活动案例：走进世界最大胡杨林聆听胡杨动听的言语

难点：对实验数据进行分析、处理、解读，解释其与抗旱原理的关系；构建“政府—林草局、塔河管理局—居民绿色生态网”，呵护巴州“活化石”。

创新点：首次制成胡杨“语言字典”；将科学成果艺术化、物化，创编舞蹈《忆胡杨》及制作胡杨树物理模型，以艺术和科学的形式传播胡杨的抗旱特征及机理。

活动内容

实践活动主要分为3部分：活动启动、“解密胡杨言语”系列探究活动和交流分享。本文主要介绍“解密胡杨言语”系列探究活动部分的内容。

探究活动之胡杨“曼妙身姿”的语言

活动导入

“据咱们城市40千米处，有世界最大的流动沙漠——塔克拉玛干沙漠，沙漠中真的是寸草不生么？有没有生物存在呢？”（谜底：存在沙漠生态系统。）“那么有哪些沙漠植物和动物呢？”（谜底：胡杨、骆驼刺、猪毛菜、梭梭、柽柳、野骆驼、塔里木兔、沙狐、白尾地鸦、沙蜥蜴等。）“沙漠中最高大的植物是什么？”（谜底：胡杨。）教师：“胡杨这位‘楼兰美女’是以怎样的身姿扎根于世界最大的流动沙漠之中，她与普通的杨树有什么区别呢？我们可以从哪些方面比较二者的不同之处呢？”

活动内容

胡杨林：现场采样、观察，测定表皮、树高、胸径、冠幅、根长、根密度、根压等。

数码互动实验室：解剖观察茎表皮组织、根部细胞内部结构，测定根细胞液浓度等。通过对比白杨树的根部与胡杨表皮的结构，理解抗旱性能。

胡杨林

探究活动之胡杨“精美服饰”的语言

活动导入

“大家都知道11月塔河流域的金秋胡杨最美，每年吸引了成千上万的游客前来观赏。但是，同学们你们知道这美丽胡杨服饰会经历几次变装吗？”“胡杨的‘童装和成人服饰’有区别吗？为什么会有这些不同的服饰呢？”“这位‘楼兰美女’如何使用‘精美服饰’与‘沙漠狂魔’展开斗争？”

活动内容

胡杨林：现场采样，观察叶形，测量叶长宽、叶面积，观察叶片切面等。

数码互动实验室、生物技术实验室：测定叶片厚度、持水率、叶绿素含量等，观察剖面细胞。

生物技术实实验室：通过对比白杨树的叶片与胡杨叶片的形态及结构，理解抗旱性能。

探究活动之胡杨“巧妙行为”的语言

活动导入

“胡杨这位‘楼兰美女’除了通过形态特征适应和抗击干旱，其行为上主要通过哪些方面进行调节呢？”问题1：“大家尝过胡杨叶片吗？通常会感觉很苦很咸？为什么？”（在干旱条件下，植物会促使细胞内溶质积累，从而保证细胞不失水，这种调节方式是植物的渗透调节。）问题2：“在学习光合作用时，大家知道中午会出现光合午休现象，这是为什么呢？那么位于干旱区的胡杨它又如何调整蒸腾作用和光合作用维持自身的生长和生存呢？”（中午温度过高蒸腾作用过强，水分散失，故而气孔关闭，光合作用降低，所以植物通过气孔调节蒸腾速率、呼吸速率、光合作用速率，从而使得一天中可蒸腾水量一定时全天水分的利用率最高。）问题3：“气孔关闭会对植物产生什么影响呢？”（气孔关闭之后，植物与外界进行CO2交换受阻，积累大量的活性氧，导致细胞受损，所以此时细胞会通过酶促系统或非酶促系统清除自由基，这就是植物的抗氧化性调节，故而通过测定相关酶的活性可以间接评估其抗旱性能的大小。所以，植物抗旱行为主要包括渗透调节、抗氧化性调节及光合作用的调节。）

活动内容

胡杨林：现场采样，并以合适的方式储存；测定胡杨的光合速率、呼吸速率、蒸腾速率等。

生物技术实验室：测定细胞积累物可溶性糖、脯氨酸等，测定抗氧化酶SOD、POD酶活性。通过对比白杨树的叶片与胡杨叶片的“行为”特征，理解胡杨的抗旱性能。

实践活动图

探究活动之胡杨与“小邻居”的交流

活动导入

“万里无垠浩瀚的沙漠中屹立着坚毅而美丽的‘楼兰美女’——胡杨，那么她会不会很孤独，会有好朋友么？”（其实胡杨和她的小邻居有着无比亲密的互助关系，胡杨的光合产物以根系分泌物和植物残体的形式释放到土壤，使得小邻居——微生物得到营养而生存和繁殖，而这些根际微生物则可以通过以下3种方式报答胡杨姐姐。第一，供给植物营养，通过氮素同化和固定，以及溶解有机和无机磷酸盐供给；第二，减少或预防病虫害，某些根系微生物可以产生抗生素以保护胡杨抑制有害病原体；第三，产生特殊物质，如分泌甜菜碱、多糖等物质调节根系渗透压微环境，产生植物激素和一氧化氮气体信号分子等促进植物根系发育，激活植物耐旱相关基因的表达。）

活动内容

胡杨林：采集土壤样本。

微生物实验室：根系微生物数量测定，培养分离单菌落，耐旱细菌的筛选。

生物技术实实验室：通过实验数据理解“小邻居”对胡杨树的抗旱性能的帮助。

探究活动之胡杨的居所

活动导入

“我们知道，在最初的阶段地球上原本并没有氧气，随着自养生物的出现，大气中出现了氧气，随之出现了好氧生物和缤纷多彩的生物界，那么沙漠胡杨生存的环境究竟是怎样的？胡杨定居之后，她对环境的改造又如何呢？”

活动内容

胡杨林：采集根际土壤样本，测定土壤的温度、含水率、电导率、pH值等。

生物技术实验室：测定土壤中的有机质、N、P、K的含量等。通过实验数据了解胡杨对生存环境的改善作用，理解胡杨的生态价值。

创编舞蹈《忆胡杨》

原文刊载于《中国科技教育》2021年第11期科教展台栏目，作者：吴娜（新疆兵团第二师华山中学）。本文略有删减，中国青少年科技辅导员协会会员可点击“阅读原文”登录杂志官网免费浏览全文。

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