高中二年級下學(xué)期生物《信息傳遞運用的實驗研究》詳案

信息傳遞運用的實驗研究詳案同學(xué)們好，今天我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容是信息傳遞運用的實驗研究化學(xué)信息傳遞應(yīng)用的實驗研究苘麻和稗草是典型的水田雜草，它們與水稻競爭水肥和陽光，導(dǎo)致水稻嚴(yán)重減產(chǎn)。目前我們主要的防治方法：是使用化學(xué)除草劑。但是化學(xué)防治有污染環(huán)境、危害人類健康，雜草易產(chǎn)生抗藥性的缺點。有沒有更好的防治他們的方法呢？通過實踐和研究發(fā)現(xiàn)：在果園種植白三葉草可以提高土壤肥力,抑制雜草生長,增強生物防治的能力。國外學(xué)者Newman研究發(fā)現(xiàn),白三葉草水浸液中存在可以抑制青菜、蘿卜和幾種牧草生長的化感物質(zhì),。像這種，植物通過向環(huán)境中釋放一些特殊的化學(xué)物質(zhì)而對其它植物產(chǎn)生直接或間接的、有益或有害的作用。這種現(xiàn)象被稱為化感作用。植物化感作用普遍存在于自然界,是一種重要的生態(tài)機制。其實質(zhì)是植物向其他生物傳遞的化學(xué)信息。白三葉草的化感物質(zhì)會不會對苘麻和稗草的生長產(chǎn)生抑制作用呢？有研究人員對此作出探究實驗。請問同學(xué)們探究性實驗的一般步驟有那些呢?我們知道探究性實驗的一般步驟是：提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗方案、實施實驗、對實驗結(jié)果進(jìn)行觀察和記錄，分析實驗結(jié)果得出結(jié)論。提出問題：白三葉草的化感物質(zhì)對茼麻、稗草種子的萌發(fā)和生長有抑制作用嗎？？實驗假設(shè):根據(jù)文獻(xiàn)資料分析,我們做出白三葉草的化感物質(zhì)對茼麻、稗草種子的萌發(fā)和生長有抑制作用的實驗假設(shè).設(shè)計實驗方案:實驗材料與方法:一/材料選擇:我們應(yīng)該選擇白三葉草、苘麻種子、稗草種子為材料.方法與步驟：1/首先需要分別制備白三葉草地上部分和根部水浸液,2然后用浸出液對50粒均一、飽滿的苘麻種子、稗草種子進(jìn)進(jìn)行浸泡處理，對照組用蒸餾水浸泡處理相同時間后,置于25C生化培養(yǎng)箱黑暗中萌發(fā)。3、待到種子發(fā)芽后發(fā)芽后,連續(xù)記錄5天雜草種子發(fā)芽率,每一處理重復(fù)3次。4/在測定完發(fā)芽率之后(5天),將雜草種子置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),溫度25?C

,光照時間為16h/d,48h后對各處理種子的呼吸速率、根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性、過氧化物酶(

POD)活性和丙二醛(

MDA)的含量進(jìn)行測定。SOD和CAT是植物細(xì)胞中的保護(hù)酶，主要功能是清除自由基、防止膜脂過氧化。丙二醛是脂膜過氧化的最終分解物這些指標(biāo)能直接或者間接反應(yīng)種子的萌發(fā)情況和生長狀況.結(jié)果1/2我們首先來分析白三葉草地上部分對雜草種子發(fā)芽率的影響.與對照組CK組相比較,添加了白三葉草地上部分浸出液的苘麻種子萌發(fā)率顯著顯著降低,而且隨著濃度的增加降低越明顯.其對稗草種子的萌發(fā)率具由相似的效果.白三葉草根部浸出液對雜草種子發(fā)芽率的影：通過對比分析發(fā)現(xiàn),白三葉草根部對苘麻和稗草種子發(fā)芽率具有同樣的抑制效果。由此結(jié)果我們可以得出結(jié)論：白三葉草地上部分和根部水浸液都顯著地抑制苘麻和稗草種子的萌發(fā)，且隨著水浸液濃度的升高,抑制作用增強。結(jié)果3/4我們再關(guān)注白三葉草地上部分對雜草萌發(fā)活性和酶活性的影響.首先分析其對苘麻的影響:第一列是浸出液的濃度,從下至上濃度上升,從第二/三列分別表示種子呼吸速率和根系活力.與CK對照組相對比發(fā)現(xiàn),種子呼吸速率和很細(xì)活力指標(biāo)都成下降趨勢.第四/五列表示超氧化物歧化酶(SOD)以及過氧化氫酶(CAT)兩種保護(hù)酶的活性.與對照組CK組相比較分析可以看出這兩種保護(hù)酶活性的指標(biāo)也呈下降趨勢.第六/七列分別表示過氧化物酶活性以及丙二荃的含量.與CK對照組相對比,這兩者的指標(biāo)卻是程上升趨勢.正是由于保護(hù)酶SOD和CAT酶的活性降低,導(dǎo)致膜脂過氧化,。