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2015年暑假期间,全国青少年高校科学营首届西部试点营开营。营员们在美丽的云南品尝科学的盛宴,感受不一样的夏天。营员们探究天文、地球、生命3个学科领域的科技前沿理论并体验最新科技成果;走进5所中国科学院科研机构和2所高等院校;开展专题科研探索、与科学家面对面、了解前沿科技成果、参观科普基地、赏析科普影片、参观国家重大科学装置;参与种子科学探究,极小种群野生植物保护、动物解剖、自然笔记,太阳黑子描绘等探究性科学教育实践活动。在6天的科学营期间,营员们与草木共舞、与生灵交友、与星空对话、与科学为友、与梦想齐飞。
活动简介
“探秘种子世界”活动在中国西南野生生物种质资源库(以下简称种质库)进行。种质库作为国家大科学装置之一,其中一项重大的任务就是收集和保存野生植物种子,根据计划,2005 2020年需要保存10000种77000份野生植物种子。据《中国植物志》记载,中国的植物物种有36 000多种,其中种子植物3万余种。作为植物物种繁衍的载体,种子形态各异,千奇百怪,在植物物种多样性中起到承上启下的作用;另外,我们日常生活中的衣、食、住、行也与植物及种子有着千丝万缕的联系。
本活动包括3部分,一是通过宣传展板和实验室的参观讲解,让营员们了解种质库的建设过程,种子的保存原理和过程,以及现在正在进行的种子开发和利用;二是参观种子博物馆,与种子实物零距离接触,了解种子的形态结构、散布方式和种子在实际生活中的运用;三是指导营员自己动手清理、观察、解剖并描述一些常见植物种子,从而加深对种子的认识。
这项活动通过相关知识的讲解和实际动手操作,让营员们体会到大自然馈赠的植物种子的神奇,让大家知道种子对人类及地球生物多样性的重要性,通过学习,大家可以领略到除了农作物之外“千籽百态”的野生种子世界。
活动实施方案
实验室参观讲解
负责人向营员介绍由种子x光图像组成的种子照片,让营员了解种子的内部结构、一果多实现象及种子的空瘪、虫蛀现象。通过观察种子的内部结构,营员可充分认识种子的组成部分、胚和胚乳的位置、种皮的厚度,为之后的实验环节离体胚的剥离作理论知识准备。之后进入常规实验室,负责人向营员介绍种子管理的流程,详细讲解各流程的目的及操作方法。
◇种子的接收登记工作接收登记的对象包括种子、标本、DNA、采集数据表、图像5个单元。负责人讲解各采集单元的必要性,介绍植物标本的压制方法。
◇萌发实验操作负责人向营员讲解萌发小苗的培养基质、培养条件的设置、常规打破休眠的方法,营员通过体视镜观察萌发小苗和剪切未萌发种子。
◇参观显微体视镜拍照室通过一幅幅精致的照片,让营员认识种子种脐的位置、外部纹饰、附属物等精妙细微的外部结构。
◇参观x光拍照室展示x光照片及拍照的注意事项,通过不同剂量的x光及曝光时间呈现出种子清晰的内部世界,使营员们认识胚、胚乳、种皮在种子中的大小及位置。
◇参观清理室
因之后的实验操作环节在清理室进行,故负责人详细讲解常用种子清理的方法,种子分离机利用重力分离空瘪及饱满种子的原理,天平称重计算种子千粒重的方法,以及体视镜剪切种子的操作方法。
参观完成后给出一定时间让营员自由提问及讨论,加深对理论知识的理解。
实验操作
营员参与的实验环节有种子清理、种子计数、种子形态观察及离体胚的剥离。
实验材料:樱桃或其他云南时令水果。
实验器材:体视镜、天平、台式老虎钳、解剖刀、镊子、不同孔径的筛网、底盘、橡皮塞、称量种子的容器、铅笔及橡皮擦、种子计数表。
◇种子清理让营员品尝樱桃并将果核吐出集中收集在底盘里,同时思考吃掉的是果实的哪个部分,讲解樱桃的果实由哪些部分组成。然后让营员选择合适孔径的筛网在流水下用橡皮塞揉搓冲洗,将果核表面残留果肉洗净,晾干备用。
