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指导学生研究《亚硝酸盐对植物的伤害》的结论如下。

亚硝酸盐伤害植物是通过降低酶活性,使细胞新陈代谢降低,极大影响过氧化氢酶的活性，产生的活性氧破坏细胞膜脂蛋白、DNA，引起遗传物质的改变，失去细胞核。

因细胞失去了代谢活动的控制中心，使新陈代谢进一步下降。

同时亚硝酸盐为某些霉菌和原生动物的生长繁殖提供了氮源，促进生长繁殖。

这些微生物从细胞中获得养料，产生的次级代谢产物，又加剧了对细胞的破坏，最后导致细胞死亡。

5、创新性强：

即不是他人研究过的老课题上稍加改进，而是比较新颖的，科学含量高的课题。

目前大多数人研究的是亚硝酸盐对人和动物的伤害，没有人研究对植物的伤害，所以，我指导学生研究的《亚硝酸盐对植物的伤害》课题的创新性就很强。

二、怎样指导学生开展竞赛型创造教育

1、选苗子（即选参赛获奖可能性大的学生）。

2、激兴趣、树信心。

3、培养研究能力。

从以下几个方面来培养学生研究能力

3．1通过讲解创造发明方法培养学生研究能力：

通过讲解创造发明方法，能培养学生在提出问题和解决问题中少走弯路。

创造发明方法的种类很多，作为中学生，主要讲以下几种方法就可以了。

3．1．1缺点列举法。

缺点列举法是对某一产品的缺点一一列举出来，然后提出改进的一种发明技法。

例一：

带橡皮头的铅笔

例二：

防尘冲击转

利用缺点发明法设计以下方案。

（1）环保节水花盆

（2）炒炸两用锅铲（3）环保涂改液（4）永不掉地的笔

参考设计方案如下：

（5）前后能见的镜子（6）增氧饮水机（7）易呼吸的口罩（8）加色中性笔

3．1．2组合发明法。

组合发明法是指把两个或两个以上的产品的技术特征进行新的组合，发明新产品的过程。

火药的发明是将能单独都能燃烧的硝酸钾、木炭、硫磺混合而成。

将收音机与录音机组合成收录机。

例三：

带橡皮头的铅笔。

例四：

带锁的笔记本。

利用组合发明法设计以下方案。

（1）多功能作图器

（2）记数定书机（3）会诊听诊器（4）互不干扰的读书器

3．1．3移植发明法。

移植发明法是指利用其他产品的技术原理来发明新的产品。

例一：

会诊听诊器的发明（法国医生莱纳克发明）

例二：

马铃薯的无土栽培（与灯芯式营养液防护林栽培技术的原理相同）

以反冲运动为原理，利用移植发明法设计以下方案。

（1）会叫会动的气球

（2）水火箭（3）水飞机

3．1．4挖孔开槽法：

就是在已有的产品上挖一个孔，开一个槽，发明新产品的一种发明方法。

排气的壶盖例二：

带孔的刀

利用挖孔开槽法设计以下方案。

（1）不流泪的蜡烛

（2）角平分器（3）会排气的牛奶盒

3．2通过讲解实验设计培养学生的研究能力：

通过讲解实验设计使学生设计的实验条理清楚，目的性强。

我讲的实验设计是我总结的以下内容：

3．2．1对照性原则：

指在实验的基础上设置对照实验，以增加实验结论的可行度和说服力。

（1）自身对照：

指一组实验就能体现实验与对照之间的关系。

植物光合作用需要光的实验中经暗处理后，将一张叶片一半见光，一半遮光。

种子发芽率的测定。

特点：

有一组实验

（2）空白对照：

在实验的基础上设置一组不经处理的对照实验。

甲状腺激素能促进青蛙的变态发育。

有二组实验

（3）条件对照：

在空白对照的基础上设置一组处理的对照实验。

（若实验器材中有甲状腺激素抑制剂）

有三组实验

（4）相互对照：

没有单独的对照组，实验与实验之间相互构成对照。

（板书）

玉米种子萌发的最适温度为25度。

有三组或三组以上实验

3．2．2单因子原则：

在实验中保证只有一个实验变量，其它条件相同，且是适宜的条件。

