叶子在生活中随处可见,别看叶子平平无奇,其实每一片叶子里都隐藏着大自然的奥秘。大自然中每一种植物的叶子都不一样,叶子的形状由什么来决定?颜色的变化有什么奥秘?叶子的结构特点有哪些……为了解答这些问题,梧州市苍梧县石桥中学科技兴趣小组决定开展一次“小叶子,大世界”实践探究活动。
叶子知识我来学
想要了解植物的叶子,首先要认识叶子。为此生物老师黄清清老师给科技兴趣小组的同学们准备了《认识叶的知识》主题课。通过学习,小组成员们知道了地球上的植物种类约有50万种,每一种植物都有它特定的形态和色彩。植物叶片常见的形态有披针形、倒披针形、卵形、倒卵形、矩圆形、椭圆形、心形、三角形、带形、针形等。叶片的边缘叫叶缘,其独特特征可用于鉴定植物种类,常见的叶缘类型有全缘、齿状、波状、皱缩状等,生物老师还给小组成员讲解了叶子的微观结构,如叶片可分为上表皮和下表皮、叶肉、叶脉等部分,叶肉是进行光合作用的主要结构,叶脉用于运输营养物质,叶表皮上分布有许多气孔,水分就是从气孔中出去的。最后,老师还给大家讲授了采摘叶子和压制植物叶子标本的方法,并介绍了叶子标本、叶脉标本和叶贴画的制作过程。
叶子知识我调查
我们的校园和校园周边环境里生长了哪些植物呢?这些植物的叶子形态和结构又有怎样的特点呢?要想解决这些问题,就要亲自去调查。因此小组成员们的第二阶段实践活动就是采集叶子标本。小组成员花了20多天的时间,利用课余时间在学校、学校附近小区、龙岩山公园等地采集叶子标本。在龙岩山公园,同学们采集到各种各样的叶子标本100余种,这些叶子形状各异:有心形的紫荆花、针形的松叶、披针形的肾蕨叶、倒心形的酢浆草叶、倒卵形的九里香叶、掌形的枫叶、条形的柳叶等。大家把采集到的标本分类整理好后夹进吸水纸,采集结束后统一带回学校压制。
发现问题我探究
回到学校后,小组成员们整理了在采集标本时新产生的问题:不同植物叶子的形状为什么不一样?叶子颜色变化的原因是什么?大气湿度与叶子形状有什么关系?为了解决这些问题,有的小组成员通过上网搜索获取答案,有的小组成员走进图书馆,查找与植物知识相关的书籍,从中寻找原因。
在汇报学习成果时,有的小组分享了叶子形状各不相同的原因。首先是因为各种植物的遗传性状有差别,针状叶的松树当然不能长出扇形的银杏叶呀!另外,植物生长环境的不同也决定了它们的形状,如干旱地方的植物叶子多为蜡质,叶型比较小,最典型的例子是沙漠植物仙人掌,它的叶子退化成刺是为了减少体内水分的蒸发;热带雨林植物的叶子比较阔大,目的是散发热量,避免因高温而灼伤自己。由于环境的影响,同种植物的叶形也有所不同,比如车前草的叶形就有卵形、宽卵形、椭圆状披针形成卵状披针形。
有的小组分享了叶子变色的原因,认为这与它内部蕴含的天然色素,如叶绿素、类胡萝卜素、花青素等有关,同时也是外部气温、温差、光照等因素综合作用的结果。如春夏时节,叶子中的叶绿素合成量大于分解量,叶子就会呈现绿色;当秋天来临,气温下降,叶子中的叶绿素合成量不及分解量,而叶绿素的含量下降后,其他化学色素就显现出来,如果类胡萝卜素(叶黄素、胡萝卜素等)所占比例高,叶子就显现出黄色或橙色。
有的小组分享了植物之所以能够提高大气湿度的原因,是因为绿色植物蒸腾作用向空气中散发水分。蒸腾作用主要是通过叶片进行的,叶片表皮上分布着许多气孔,气孔是蒸腾作用的“门户”,也是气体交换的“窗口”,由气孔散发的水分越多,大气的湿度就越高。
最后,辅导老师带领部分小组成员走进实验室,将新鲜叶子制作成叶片的临时切片,再用显微镜观察叶片的微观结构。同学们在显微镜下观察了迎春花叶横切(永久切片)结构图和三角梅叶横切(徒手切片)结构图,看,三角梅叶片上清晰可见由一对半月形的保卫细胞构成的气孔。
制作并展示成果
为了更好地保存采集到的植物叶子标本,也为了让更多人得以更好地观察、研究叶子,小组成员们决定制作植物标本,叶脉书签和创意植物手工作品,并在校园里展示。三位辅导老师把小组成员分成三组,每一组负责一项成果制作。
通过这次活动,同学们不但学到了关于叶子的科学知识,还培养了观察能力、探究能力和实践动手能力,更重要的是活动激发了大家对植物学的兴趣,增强了同学们对大自然的热爱之情和对植物的保护意识。
叶子虽小,却蕴含着大自然的智慧。让我们一起用科学的眼光去发现、去探索、去创造,让这个夏天因为科学而更加精彩!
(本项目获得第36届广西青少年科技创新大赛优秀科技实践活动二等奖,本文作者系项目指导老师)
第一组成员负责制作植物标本。第一步是压制标本,要保证标本在压制的过程中不会变形;当标本的干燥程度达到七八成,就可以进行第二步:对标本进行分类;第三步,将植物标本摆放在白纸上,并附上植物的详细信息;最后把标本装进过塑膜,用过塑机给压制好的标本压膜塑封。
第二组成员负责制作叶脉书签,成员们用的是叶脉粗壮、脉络清晰的玉兰叶和茶树叶进行制作。第一步,将配好的碱液煮沸,然后放入洗净的叶子;第二步,将煮过的叶子放在平面上,用牙刷轻轻地将叶肉全部去掉,保留叶脉;第三步,用漂白水漂白叶脉,接着用清水冲干净;第四步,给叶脉上色并晾干;最后把晾干的叶脉装进过塑膜,用过塑机压膜塑封。
第三组成员负责制作创意植物手工。成员们用各种颜色的卡纸作为背景,用剪刀把叶片剪出各种形状,再用胶水、双面胶、热熔胶等材料把叶片贴在卡纸上,然后用笔把画面补充完整。
叶子知识我来学
想要了解植物的叶子,首先要认识叶子。为此生物老师黄清清老师给科技兴趣小组的同学们准备了《认识叶的知识》主题课。通过学习,小组成员们知道了地球上的植物种类约有50万种,每一种植物都有它特定的形态和色彩。植物叶片常见的形态有披针形、倒披针形、卵形、倒卵形、矩圆形、椭圆形、心形、三角形、带形、针形等。叶片的边缘叫叶缘,其独特特征可用于鉴定植物种类,常见的叶缘类型有全缘、齿状、波状、皱缩状等,生物老师还给小组成员讲解了叶子的微观结构,如叶片可分为上表皮和下表皮、叶肉、叶脉等部分,叶肉是进行光合作用的主要结构,叶脉用于运输营养物质,叶表皮上分布有许多气孔,水分就是从气孔中出去的。最后,老师还给大家讲授了采摘叶子和压制植物叶子标本的方法,并介绍了叶子标本、叶脉标本和叶贴画的制作过程。