高中二年级下学期生物《信息传递运用的实验研究》详案

信息传递运用的实验研究详案同学们好，今天我们学习的内容是信息传递运用的实验研究化学信息传递应用的实验研究苘麻和稗草是典型的水田杂草，它们与水稻竞争水肥和阳光，导致水稻严重减产。目前我们主要的防治方法：是使用化学除草剂。但是化学防治有污染环境、危害人类健康，杂草易产生抗药性的缺点。有没有更好的防治他们的方法呢？通过实践和研究发现：在果园种植白三叶草可以提高土壤肥力,抑制杂草生长,增强生物防治的能力。国外学者Newman研究发现,白三叶草水浸液中存在可以抑制青菜、萝卜和几种牧草生长的化感物质,。像这种，植物通过向环境中释放一些特殊的化学物质而对其它植物产生直接或间接的、有益或有害的作用。这种现象被称为化感作用。植物化感作用普遍存在于自然界,是一种重要的生态机制。其实质是植物向其他生物传递的化学信息。白三叶草的化感物质会不会对苘麻和稗草的生长产生抑制作用呢？有研究人员对此作出探究实验。请问同学们探究性实验的一般步骤有那些呢?我们知道探究性实验的一般步骤是：提出问题、做出假设、设计实验方案、实施实验、对实验结果进行观察和记录，分析实验结果得出结论。提出问题：白三叶草的化感物质对茼麻、稗草种子的萌发和生长有抑制作用吗？？实验假设:根据文献资料分析,我们做出白三叶草的化感物质对茼麻、稗草种子的萌发和生长有抑制作用的实验假设.设计实验方案:实验材料与方法:一/材料选择:我们应该选择白三叶草、苘麻种子、稗草种子为材料.方法与步骤：1/首先需要分别制备白三叶草地上部分和根部水浸液,2然后用浸出液对50粒均一、饱满的苘麻种子、稗草种子进进行浸泡处理，对照组用蒸馏水浸泡处理相同时间后,置于25C生化培养箱黑暗中萌发。3、待到种子发芽后发芽后,连续记录5天杂草种子发芽率,每一处理重复3次。4/在测定完发芽率之后(5天),将杂草种子置于光照培养箱中培养,温度25◦C

,光照时间为16h/d,48h后对各处理种子的呼吸速率、根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(

POD)活性和丙二醛(

MDA)的含量进行测定。SOD和CAT是植物细胞中的保护酶，主要功能是清除自由基、防止膜脂过氧化。丙二醛是脂膜过氧化的最终分解物这些指标能直接或者间接反应种子的萌发情况和生长状况.结果1/2我们首先来分析白三叶草地上部分对杂草种子发芽率的影响.与对照组CK组相比较,添加了白三叶草地上部分浸出液的苘麻种子萌发率显著显著降低,而且随着浓度的增加降低越明显.其对稗草种子的萌发率具由相似的效果.白三叶草根部浸出液对杂草种子发芽率的影：通过对比分析发现,白三叶草根部对苘麻和稗草种子发芽率具有同样的抑制效果。由此结果我们可以得出结论：白三叶草地上部分和根部水浸液都显著地抑制苘麻和稗草种子的萌发，且随着水浸液浓度的升高,抑制作用增强。结果3/4我们再关注白三叶草地上部分对杂草萌发活性和酶活性的影响.首先分析其对苘麻的影响:第一列是浸出液的浓度,从下至上浓度上升,从第二/三列分别表示种子呼吸速率和根系活力.与CK对照组相对比发现,种子呼吸速率和很细活力指标都成下降趋势.第四/五列表示超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)两种保护酶的活性.与对照组CK组相比较分析可以看出这两种保护酶活性的指标也呈下降趋势.