影响种子发芽率的外界因素有空气、温度、水分，若要探究水分对种子发芽率的影响，则要保证有充足的空气和适宜的温度。

3．2．3数量性原则：

在实验中要求的实验材料较多，以保证实验结论的可信度和说服力。

在探究种子发芽率的实验中，用的种子宜多，若用一粒种子做实验，其结论不是百分之百就是百分之零。

3．2．4等量性原则：

在实验中要求每组的实验材料数量相同。

若用20粒玉米种子研究光对种子发芽率的影响，实验组与对照组各用20粒种子。

3．2．5基本一致原则：

在实验中要求每组的实验材料的生命活性基本一致。

若用20粒玉米种子研究光对种子发芽率的影响，则应保证种子应是同一品种，存放的条件相同，种子的大小相同等。

3．2．6实验步骤的书写。

书写要点：

一分二处三观察

以下面的实验器材为据探究玉米种子萌发是否受光的影响。

实验器材：

生活力基本一致的玉米种子20粒、培养皿2个、吸水纸、不透光的纸板，带有光源的恒温箱。

实验步骤：

（1）取2个培养皿分别编为1、2编号，并将湿润的吸水

纸垫于培养皿低部，分别各播玉米种子10粒。

（2）将1号培养皿用不透光的纸板盖上，2号不作处理，

然后放入带有光源的恒温箱中培养。

（3）一段时间后分别观察培养皿中种子的发芽情况。

3．2．7实验预测。

（1）验正性实验预测：

题目或给定的材料是肯定的语气，其结论就是题目或材料的中心思想。

草履虫是单细胞的原生动物，受到刺激能作出相应的反映，请你以下面为实验器材设计

验证草履虫受到刺激后能趋向有利刺激，躲避有害刺激。

草履虫培养液（内含有草履虫）、载玻片1片、滴管2支、肉汤1杯、10﹪食盐水1杯、显微镜。

实验结论草履虫受到刺激后能趋向有利刺激，躲避有害刺激

（2）探究性实验预测：

题目或给定的材料有探究，其结论要进行讨论。

315行动中，执法人员怀疑某一商店的奶粉蛋白质含量不足，请你以下面的实验器材为据，帮助执法人员鉴定该奶粉蛋白质含量是否为合格奶粉。

合格奶粉、待鉴奶粉、斐林试剂、蒸馏水、试管、天平、量筒、烧杯。

实验预测：

若2支试管紫色一致，则说明待鉴奶粉为合格奶粉；

若待鉴奶粉试管中的紫色要浅些，则说明待鉴奶粉为不合格奶粉。

3．3培养学生的观察能力

3．4培养学生的动手动脑能力

4、选题

一切探究过程，都是从选题开始的，课题的选择决定了具体的方向和目的，直接关系到探究的效果，甚至影响探究活动的成败。

因此选题阶段，在整个探究过程中具有重要的战略地位。

下面介绍选题的一般原则：

4．1需要性

4．2创新性原则

4．3可行性原则

5、怎样写开题报告

5．1立体背景

（1）该课题是在什么条件下选择的。

（2）与该课题相关的研究状况。

（3）该课题是否有研究价值。

5．2研究目的

（1）直接目的（介绍直接促进生产力发展方面）。

（2）间接价值（介绍理论意义及将来促进生产力发展方面）。

5．3研究的时间安排几地点

5．4研究过程

（1）实验器材：

（2）实验方案：

（或制作方案或调查方案）

5．5可行性预测

结合原理与相应的实验方案：

（或制作方案或调查方案）。

5．6成果总结形式

论文几篇或发明作品几件或调查报告几篇（并写名总结的格式）。

试探亚硝酸盐对植物的伤害认识生态系统中的氮素循环

开题报告

研究者：

陈晶晶单为：

遵义清华中学高二（6）班

立体背景

在一次环境保护的实践活动中，我们去参观了遵义市石子铺垃圾处理场。

这是一个以有机垃圾为主的卫生填埋处理场。

在该场的垃圾发酵过程中，微生物代谢产生的水和无机盐随垃圾处理液排出，在排出过程中，一些垃圾液流入垃圾场以下的农田。

我发现农田中栽种的葡萄和其它农作物生长较差。

从这一现象，我初步认定垃圾液中的某些物质对植物的生长有伤害作用。