◇种子形态观察及离体胚的剥离在体视镜下观察果核表面的纹饰及果疤所在的位置,对果核的形状及颜色进行描述并做相应的记录。用解剖刀和镊子将种子剥出,如果核较硬可用台式老虎钳将核夹出缝隙再剥离,注意不要伤到内部的种子及夹到自己的手。将剥离的种子在体视镜下观察,描述种子的颜色、形状、纹饰,种脐的颜色、形状、位置,种皮的质地等内容并做相应的记录。将樱桃种子的种皮去掉剥离出胚,观察胚的结构、颜色、质地,子叶和胚根的形状,有无胚芽等形态特征并做相应的记录。
◇种子计数利用已准备好的种子讲解种子计数的方法。随机取5个样本,每个样本50粒,分别称其重量,并称量剩余种子重量,将测量结果填写在种子计数表上,通过称量的数据利用公式计算出种子的千粒重和种子的数量,比较各个组计算结果的准确性。利用公式计算种子数量种子数量一(种子总重量÷平均样本重量)×50×每个果实种子数×饱满率。
大厅展板讲解
负责人按照内容顺序讲解中国植物物种的多样性和云南“植物王国”称号的由来、种质库建设项目的建设历史、种子采集的要求、种子保存的工作流程、种子干燥低温保存的原理、种子采集合作单位、已采集和保存的重要物种、种质资源的研究方向和内容等。
参观种子博物馆
按照展馆的布展和知识顺序介绍种子或果实的多样性、生物多样性的概念、云南生态系统模型、世界上的三大种子库、种子的传播和散布、布展种子和果实的故事、种子和果实的定义、药用种子、种子与人类的关系、种子艺术和上海世博会英国馆“种子圣殿”的故事。
活动总结
营员们学有所得,达到了活动目的,保证了每位学员都能听得到,听得懂。在实际操作过程中营员们真正认识了一些常见农作物的果实和种子的结构,对植物多样性及保护有了一定的认识。激发了营员对植物的兴趣,让营员们产生了保护身边植物及植物多样性的意识。
“奋战在科研一线的同志们用科学的技术手段,在保护珍稀植物的同时也在探索合理利用植物药用价值的方法,力求做到人与自然互利共赢。大自然与人类是同呼吸共命运的,我们应与大自然和谐共处,尽我们的绵薄之力,让悲剧不再发生……
漫长而短暂的6天里,收获最多的是友谊,了解最多的是科学知识,感悟最深的是人与自然的关系,更重要的是树立起了保护自然的目标。‘路漫漫其修远兮,吾将上下而求索’,对于自然我们不能盲目索取,而应该用科学的眼光认识它、感悟它,与自然和谐相处,是我们的必由之路!”
广西梧州高级中学孔淳漳
活动简介
“探秘种子世界”活动在中国西南野生生物种质资源库(以下简称种质库)进行。种质库作为国家大科学装置之一,其中一项重大的任务就是收集和保存野生植物种子,根据计划,2005 2020年需要保存10000种77000份野生植物种子。据《中国植物志》记载,中国的植物物种有36 000多种,其中种子植物3万余种。作为植物物种繁衍的载体,种子形态各异,千奇百怪,在植物物种多样性中起到承上启下的作用;另外,我们日常生活中的衣、食、住、行也与植物及种子有着千丝万缕的联系。
本活动包括3部分,一是通过宣传展板和实验室的参观讲解,让营员们了解种质库的建设过程,种子的保存原理和过程,以及现在正在进行的种子开发和利用;二是参观种子博物馆,与种子实物零距离接触,了解种子的形态结构、散布方式和种子在实际生活中的运用;三是指导营员自己动手清理、观察、解剖并描述一些常见植物种子,从而加深对种子的认识。
这项活动通过相关知识的讲解和实际动手操作,让营员们体会到大自然馈赠的植物种子的神奇,让大家知道种子对人类及地球生物多样性的重要性,通过学习,大家可以领略到除了农作物之外“千籽百态”的野生种子世界。
活动实施方案
实验室参观讲解
负责人向营员介绍由种子x光图像组成的种子照片,让营员了解种子的内部结构、一果多实现象及种子的空瘪、虫蛀现象。通过观察种子的内部结构,营员可充分认识种子的组成部分、胚和胚乳的位置、种皮的厚度,为之后的实验环节离体胚的剥离作理论知识准备。之后进入常规实验室,负责人向营员介绍种子管理的流程,详细讲解各流程的目的及操作方法。
