2015年暑假期間,全國青少年高??茖W營首屆西部試點營開營。營員們在美麗的云南品嘗科學的盛宴,感受不一樣的夏天。營員們探究天文、地球、生命3個學科領域的科技前沿理論并體驗最新科技成果;走進5所中國科學院科研機構和2所高等院校;開展專題科研探索、與科學家面對面、了解前沿科技成果、參觀科普基地、賞析科普影片、參觀國家重大科學裝置;參與種子科學探究,極小種群野生植物保護、動物解剖、自然筆記,太陽黑子描繪等探究性科學教育實踐活動。在6天的科學營期間,營員們與草木共舞、與生靈交友、與星空對話、與科學為友、與夢想齊飛。
活動簡介
“探秘種子世界”活動在中國西南野生生物種質資源庫(以下簡稱種質庫)進行。種質庫作為國家大科學裝置之一,其中一項重大的任務就是收集和保存野生植物種子,根據計劃,2005 2020年需要保存10000種77000份野生植物種子。據《中國植物志》記載,中國的植物物種有36 000多種,其中種子植物3萬余種。作為植物物種繁衍的載體,種子形態各異,千奇百怪,在植物物種多樣性中起到承上啟下的作用;另外,我們日常生活中的衣、食、住、行也與植物及種子有著千絲萬縷的聯系。
本活動包括3部分,一是通過宣傳展板和實驗室的參觀講解,讓營員們了解種質庫的建設過程,種子的保存原理和過程,以及現在正在進行的種子開發和利用;二是參觀種子博物館,與種子實物零距離接觸,了解種子的形態結構、散布方式和種子在實際生活中的運用;三是指導營員自己動手清理、觀察、解剖并描述一些常見植物種子,從而加深對種子的認識。
這項活動通過相關知識的講解和實際動手操作,讓營員們體會到大自然饋贈的植物種子的神奇,讓大家知道種子對人類及地球生物多樣性的重要性,通過學習,大家可以領略到除了農作物之外“千籽百態”的野生種子世界。
活動實施方案
實驗室參觀講解
負責人向營員介紹由種子x光圖像組成的種子照片,讓營員了解種子的內部結構、一果多實現象及種子的空癟、蟲蛀現象。通過觀察種子的內部結構,營員可充分認識種子的組成部分、胚和胚乳的位置、種皮的厚度,為之后的實驗環節離體胚的剝離作理論知識準備。之后進入常規實驗室,負責人向營員介紹種子管理的流程,詳細講解各流程的目的及操作方法。
◇種子的接收登記工作接收登記的對象包括種子、標本、DNA、采集數據表、圖像5個單元。負責人講解各采集單元的必要性,介紹植物標本的壓制方法。
◇萌發實驗操作負責人向營員講解萌發小苗的培養基質、培養條件的設置、常規打破休眠的方法,營員通過體視鏡觀察萌發小苗和剪切未萌發種子。
◇參觀顯微體視鏡拍照室通過一幅幅精致的照片,讓營員認識種子種臍的位置、外部紋飾、附屬物等精妙細微的外部結構。
◇參觀x光拍照室展示x光照片及拍照的注意事項,通過不同劑量的x光及曝光時間呈現出種子清晰的內部世界,使營員們認識胚、胚乳、種皮在種子中的大小及位置。
◇參觀清理室
因之后的實驗操作環節在清理室進行,故負責人詳細講解常用種子清理的方法,種子分離機利用重力分離空癟及飽滿種子的原理,天平稱重計算種子千粒重的方法,以及體視鏡剪切種子的操作方法。
參觀完成后給出一定時間讓營員自由提問及討論,加深對理論知識的理解。
實驗操作
營員參與的實驗環節有種子清理、種子計數、種子形態觀察及離體胚的剝離。
實驗材料:櫻桃或其他云南時令水果。
實驗器材:體視鏡、天平、臺式老虎鉗、解剖刀、鑷子、不同孔徑的篩網、底盤、橡皮塞、稱量種子的容器、鉛筆及橡皮擦、種子計數表。
◇種子清理讓營員品嘗櫻桃并將果核吐出集中收集在底盤里,同時思考吃掉的是果實的哪個部分,講解櫻桃的果實由哪些部分組成。然后讓營員選擇合適孔徑的篩網在流水下用橡皮塞揉搓沖洗,將果核表面殘留果肉洗凈,晾干備用。
◇種子形態觀察及離體胚的剝離在體視鏡下觀察果核表面的紋飾及果疤所在的位置,對果核的形狀及顏色進行描述并做相應的記錄。用解剖刀和鑷子將種子剝出,如果核較硬可用臺式老虎鉗將核夾出縫隙再剝離,注意不要傷到內部的種子及夾到自己的手。將剝離的種子在體視鏡下觀察,描述種子的顏色、形狀、紋飾,種臍的顏色、形狀、位置,種皮的質地等內容并做相應的記錄。將櫻桃種子的種皮去掉剝離出胚,觀察胚的結構、顏色、質地,子葉和胚根的形狀,有無胚芽等形態特征并做相應的記錄。
◇種子計數利用已準備好的種子講解種子計數的方法。隨機取5個樣本,每個樣本50粒,分別稱其重量,并稱量剩余種子重量,將測量結果填寫在種子計數表上,通過稱量的數據利用公式計算出種子的千粒重和種子的數量,比較各個組計算結果的準確性。利用公式計算種子數量種子數量一(種子總重量÷平均樣本重量)×50×每個果實種子數×飽滿率。
大廳展板講解
負責人按照內容順序講解中國植物物種的多樣性和云南“植物王國”稱號的由來、種質庫建設項目的建設歷史、種子采集的要求、種子保存的工作流程、種子干燥低溫保存的原理、種子采集合作單位、已采集和保存的重要物種、種質資源的研究方向和內容等。
參觀種子博物館
按照展館的布展和知識順序介紹種子或果實的多樣性、生物多樣性的概念、云南生態系統模型、世界上的三大種子庫、種子的傳播和散布、布展種子和果實的故事、種子和果實的定義、藥用種子、種子與人類的關系、種子藝術和上海世博會英國館“種子圣殿”的故事。
活動總結
營員們學有所得,達到了活動目的,保證了每位學員都能聽得到,聽得懂。在實際操作過程中營員們真正認識了一些常見農作物的果實和種子的結構,對植物多樣性及保護有了一定的認識。激發了營員對植物的興趣,讓營員們產生了保護身邊植物及植物多樣性的意識。
“奮戰在科研一線的同志們用科學的技術手段,在保護珍稀植物的同時也在探索合理利用植物藥用價值的方法,力求做到人與自然互利共贏。大自然與人類是同呼吸共命運的,我們應與大自然和諧共處,盡我們的綿薄之力,讓悲劇不再發生……
漫長而短暫的6天里,收獲最多的是友誼,了解最多的是科學知識,感悟最深的是人與自然的關系,更重要的是樹立起了保護自然的目標。‘路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索,對于自然我們不能盲目索取,而應該用科學的眼光認識它、感悟它,與自然和諧相處,是我們的必由之路!”
廣西梧州高級中學孔淳漳