结合理论知识与查阅资料，我知道在垃圾发酵过程中，通过反硝化细菌会产生中间物质（亚硝酸根离子），亚硝酸根离子会使人和动物中毒或通过一系列生化反应使细胞癌变。

既然亚硝酸根离子对人与动物的生命活动有伤害作用，我猜测垃圾液对植物伤害的重要原因之一与垃圾液中的亚硝酸根离子有密切的关系。

于是，我选择了这个课题，以不同浓度的亚硝酸钠为试剂，以相应的土壤标本、植物种子、幼苗等为材料，定性定量探究生态系统中亚硝酸盐的产生及亚硝酸盐伤害植物的原因。

（下面的图片是在垃圾处理场拍摄到的照片）

垃圾处理场垃圾填埋场以下的农田里的植物生长情况

研究目的

通过探究，若确定生活垃圾发酵会产生大量含有NO2-的垃圾液，且NO2-是伤害植物的重要原因之一，并弄清生态系统中与NO2-有关的N素循环及NO2-伤害植物的原因基础上。

要求人们从以下几个方面注意环境保护，减少亚硝酸盐伤害植物及人体生命活动。

1、城市垃圾处理场必须对垃圾液废水进行处理。

2、人们应少吃受亚硝酸盐污染的食品，谨防中毒与癌变。

3、为进一步寻找抗亚硝酸盐植物的研究提供一定的理论依据。

在治理亚硝酸盐污染中有一定的促进作用。

4、为进一步寻找对亚硝酸盐极为敏感的植物研究提供一定的理论依据，让这些植物随时监测亚硝酸盐是否对环境造成污染。

5、人们要认识环境保护的重要性，提倡以生态平衡原理为基础、实现可持续发展，走生态农业道路，实现产品到原料，再到产品的生产模式，减少N循环中NO2-的产生，从而减少NO2-对生命活动的伤害。

研究的时间安排与地点

时间：

2005年6月—2005年11月。

地点：

遵义清华中学、市土肥站、石子步垃圾场。

研究过程

1、材料：

土壤标本、被垃圾液伤害的植物幼根、蚕豆种子、豌豆种子、大蒜蒜瓣、马铃薯块茎等。

2、药品：

NaNO2（栽培营养液中）、15%HCL、95%的C2H5OH（解离根用）、0.01g/ml的龙胆紫（染色用）、琼脂、H2O2、a-淀粉酶等。

3、器材：

锄头、烧杯（500ml）、研钵、恒温箱（上海，303型，灵敏度±

10C）、干燥器、分光光度计（上海，721型）、培养皿、载玻片、盖玻片、吸水纸、镊子、剪刀、毛笔（用于细胞有丝分裂临时装片的制作）、生物显微镜（浙江，MB-100FL）、数码相机、玻璃棒、量筒（10ml）、酒精灯、解剖刀、手提式灭菌锅（贵州开阳，YXQ.SG4b.280）、纱布等。

实验方案（或制作方案或调查方案）：

实验一：

探究不同浓度亚硝酸钠溶液对种子发芽率的影响。

（见下图与叙述）

（1）选5个500ml大烧杯，编为1、2、3、4、5号，分别加清水、500mg/L、1000mg/L、2000mg/L、4000mg/L200ml的亚硝酸钠溶液。

（2）将玉米、豌豆、蚕豆种子分别各装5个布袋，每种溶液各浸泡一袋。

（3）用培养皿分别培养每组种子发芽（注：

2005年10月16日18点播种，每组播种30粒，培养的温度为200C，每天洒一次相应浓度的NaNO2溶液）

（4）观察与统计种子的发芽情况。

（5）将种子用镊子压碎，制成临时涂片。

（6）在光学显微镜下进行观察。

实验二：

探究不同浓度亚硝酸钠溶液对植物生长的影响。

（下图是大蒜栽培探究过程图，其余两组基本一样，只是把大蒜换成蚕豆和豌豆。

）

（注：

对照组为土壤浸出液，1、2、3、4、5分别为2000mg/L、5000mg/L、

8000mg/L、10000mg/L、15000mg/L以土壤浸出液为母液配制的亚硝酸钠溶液，这些溶液浓度均在无土栽培要求的营养液浓度以内）

（1）、选取18个大小一致的矿泉水瓶，洗净晒干后，用剪刀从瓶肩处剪去，然后分成三组。

每组按对照、1、2、3、4、5编号，分别加入土壤浸出液、2000mg/L、5000mg/L、8000mg/L、10000mg/L、15000mg/L以土壤浸出液为母液配制的亚硝酸钠溶液各200ml待用。