◇种子的接收登记工作接收登记的对象包括种子、标本、DNA、采集数据表、图像5个单元。负责人讲解各采集单元的必要性,介绍植物标本的压制方法。
◇萌发实验操作负责人向营员讲解萌发小苗的培养基质、培养条件的设置、常规打破休眠的方法,营员通过体视镜观察萌发小苗和剪切未萌发种子。
◇参观显微体视镜拍照室通过一幅幅精致的照片,让营员认识种子种脐的位置、外部纹饰、附属物等精妙细微的外部结构。
◇参观x光拍照室展示x光照片及拍照的注意事项,通过不同剂量的x光及曝光时间呈现出种子清晰的内部世界,使营员们认识胚、胚乳、种皮在种子中的大小及位置。
◇参观清理室
因之后的实验操作环节在清理室进行,故负责人详细讲解常用种子清理的方法,种子分离机利用重力分离空瘪及饱满种子的原理,天平称重计算种子千粒重的方法,以及体视镜剪切种子的操作方法。
参观完成后给出一定时间让营员自由提问及讨论,加深对理论知识的理解。
实验操作
营员参与的实验环节有种子清理、种子计数、种子形态观察及离体胚的剥离。
实验材料:樱桃或其他云南时令水果。
实验器材:体视镜、天平、台式老虎钳、解剖刀、镊子、不同孔径的筛网、底盘、橡皮塞、称量种子的容器、铅笔及橡皮擦、种子计数表。
◇种子清理让营员品尝樱桃并将果核吐出集中收集在底盘里,同时思考吃掉的是果实的哪个部分,讲解樱桃的果实由哪些部分组成。然后让营员选择合适孔径的筛网在流水下用橡皮塞揉搓冲洗,将果核表面残留果肉洗净,晾干备用。
◇种子形态观察及离体胚的剥离在体视镜下观察果核表面的纹饰及果疤所在的位置,对果核的形状及颜色进行描述并做相应的记录。用解剖刀和镊子将种子剥出,如果核较硬可用台式老虎钳将核夹出缝隙再剥离,注意不要伤到内部的种子及夹到自己的手。将剥离的种子在体视镜下观察,描述种子的颜色、形状、纹饰,种脐的颜色、形状、位置,种皮的质地等内容并做相应的记录。将樱桃种子的种皮去掉剥离出胚,观察胚的结构、颜色、质地,子叶和胚根的形状,有无胚芽等形态特征并做相应的记录。
◇种子计数利用已准备好的种子讲解种子计数的方法。随机取5个样本,每个样本50粒,分别称其重量,并称量剩余种子重量,将测量结果填写在种子计数表上,通过称量的数据利用公式计算出种子的千粒重和种子的数量,比较各个组计算结果的准确性。利用公式计算种子数量种子数量一(种子总重量÷平均样本重量)×50×每个果实种子数×饱满率。
大厅展板讲解
负责人按照内容顺序讲解中国植物物种的多样性和云南“植物王国”称号的由来、种质库建设项目的建设历史、种子采集的要求、种子保存的工作流程、种子干燥低温保存的原理、种子采集合作单位、已采集和保存的重要物种、种质资源的研究方向和内容等。
参观种子博物馆
按照展馆的布展和知识顺序介绍种子或果实的多样性、生物多样性的概念、云南生态系统模型、世界上的三大种子库、种子的传播和散布、布展种子和果实的故事、种子和果实的定义、药用种子、种子与人类的关系、种子艺术和上海世博会英国馆“种子圣殿”的故事。
活动总结
营员们学有所得,达到了活动目的,保证了每位学员都能听得到,听得懂。在实际操作过程中营员们真正认识了一些常见农作物的果实和种子的结构,对植物多样性及保护有了一定的认识。激发了营员对植物的兴趣,让营员们产生了保护身边植物及植物多样性的意识。
“奋战在科研一线的同志们用科学的技术手段,在保护珍稀植物的同时也在探索合理利用植物药用价值的方法,力求做到人与自然互利共赢。大自然与人类是同呼吸共命运的,我们应与大自然和谐共处,尽我们的绵薄之力,让悲剧不再发生……
漫长而短暂的6天里,收获最多的是友谊,了解最多的是科学知识,感悟最深的是人与自然的关系,更重要的是树立起了保护自然的目标。‘路漫漫其修远兮,吾将上下而求索’,对于自然我们不能盲目索取,而应该用科学的眼光认识它、感悟它,与自然和谐相处,是我们的必由之路!”
广西梧州高级中学孔淳漳