就會發現,其實真的蠻有趣的。”湯老師說,很多時候,學生的興趣點不同,所以課題就會涉及各行各業,方方面面。
“參加國際應用型大賽,非常有好處,特別是對于國際班以后要出國的高中生來說,更是如此。”湯老師表示,在比賽過程中,學生慢慢了解自己今后的發展方向和專業發展前景,彼此合作增進了團隊精神。同時,非常好的鍛煉了英語交流能力和跟對手的溝通能力。
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