第六/七列分别表示过氧化物酶活性以及丙二荃的含量.与CK对照组相对比,这两者的指标却是程上升趋势.正是由于保护酶SOD和CAT酶的活性降低,导致膜脂过氧化,。脂膜过氧化的最终分解物丙二醛含量上升,过氧化物酶活性上升，丙二醛的积累可能对脂膜和细胞造成伤害.水浸液对稗草的这几种指标的影响与前者类似.实验结果：又来分析白三叶草根部对杂草萌发活性和酶活性的影响。仔细观察分析可以发现白三叶草根部浸出液对苘麻和稗草的呼吸速率以及根系活力和酶活性呈现相似的影响趋势.根据实验结果3和4分析表明白三叶草地的水浸液显著抑制了苘麻和稗草的种子萌发过程中的呼吸速率和根系活力,同时降低了SOD和CAT两种保护酶的活性。最终我们可以得出:白三叶草内含有明显抑制苘麻和稗草生长的化感物质的实验结论.目前,国内外对植物化感研究十分普遍,比较普遍且成熟.那么植物化感研究在农业生产上有什么样的应用呢?1/.人工提取植物抑制杂草生长化感物质，作除草剂，是防除杂草的有效途径。2、开发生物杀虫剂和杀菌剂，减少环境污染。植物不但可以产生物质抑制周围植物的生长还可以产生杀菌、杀虫物质.3、利用化感作物对栽培作物的地面进行覆盖,有直接防除杂草或者杀灭害虫的功能.让施肥和防虫除草一并解决,可谓一举多得.4、指导合理的间套作:农业生产上我们通过合理间作来增加农作物的产量或者提升其品质.如:葡萄和紫罗兰间作,结出的葡萄香味更浓.而有些植物则不能种植在一起,如番茄和黄瓜同种则会容易相互滋生病虫害。5、生产天然的生长调节剂.有些植物还会产生促进生长的一些化学物质,如:水芹幼苗胚根分泌具有明显促进叶绿素合成的二糖被称为第7类植物激素，从而促进植物的生长.二、物理信息传递的实验研究母猪的繁殖性能直接关系着企业的生产效益。后备母猪发情晚、经产母猪断奶至发情间隔时间长等现象较为普遍，导致母猪较晚进入生产阶段，母猪非生产天数增加，极大地降低了养猪企业的经济效益.研究表明光照可以影响摩拉奶牛、蒙古绵羊、大鼠等哺乳动物的性成熟和性激素分泌。提出问题：那么光照节律会缩短母猪的性成熟日龄/断奶至发情的间隔时间吗作出假设：奶牛绵阳大鼠等都是哺乳动物，猪也是哺乳动物，我们做出光照节律会缩短母猪的性成熟日龄/断奶至发情的间隔时间。这样的假设。本实验的实验对象就是同品种（如荣昌猪或者）的相同日龄的后备母猪和相同状况的经产母猪。实验步骤：1、将30头同品种日龄相同后备母猪随机均分为3组，并编号A.B,C2、分别用完全黑暗、每天9—10h、每天18h光照节律处理A.B,C三组后备母猪。3、观察并测量各组母猪的初情期日龄和初情期体重、子宫重量、卵巢重量、性激素含量。从结果分析：1、随着光照时间的增加，后备母猪的初情期日龄明显缩短。这说明长长光照条件下能显著缩短后备母猪的初情期日龄。而子宫、卵巢重量和雌二醇含量均呈增加趋势。2、长光照条件下后备母猪的子宫、卵巢重量和雌二醇含量均大于短光照条件下的母猪。由此我们得出3、延长光照时间对母猪繁殖器官的发育有一定的积极作用，从而促使后备母猪性成熟的提前。第二组实验：将30头生理状况相同经产母猪随机均分为3组，并编号甲乙丙分别用完全黑暗、每天9—10h、每天16h光照节律处理甲乙丙三组经产母猪观察并记录各组母猪的日均产奶量、泌乳期的失重，断奶后至发情期的时间间隔。实验结果分析：随着光照时间的增加，经产母猪的日均产奶量程增加的趋势，泌乳期体重损失程降低趋势，断奶至发情间隔时间明显缩短，最长缩短4天。