脂膜過氧化的最終分解物丙二醛含量上升,過氧化物酶活性上升，丙二醛的積累可能對脂膜和細(xì)胞造成傷害.水浸液對稗草的這幾種指標(biāo)的影響與前者類似.實驗結(jié)果：又來分析白三葉草根部對雜草萌發(fā)活性和酶活性的影響。仔細(xì)觀察分析可以發(fā)現(xiàn)白三葉草根部浸出液對苘麻和稗草的呼吸速率以及根系活力和酶活性呈現(xiàn)相似的影響趨勢.根據(jù)實驗結(jié)果3和4分析表明白三葉草地的水浸液顯著抑制了苘麻和稗草的種子萌發(fā)過程中的呼吸速率和根系活力,同時降低了SOD和CAT兩種保護(hù)酶的活性。最終我們可以得出:白三葉草內(nèi)含有明顯抑制苘麻和稗草生長的化感物質(zhì)的實驗結(jié)論.目前,國內(nèi)外對植物化感研究十分普遍,比較普遍且成熟.那么植物化感研究在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有什么樣的應(yīng)用呢?1/.人工提取植物抑制雜草生長化感物質(zhì)，作除草劑，是防除雜草的有效途徑。2、開發(fā)生物殺蟲劑和殺菌劑，減少環(huán)境污染。植物不但可以產(chǎn)生物質(zhì)抑制周圍植物的生長還可以產(chǎn)生殺菌、殺蟲物質(zhì).3、利用化感作物對栽培作物的地面進(jìn)行覆蓋,有直接防除雜草或者殺滅害蟲的功能.讓施肥和防蟲除草一并解決,可謂一舉多得.4、指導(dǎo)合理的間套作:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上我們通過合理間作來增加農(nóng)作物的產(chǎn)量或者提升其品質(zhì).如:葡萄和紫羅蘭間作,結(jié)出的葡萄香味更濃.而有些植物則不能種植在一起,如番茄和黃瓜同種則會容易相互滋生病蟲害。5、生產(chǎn)天然的生長調(diào)節(jié)劑.有些植物還會產(chǎn)生促進(jìn)生長的一些化學(xué)物質(zhì),如:水芹幼苗胚根分泌具有明顯促進(jìn)葉綠素合成的二糖被稱為第7類植物激素，從而促進(jìn)植物的生長.二、物理信息傳遞的實驗研究母豬的繁殖性能直接關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)效益。后備母豬發(fā)情晚、經(jīng)產(chǎn)母豬斷奶至發(fā)情間隔時間長等現(xiàn)象較為普遍，導(dǎo)致母豬較晚進(jìn)入生產(chǎn)階段，母豬非生產(chǎn)天數(shù)增加，極大地降低了養(yǎng)豬企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.研究表明光照可以影響摩拉奶牛、蒙古綿羊、大鼠等哺乳動物的性成熟和性激素分泌。提出問題：那么光照節(jié)律會縮短母豬的性成熟日齡/斷奶至發(fā)情的間隔時間嗎作出假設(shè)：奶牛綿陽大鼠等都是哺乳動物，豬也是哺乳動物，我們做出光照節(jié)律會縮短母豬的性成熟日齡/斷奶至發(fā)情的間隔時間。這樣的假設(shè)。本實驗的實驗對象就是同品種（如榮昌豬或者）的相同日齡的后備母豬和相同狀況的經(jīng)產(chǎn)母豬。實驗步驟：1、將30頭同品種日齡相同后備母豬隨機均分為3組，并編號A.B,C2、分別用完全黑暗、每天9—10h、每天18h光照節(jié)律處理A.B,C三組后備母豬。3、觀察并測量各組母豬的初情期日齡和初情期體重、子宮重量、卵巢重量、性激素含量。從結(jié)果分析：1、隨著光照時間的增加，后備母豬的初情期日齡明顯縮短。這說明長長光照條件下能顯著縮短后備母豬的初情期日齡。而子宮、卵巢重量和雌二醇含量均呈增加趨勢。2、長光照條件下后備母豬的子宮、卵巢重量和雌二醇含量均大于短光照條件下的母豬。由此我們得出3、延長光照時間對母豬繁殖器官的發(fā)育有一定的積極作用，從而促使后備母豬性成熟的提前。第二組實驗：將30頭生理狀況相同經(jīng)產(chǎn)母豬隨機均分為3組，并編號甲乙丙分別用完全黑暗、每天9—10h、每天16h光照節(jié)律處理甲乙丙三組經(jīng)產(chǎn)母豬觀察并記錄各組母豬的日均產(chǎn)奶量、泌乳期的失重，斷奶后至發(fā)情期的時間間隔。實驗結(jié)果分析：隨著光照時間的增加，經(jīng)產(chǎn)母豬的日均產(chǎn)奶量程增加的趨勢，泌乳期體重?fù)p失程降低趨勢，斷奶至發(fā)情間隔時間明顯縮短，最長縮短4天。本實驗中的自變量是光照時間，在整個實驗中光照強度一致，并且都達(dá)到了一定的強度標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述：說明一定強度的光照，延長光照時間，對母豬的繁殖有促進(jìn)作用。