葉子在生活中隨處可見,別看葉子平平無奇,其實(shí)每一片葉子里都隱藏著大自然的奧秘。大自然中每一種植物的葉子都不一樣,葉子的形狀由什么來決定?顏色的變化有什么奧秘?葉子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些……為了解答這些問題,梧州市蒼梧縣石橋中學(xué)科技興趣小組決定開展一次“小葉子,大世界”實(shí)踐探究活動(dòng)。
葉子知識(shí)我來學(xué)
想要了解植物的葉子,首先要認(rèn)識(shí)葉子。為此生物老師黃清清老師給科技興趣小組的同學(xué)們準(zhǔn)備了《認(rèn)識(shí)葉的知識(shí)》主題課。通過學(xué)習(xí),小組成員們知道了地球上的植物種類約有50萬種,每一種植物都有它特定的形態(tài)和色彩。植物葉片常見的形態(tài)有披針形、倒披針形、卵形、倒卵形、矩圓形、橢圓形、心形、三角形、帶形、針形等。葉片的邊緣叫葉緣,其獨(dú)特特征可用于鑒定植物種類,常見的葉緣類型有全緣、齒狀、波狀、皺縮狀等,生物老師還給小組成員講解了葉子的微觀結(jié)構(gòu),如葉片可分為上表皮和下表皮、葉肉、葉脈等部分,葉肉是進(jìn)行光合作用的主要結(jié)構(gòu),葉脈用于運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì),葉表皮上分布有許多氣孔,水分就是從氣孔中出去的。最后,老師還給大家講授了采摘葉子和壓制植物葉子標(biāo)本的方法,并介紹了葉子標(biāo)本、葉脈標(biāo)本和葉貼畫的制作過程。
葉子知識(shí)我調(diào)查
我們的校園和校園周邊環(huán)境里生長了哪些植物呢?這些植物的葉子形態(tài)和結(jié)構(gòu)又有怎樣的特點(diǎn)呢?要想解決這些問題,就要親自去調(diào)查。因此小組成員們的第二階段實(shí)踐活動(dòng)就是采集葉子標(biāo)本。小組成員花了20多天的時(shí)間,利用課余時(shí)間在學(xué)校、學(xué)校附近小區(qū)、龍巖山公園等地采集葉子標(biāo)本。在龍巖山公園,同學(xué)們采集到各種各樣的葉子標(biāo)本100余種,這些葉子形狀各異:有心形的紫荊花、針形的松葉、披針形的腎蕨葉、倒心形的酢漿草葉、倒卵形的九里香葉、掌形的楓葉、條形的柳葉等。大家把采集到的標(biāo)本分類整理好后夾進(jìn)吸水紙,采集結(jié)束后統(tǒng)一帶回學(xué)校壓制。
發(fā)現(xiàn)問題我探究
回到學(xué)校后,小組成員們整理了在采集標(biāo)本時(shí)新產(chǎn)生的問題:不同植物葉子的形狀為什么不一樣?葉子顏色變化的原因是什么?大氣濕度與葉子形狀有什么關(guān)系?為了解決這些問題,有的小組成員通過上網(wǎng)搜索獲取答案,有的小組成員走進(jìn)圖書館,查找與植物知識(shí)相關(guān)的書籍,從中尋找原因。
在匯報(bào)學(xué)習(xí)成果時(shí),有的小組分享了葉子形狀各不相同的原因。首先是因?yàn)楦鞣N植物的遺傳性狀有差別,針狀葉的松樹當(dāng)然不能長出扇形的銀杏葉呀!另外,植物生長環(huán)境的不同也決定了它們的形狀,如干旱地方的植物葉子多為蠟質(zhì),葉型比較小,最典型的例子是沙漠植物仙人掌,它的葉子退化成刺是為了減少體內(nèi)水分的蒸發(fā);熱帶雨林植物的葉子比較闊大,目的是散發(fā)熱量,避免因高溫而灼傷自己。由于環(huán)境的影響,同種植物的葉形也有所不同,比如車前草的葉形就有卵形、寬卵形、橢圓狀披針形成卵狀披針形。
有的小組分享了葉子變色的原因,認(rèn)為這與它內(nèi)部蘊(yùn)含的天然色素,如葉綠素、類胡蘿卜素、花青素等有關(guān),同時(shí)也是外部氣溫、溫差、光照等因素綜合作用的結(jié)果。如春夏時(shí)節(jié),葉子中的葉綠素合成量大于分解量,葉子就會(huì)呈現(xiàn)綠色;當(dāng)秋天來臨,氣溫下降,葉子中的葉綠素合成量不及分解量,而葉綠素的含量下降后,其他化學(xué)色素就顯現(xiàn)出來,如果類胡蘿卜素(葉黃素、胡蘿卜素等)所占比例高,葉子就顯現(xiàn)出黃色或橙色。
有的小組分享了植物之所以能夠提高大氣濕度的原因,是因?yàn)榫G色植物蒸騰作用向空氣中散發(fā)水分。蒸騰作用主要是通過葉片進(jìn)行的,葉片表皮上分布著許多氣孔,氣孔是蒸騰作用的“門戶”,也是氣體交換的“窗口”,由氣孔散發(fā)的水分越多,大氣的濕度就越高。