（2）、将塑料泡沫制成与瓶的内径大小相当，中间打成与蒜瓣、蚕豆种子和豌豆种子大小相当的二个小孔。

（3）、分别选取大小、生活力基本一致的大蒜蒜瓣、蚕豆种子和豌豆种子，用清水浸泡后进行催芽。

（4）、选取根芽生长基本一致的蒜瓣芽、蚕豆芽和豌豆芽，分别固定在塑料泡沫的小孔中，然后放到相应的土壤浸出液及不同浓度的NaNO2土壤浸出液为母液配制的溶液中培养。

（5）、观察与统计植株的生长情况。

（6）、培养9天后对大蒜对照组、5000mg/LNaNO2土壤浸出液为母液配制的溶液中培养的根尖制成有丝分裂装片，进行显微观察，同时与自然垃圾液伤害植物幼根根尖有丝分裂装片对比。

实验三：

探究亚硝酸钠对植物酶活性的影响。

方法1：

探究亚硝酸钠对植物过氧化氢酶活性的影响。

（1）将同一个新鲜马铃薯块茎切成大小相同的马铃薯块，每块打一个大小相同的小洞，分别将马铃薯编为1、2、3号。

（2）1号滴2滴蒸馏水于小洞中，2号滴1滴蒸馏水和1滴H2O2于小洞中，3号滴1滴H2O2和1滴500mg/L的NaNO2溶液于小洞中。

（3）分别观察三块马铃薯块小洞中产气泡的多少与大小。

（4）取两支量筒编上1、2号，分别加入3mlH2O2。

（5）其中1号筒滴6滴三叶草研磨液，2号筒用玻璃棒蘸少量的NaNO2于H2O2中，再滴6滴三叶草研磨液。

（6）分别测定两支量筒中产生气泡量的多少。

方法2：

探究亚硝酸钠对淀粉酶活性的影响。

（1）取两支试管分别编1、2号。

（2）分别加5ml2%新鲜α-淀粉酶液，其中2号管用玻璃棒蘸少量的NaNO2于α-淀粉酶液中。

（3）将新鲜的同一马铃薯切成厚薄一致的马铃薯块，用打孔器打成大小一致马铃薯条。

（4）将马铃薯条放到烧杯中,煮沸3─5分钟。

（5）将马铃薯条分别放入α-淀粉酶液中，并用玻璃棒压住薯条，使之保证薯条处于α-淀粉酶液中，然后放入恒温箱中，在550C的温度中保温6小时。

（6）观察薯条体积变化情况。

实验四：

探究亚硝酸钠对微生物生长的影响。

因实验一中发现种子发霉，该实验进一步定性探究亚硝酸钠对微生物生长的影响，从而间接探究亚硝酸钠对种子伤害的原因）

（1）将20g去皮新鲜马铃薯切成片，放入100ml的土壤浸出液中加热至酥而不烂，用纱布过滤得滤液（注：

土壤浸出液有各种无机盐，满足微生物正常生长的无机盐需求）。

（2）将滤液加入琼脂加热使之溶解，冷却到500C—600C的条件下，平均分到2个培养皿中，其中一个培养皿作对照，另一个培养皿中加入0.005g/mlNaNO2。

（3）经消毒灭菌后，分别同时同地暴露于空气中2分钟。

（4）然后放到30±

10C恒温箱培养与观察。

实验五：

探究生态系统中氮素循环的特点。

探究亚硝酸盐在生态系统中的循环特点。

（1）在我市的自然森林生态系统中的大土、大田、肖家土、塘房土、后山及遵义清华中学附近的农田生态系的土深1米处采集土壤标本。

（所有土壤标本均是黑色壤土）

（2）把采集到的土壤标本放到烧杯中，置入700C的恒温箱中烘干。

（3）把烘干的土壤标本研磨，然后放入干燥器保存。

（4）用721分光光度计测定亚硝酸盐的含量。

（标本送到遵义市土壤肥料测试中心测定）

探究生活垃圾发酵方式与产生亚硝酸盐多少的变化规律。

（1）采取方法1中相同地点的农田黑壤土1250克（湿重）。

（2）将土壤平均分成5份（甲、乙、丙、丁、戊）。

（3）甲用恒温箱干燥后，研磨放入干燥器中保存（对照组）。

（4）将乙、丙、丁、戊加入蔬菜叶50克,用玻璃棒拌匀,放入25℃的条件下发酵。

（乙有氧20天、丙无氧20天、丁先有氧10天后无氧10天、戊先无氧10天后有氧10天）

（5）发酵后，将每组取部分土壤用恒温箱干燥后，研磨放入干燥器中保存。

（6）用721分光光度计测定亚硝酸盐的含量。

可行性预测

生活垃圾液对植物的伤害的重要原因之一，是生活垃圾发酵产生亚硝酸盐，亚硝酸盐伤害植物是通过降低酶活性,使细胞新陈代谢降低,极大影响过氧化氢酶的活性，产生的活性氧破坏细胞膜脂蛋白、DNA，引起遗传物质的改变，失去细胞核。

