中国科学院老科学技术工作者协会

简 报

﹝2024﹞ 第十四期（总第974期）

中国科学院老科协办公室      2024年2月1日

中国科学院老科协研学导师团与植物所分会

开展植物科学教育研学活动

2024年1月16日，中国科学院老科协研学导师团、植物所分会与北京八中携手为八中素质12年级60多名学生组织了一场植物科学教育大课。中国科学院植物研究所是我国植物科学研究的重要单位，拥有丰厚科研力量。研究所及其所在国家植物园也是中国科学院大学关工委的植物科学教育基地。这个基地依托植物所与植物园开展青少年植物科学教育具有不可替代的优势。

北京八中的同学们开启植物科学研学之旅

本次活动包括在植物展览温室学习和认识各类植物，在植物标本馆学习植物标本制作，在实验室学习植物细胞学和分子生物学的实验操作与规程，在古植物馆了解植物演化过程、规律和机制。八中同学们非常期待这次学习，一位同学在出发前表达自己心情：“我已经迫不及待想要看到植物园里的各种植物，这次活动一定能学到很多知识!”。同学们在高颖老师领队，王文智与侯越等老师随队来到植物所，分成四组分别在这四个部门活动，由植物所专家讲解与指导学习活动。

在植物展览温室，张会金老师为同学们讲解植物园发展历史，包括国务院对建设植物园的批复、建设年代、选址、规划设计以及建园等过程。温室的整体规划是按照植物系统分类与生态类型分区进行布局，形成两条参观学习路线，包括裸子植物室、食虫植物室、荫生植物室、棕榈植物室、多肉植物室及礼品文化植物室等分门别类介绍植物的单元。

张会金老师在植物展览温室讲解植物

张老师重点介绍裸子植物中的苏铁类、松类、杉类和麻黄类等植物及其代表种类。他以食虫植物猪笼草为例，讲述了食虫植物分类、分布、特征、生长环境、食虫方式等知识。当猪笼草生长缺少营养物质时就会在叶片顶端形成类似“笼”的结构，用以捕捉昆虫等小动物，被捕获昆虫尸体腐败后会产生植物所需营养物质，通过叶片吸收。这种奇特结构是植物与生活环境相适应的结果。

张老师详细介绍了荫生植物、棕榈科植物、多肉植物、经济植物等的种类、特征、分布，以及应用价值等知识。张老师还介绍了礼品植物菩提树的历史、来源及其与佛教的关系等。张老师对温室植物的详细讲述丰富了同学们的植物知识，包括植物多样性，植物与自然环境适应性，植物与动物协同演化等多方面的内容。同学们还学习了识别植物的方法，了解植物栽培技术，以及植物传统文化与应用前景。张老师鼓励同学们现在努力学习，将来到这里进行科学研究。

通过这次在温室的学习同学们加深了对温室的认识。温室又称暖房，含有防寒、加温和透光等设施，适宜在低温季节培育喜温植物，成为蔬菜、花卉、林木等植物育苗、栽培的重要场地。面对温室里各种植物，一位同学说道：“这些植物种类多样，颜色鲜艳，植物知识也是十分有趣，我已经迫不及待的想要研究这些植物了！” 还有同学表示，这次参观温室拓宽了自己的生物知识面，了解到植物的聪明智慧，学习掌握了研究植物的方法，感受很深，希望今后有机会能够常来这里参观学习。

在植物标本馆，傅连中老师带领同学们参观了标本保藏设施。他介绍了世界标本馆发展史，介绍了最早标本馆建设的时间、地点和相关人物。说到建立标本馆的意义，傅老师从辨认与鉴定植物需要、实现无障碍交流植物信息、展示物种间亲缘关系、提供植物生长的地理位置、记录植物生存环境、以及表述植物价值等六个方面加以阐述。傅老师告诉大家，中国科学院植物研究所标本馆现存300多万份标本，位居亚洲第一。植物标本保藏是要按照分类系统予以存放。植物所标本馆采用的是1936年恩格尔系统。保存植物标本需要在温度、湿度、防虫措施等方面提供技术保障。植物标本馆在植物保存与鉴定方面发挥了重要作用。我国植物学家在植物所标本馆近百年发展历史中做出重大贡献。

傅连中老师在植物标本馆讲解植物标本制作与保藏

傅老师在讲解植物标本制作与保藏时，首先介绍生物命名法规——双名法。早在16世纪中期，意大利人首次将植物标本放在台纸上储存。1753年这项技术传到了北欧，对林奈创造双名法提供了帮助。双名法以“种名·种加词·命名者”的方式给植物命名。双名法规范了全世界植物学名定名标准。我国明朝李时珍所著《本草纲目》采用的植物分类多以实用价值为标准。林奈一生中命名无数植物，但他只用自己的名字命名了一种植物，那就是极不起眼的北极花。它绽放于风雪之中，挺立于严寒之下，以微弱身躯抵挡恶劣自然环境。林奈以北极花自谦，体现一位植物学家默默为学术献身的本色。我国植物学家同样勤耕不辍，撰写出《中国植物志》巨著，共126册，收录了我国所有植物。科学家们倾其一生精力，默默付出，其科学精神代代相传。