本实验中的自变量是光照时间，在整个实验中光照强度一致，并且都达到了一定的强度标准。综上所述：说明一定强度的光照，延长光照时间，对母猪的繁殖有促进作用。然而母猪的繁殖会受到光照、温度、湿度、营养、季节等多方面因素的综合影响。所以在实践中我们要综合考量其他因素，在保证温度、湿度合适，营养充足的情况下，延长光照时间才能促进母猪的繁殖，从而带来经济利益。物理信息传递生产中的应用：那么物理信息传递生产中有哪些方面的应用呢？延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素分泌，可以提高产蛋率。利用夜行性昆虫的趋光性，来诱捕田间害虫等。有的植物在长日照条件下才能开花结果如：萝卜、玉米，而有些植物只能在短日照下才能发芽生长开花如：大豆、菊花。在生产中我们可以根据植物的这些特点人为调控光照时间和温度，培育反季节蔬菜和花卉，创造经济价值。三、行为信息传递的实验研究非洲猪瘟：2018年8月1日，辽宁省沈阳市首次发现非洲猪瘟疫情。截至2019年1月14日，中国曾有24个省份发生过家猪和野猪疫情，累计扑杀生猪91.6万头。非洲猪瘟的爆发不仅仅给养殖户带来巨大损失，由于生猪储栏量的下降，更是让猪肉市场价格持续走高，脖子挂猪肉成了网友们热衷调侃的炫富新方式。如果我们能读懂“猪的行为语言”及时发现猪群存在的健康问题猪，立即采取清洗消毒等针对性的应急措施，可以将疫病扼杀在萌芽状态，以减少损失和危害。那么我们该如何读懂动物的“行为语言”？通常人们用以下三种方式来研究动物的行为：观察法：地理信息系统GIS观察研究野生动物的生境选择、领域分析、迁徙路线、活动节律。2、软件监测：信息化和智能化搜集数据分析动物的行为特征3、实验法：在实验室改变条件研究动物的行为研究表明畜禽的行为信息与其生理健康密切相关。发声可以反映其不同状态下的行为信息，我们利用信息化和智能化的手段,对畜禽声信号进行采集和分析，建立畜禽声信号特征与不同应激行为之间的相关性，构建设施福利化养殖的预警系统,对提高畜禽的抗病能力和健康状况等具有明显的现实意义。意大利学者S．Ferrari（弗洛李）和比利时学者M．Silva（席尔瓦）对猪呼吸道感染和外界刺激(如柠檬酸)引起的咳嗽声进行了研究，实验对象及工具：实验对象是感染肺炎的猪以及正常的猪。家养禽（猪）、实验工具有：宽频段麦克风、录音笔、计算机声信号分析软件。首先1、分别在现场感染肺炎的猪和实验室内正常猪的头颈部安装宽频段麦克风、录音笔然后2、分别对现场感染肺炎的猪咳嗽声和实验室内进行外界刺激的猪咳嗽声进行录制。最后3、分析搜集到的声音数据特征，建立呼吸疾病早期预警系统机制。实验结果分析：正常猪和肺炎感染猪的咳嗽声的均方根、峰值频率、持续时间、两次咳嗽时间间隔上存在巨大差异。我们可以根据多次实验数据构建猪呼吸道感染早期预警系统,对猪进行实时监测，及早发现和治疗病猪。人们对动物的行为研究始于上个世纪60年代初期，迄今为止人们对动物的行为研究已经具有较为成熟和系统的研究方法，同时也取得了很多成果。对动物的行为信息研究在生产上有哪些方面的应用呢？1、研究动物行为信息，可以构建动物养殖的预警系统,提高畜禽的抗病能力和健康状况。2、信息化和智能化检测分析动物行为与神经科学的相关性，促进心理学、教育学的研究和发展。心理学和教育学实验大多建立在对动物行为研究的基础之上。3、研究动物行为学，构建经济学模型。动物行为具有投资和收益的两重性，自然选择使动物最大限度地获得净