然而母豬的繁殖會受到光照、溫度、濕度、營養(yǎng)、季節(jié)等多方面因素的綜合影響。所以在實踐中我們要綜合考量其他因素，在保證溫度、濕度合適，營養(yǎng)充足的情況下，延長光照時間才能促進(jìn)母豬的繁殖，從而帶來經(jīng)濟(jì)利益。物理信息傳遞生產(chǎn)中的應(yīng)用：那么物理信息傳遞生產(chǎn)中有哪些方面的應(yīng)用呢？延長光照時間，刺激雞卵巢發(fā)育和雌激素分泌，可以提高產(chǎn)蛋率。利用夜行性昆蟲的趨光性，來誘捕田間害蟲等。有的植物在長日照條件下才能開花結(jié)果如：蘿卜、玉米，而有些植物只能在短日照下才能發(fā)芽生長開花如：大豆、菊花。在生產(chǎn)中我們可以根據(jù)植物的這些特點人為調(diào)控光照時間和溫度，培育反季節(jié)蔬菜和花卉，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值。三、行為信息傳遞的實驗研究非洲豬瘟：2018年8月1日，遼寧省沈陽市首次發(fā)現(xiàn)非洲豬瘟疫情。截至2019年1月14日，中國曾有24個省份發(fā)生過家豬和野豬疫情，累計撲殺生豬91.6萬頭。非洲豬瘟的爆發(fā)不僅僅給養(yǎng)殖戶帶來巨大損失，由于生豬儲欄量的下降，更是讓豬肉市場價格持續(xù)走高，脖子掛豬肉成了網(wǎng)友們熱衷調(diào)侃的炫富新方式。如果我們能讀懂“豬的行為語言”及時發(fā)現(xiàn)豬群存在的健康問題豬，立即采取清洗消毒等針對性的應(yīng)急措施，可以將疫病扼殺在萌芽狀態(tài)，以減少損失和危害。那么我們該如何讀懂動物的“行為語言”？通常人們用以下三種方式來研究動物的行為：觀察法：地理信息系統(tǒng)GIS觀察研究野生動物的生境選擇、領(lǐng)域分析、遷徙路線、活動節(jié)律。2、軟件監(jiān)測：信息化和智能化搜集數(shù)據(jù)分析動物的行為特征3、實驗法：在實驗室改變條件研究動物的行為研究表明畜禽的行為信息與其生理健康密切相關(guān)。發(fā)聲可以反映其不同狀態(tài)下的行為信息，我們利用信息化和智能化的手段,對畜禽聲信號進(jìn)行采集和分析，建立畜禽聲信號特征與不同應(yīng)激行為之間的相關(guān)性，構(gòu)建設(shè)施福利化養(yǎng)殖的預(yù)警系統(tǒng),對提高畜禽的抗病能力和健康狀況等具有明顯的現(xiàn)實意義。意大利學(xué)者S．Ferrari（弗洛李）和比利時學(xué)者M(jìn)．Silva（席爾瓦）對豬呼吸道感染和外界刺激(如檸檬酸)引起的咳嗽聲進(jìn)行了研究，實驗對象及工具：實驗對象是感染肺炎的豬以及正常的豬。家養(yǎng)禽（豬）、實驗工具有：寬頻段麥克風(fēng)、錄音筆、計算機聲信號分析軟件。首先1、分別在現(xiàn)場感染肺炎的豬和實驗室內(nèi)正常豬的頭頸部安裝寬頻段麥克風(fēng)、錄音筆然后2、分別對現(xiàn)場感染肺炎的豬咳嗽聲和實驗室內(nèi)進(jìn)行外界刺激的豬咳嗽聲進(jìn)行錄制。最后3、分析搜集到的聲音數(shù)據(jù)特征，建立呼吸疾病早期預(yù)警系統(tǒng)機制。實驗結(jié)果分析：正常豬和肺炎感染豬的咳嗽聲的均方根、峰值頻率、持續(xù)時間、兩次咳嗽時間間隔上存在巨大差異。我們可以根據(jù)多次實驗數(shù)據(jù)構(gòu)建豬呼吸道感染早期預(yù)警系統(tǒng),對豬進(jìn)行實時監(jiān)測，及早發(fā)現(xiàn)和治療病豬。人們對動物的行為研究始于上個世紀(jì)60年代初期，迄今為止人們對動物的行為研究已經(jīng)具有較為成熟和系統(tǒng)的研究方法，同時也取得了很多成果。對動物的行為信息研究在生產(chǎn)上有哪些方面的應(yīng)用呢？1、研究動物行為信息，可以構(gòu)建動物養(yǎng)殖的預(yù)警系統(tǒng),提高畜禽的抗病能力和健康狀況。2、信息化和智能化檢測分析動物行為與神經(jīng)科學(xué)的相關(guān)性，促進(jìn)心理學(xué)、教育學(xué)的研究和發(fā)展。心理學(xué)和教育學(xué)實驗大多建立在對動物行為研究的基礎(chǔ)之上。3、研究動物行為學(xué)，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)學(xué)模型。動物行為具有投資和收益的兩重性，自然選擇使動物最大限度地獲得凈