最后,輔導(dǎo)老師帶領(lǐng)部分小組成員走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,將新鮮葉子制作成葉片的臨時(shí)切片,再用顯微鏡觀察葉片的微觀結(jié)構(gòu)。同學(xué)們?cè)陲@微鏡下觀察了迎春花葉橫切(永久切片)結(jié)構(gòu)圖和三角梅葉橫切(徒手切片)結(jié)構(gòu)圖,看,三角梅葉片上清晰可見由一對(duì)半月形的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成的氣孔。
制作并展示成果
為了更好地保存采集到的植物葉子標(biāo)本,也為了讓更多人得以更好地觀察、研究葉子,小組成員們決定制作植物標(biāo)本,葉脈書簽和創(chuàng)意植物手工作品,并在校園里展示。三位輔導(dǎo)老師把小組成員分成三組,每一組負(fù)責(zé)一項(xiàng)成果制作。
通過這次活動(dòng),同學(xué)們不但學(xué)到了關(guān)于葉子的科學(xué)知識(shí),還培養(yǎng)了觀察能力、探究能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,更重要的是活動(dòng)激發(fā)了大家對(duì)植物學(xué)的興趣,增強(qiáng)了同學(xué)們對(duì)大自然的熱愛之情和對(duì)植物的保護(hù)意識(shí)。
葉子雖小,卻蘊(yùn)含著大自然的智慧。讓我們一起用科學(xué)的眼光去發(fā)現(xiàn)、去探索、去創(chuàng)造,讓這個(gè)夏天因?yàn)榭茖W(xué)而更加精彩!
(本項(xiàng)目獲得第36屆廣西青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀科技實(shí)踐活動(dòng)二等獎(jiǎng),本文作者系項(xiàng)目指導(dǎo)老師)
第一組成員負(fù)責(zé)制作植物標(biāo)本。第一步是壓制標(biāo)本,要保證標(biāo)本在壓制的過程中不會(huì)變形;當(dāng)標(biāo)本的干燥程度達(dá)到七八成,就可以進(jìn)行第二步:對(duì)標(biāo)本進(jìn)行分類;第三步,將植物標(biāo)本擺放在白紙上,并附上植物的詳細(xì)信息;最后把標(biāo)本裝進(jìn)過塑膜,用過塑機(jī)給壓制好的標(biāo)本壓膜塑封。
第二組成員負(fù)責(zé)制作葉脈書簽,成員們用的是葉脈粗壯、脈絡(luò)清晰的玉蘭葉和茶樹葉進(jìn)行制作。第一步,將配好的堿液煮沸,然后放入洗凈的葉子;第二步,將煮過的葉子放在平面上,用牙刷輕輕地將葉肉全部去掉,保留葉脈;第三步,用漂白水漂白葉脈,接著用清水沖干凈;第四步,給葉脈上色并晾干;最后把晾干的葉脈裝進(jìn)過塑膜,用過塑機(jī)壓膜塑封。
第三組成員負(fù)責(zé)制作創(chuàng)意植物手工。成員們用各種顏色的卡紙作為背景,用剪刀把葉片剪出各種形狀,再用膠水、雙面膠、熱熔膠等材料把葉片貼在卡紙上,然后用筆把畫面補(bǔ)充完整。
葉子知識(shí)我來學(xué)
想要了解植物的葉子,首先要認(rèn)識(shí)葉子。為此生物老師黃清清老師給科技興趣小組的同學(xué)們準(zhǔn)備了《認(rèn)識(shí)葉的知識(shí)》主題課。通過學(xué)習(xí),小組成員們知道了地球上的植物種類約有50萬種,每一種植物都有它特定的形態(tài)和色彩。植物葉片常見的形態(tài)有披針形、倒披針形、卵形、倒卵形、矩圓形、橢圓形、心形、三角形、帶形、針形等。葉片的邊緣叫葉緣,其獨(dú)特特征可用于鑒定植物種類,常見的葉緣類型有全緣、齒狀、波狀、皺縮狀等,生物老師還給小組成員講解了葉子的微觀結(jié)構(gòu),如葉片可分為上表皮和下表皮、葉肉、葉脈等部分,葉肉是進(jìn)行光合作用的主要結(jié)構(gòu),葉脈用于運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì),葉表皮上分布有許多氣孔,水分就是從氣孔中出去的。最后,老師還給大家講授了采摘葉子和壓制植物葉子標(biāo)本的方法,并介紹了葉子標(biāo)本、葉脈標(biāo)本和葉貼畫的制作過程。