森林生态系统中的N素循环处于动态平衡，循环中产生的亚硝酸盐含量低，不会伤害植物。

而农田生态系统中的植物果实、种子、植物体等大量被人类利用,使农田生态系统中的N素循环减弱。

植物果实、种子、植物体等被人类利后，产生生活垃圾，从发酵的生活垃圾中产生大量的亚硝酸盐。

使农田生态系统的N素循环减弱后转向人们生活垃圾处理的场所,这些垃圾若处理不当,造成土壤、水质的污染，进而影响垃圾场以下农田生态系统中的农作物生长和居民的生活用水。

若生活垃圾进行无氧发酵，产生的亚硝酸盐含量大大减少，这样会减少发酵生活垃圾产生的亚硝酸盐对生命活动的伤害。

成果总结形式

完成论文一篇，其格式如下：

试探亚硝酸盐对植物的伤害、认识生态系统中的氮素循环

陈晶晶（遵义清华中学563000）

指导教师陈邦强

摘要：

…………………………4研究过程……………………………

关键词:

…………………………5建议…………………………….

1立题背景……………………………6收获与体会……………………

2研究目的……………………………7参考文献……………………..

3研究时间地点………………………..

教师评价：

该课题开题报告写得详细，选题较好，实验设计科学，实验预测分析合理。

6、怎样指导学生进行探究活动：

在开展竞赛型创造教育活动中，这一过程时间长，任务重，直接影响课题的质量。

教师不要搞放样式指导，必须在以学生为主体的基础上要叮着学生，随时给学生解疑与指导。

要求学生完成好以下几件任务：

6．1根据课题的实际情况设计好活动记绿表。

我指导学生研究的《抗旱种花设计研究》中的有一个实验的记录统计表设计如下：

家庭、河栏、路栏种花抗旱环保实验统计表

日期日平均温度（0C）日平均湿度（%）

编号1234512345

6．2按时保量做好实验。

6．3认真观察实验现象和收集实验数据，宾做好记录。

我指导学生研究的《抗旱种花设计研究》中的有一个实验的记录统计表如下

2006-9-1733313130319658656753

2006-9-1834323131329657646650

2006-9-1929272627269559666755

2006-9-2029272627269558656856

2006-9-2128262726269558666855

2006-9-2227252625269459676956

2006-9-2328262727269560666757

2006-9-2427252626259459676756

2006-9-2531292929299658656853

2006-9-2630282827289558656955

2006-9-2728262727269460656955

2006-9-2828262626269461667055

2006-9-2928252625269460676956

2006-9-3029262627269461687057

2006-10-128252625259359696958

2006-10-226232424239362697058

2006-10-323212020219166737561

2006-10-422202019209067757663

2006-10-523202021209066737562

2006-10-623212121219065747562

2006-10-724212122229164757561

2006-10-825222323229166737561

2006-10-924212222229167727360

2006-10-1026232423249366697058

2006-10-1126232524239367707058

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