在制作植物标本现场，同学们观摩了标本装订制作过程，学习制作方法。傅老师告诉同学们制作一份植物标本，首先需要采集植物的根茎叶花果实种子等所有器官，其次是将标本压平，夹在透气纸板和草纸之间，用绳子将标本夹捆紧施加压力，制干。也可以采用热风使其脱水，制干。最后将植物标本固定在纯木浆无酸纸上，以白乳胶粘贴。无法粘接的植物部分用纸条或缝制进行固定。如此精心做出来的植物标本不仅是研究对象，而且美观，极富艺术价值。

看似简单的植物标本，实则要经历一个复杂且精细的制作过程。从采集活植物样品，到压制粘贴，再到固定，鉴定定名，每一步都需要仔细操作。该馆300多万件植物标本都是这样精心制作而成。同学们通过在标本馆的研学活动，丰富了植物命名与标本制作的知识。

在植物细胞生物学实验室，韩小燕老师讲解了植物组织培养的基本概念、原理、流程、意义、操作关键点等详细内容。植物组织培养是基于植物细胞全能性理论，从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上，通过培养获得新植株。不同植物、不同外植体、不同组织所需要的诱导条件都不相同，因此研究人员需要有针对性地进行探索。在植物脱分化、再分化过程中可以进行基因编辑、诱变等遗传物质改造，从而改变再生植株的相关性状，达到种质创新的目的。韩老师详细讲解了植物愈伤组织的知识，愈伤组织是剪接植物组织后，经过脱分化形成的薄壁细胞团，可通过生长素、分裂素等激素进行诱导。

韩小燕老师植物细胞生物学实验室讲解植物组织培养，指导实验操作

韩老师带领同学们参观组培室。植物组培过程中必须保持无菌条件，这是操作成功的关键。对外植体、操作台、容器、培养基、工具，以及操作者的规范消毒是降低污染保障实验成功的关键。同学们在亲手实践过程中，严格按照规范消毒的要求操作。同学们在超净工作台中将紫花地丁的愈伤组织继代培养，转移到新培养基中，用封口膜保持无菌，并将紫花地丁愈伤组织带回家观察。在操作体验之后，同学们不禁由衷感慨，科学实验操作的每个细小环节都要慎之再慎，否则就会能导致实验失败，功亏一篑。这种严谨的科研态度是同学们要学习的。

在植物分子生物学实验室，张大明老师向同学们介绍个体发育与系统演化的基本概念，讲述植物演化与生命之树的故事。他以北美红杉树为例，展示连接亲代与后代之间的纽带（种子）虽然微小，但其中包含了发育成巨树的全部遗传信息。他告诉同学们遗传变异是进化的原料，包括两种主要遗传变异：DNA碱基变异和染色体结构变异。他以图展示从DNA、染色体、到基因组的遗传单位。

张大明老师在植物分子生物学实验室讲解个体发育与系统演化

通过张老师的讲解，同学们了解到个体发育周期是系统发育的一个微分单元，其中减数分裂形成的单细胞环节是周期中最脆弱的连接。植物细胞减数分裂在重组中产生的微粒所具有的细致调控能力让人惊奇，生物体内这些小变化极为精密。张老师指导同学们在显微镜下观察减数分裂，辨别同源染色体配对形成的棒状二价体和环状二价体、染色体互锁，减数分裂配对异常，包括单价体、以及染色体结构变异产生的几种倒位桥和断片、染色体易位等。

张老师介绍了近年以DNA证据、化石证据和形态学证据构建的生命之树，以及生命演化的重大历史事件。同学们无不惊叹于植物组织与细胞的奇妙，感叹于植物生命力之顽强与植物经过数亿年演化而形成的无穷智慧。

同学们通过实验室里的观察与实际操作，不仅激发了对生物学实验的兴趣，而且要将学习到的知识与课堂内所学内容相结合。许多同学表示，韩老师与张老师以极高热情向我们传授知识，传递科学精神。同学们要学习他们对科学的执着，对研究的一丝不苟。他们希望今后还能有这样的研学机会，继续学习生物学知识。

在中国古植物馆，李承森老师首先介绍该馆是在中国科学院原院长周光召亲自关怀下建立的，现保存植物化石标本7万多号。地球诞生至今约有46亿年历史。生命是诞生在海洋里的，演化至今约有38亿年。在距今4亿年的时候，植物从海洋登陆，由此开始改变陆地荒芜景象。植物登陆之后，动物才有可能在陆地上生存发展。相对于海洋水体相对稳定环境，陆地上复杂多变且艰难的生存条件成为生命演化的强大外部驱动力。生物体内遗传物质在陆地复杂环境驱动下，其演化速度远比海洋生物要快，仅仅在四亿年时间里就演化出人类。

李老师用现代珊瑚骨骼与化石珊瑚做对比，讲述化石的形成。古生物作为生物演化的直接证据具有不可替代的科学价值。他特别讲述了活化石水杉的故事。根据命名法规，水杉是根据在地层里发现的化石命名的。在命名之后，在中国发现了活的植物水杉。因此，活化石与孑遗植物在科学内涵上是不同的。银杏就是孑遗植物，而不能够归为活化石。

李承森老师在古植物馆讲解话是植物的形成与科研价值

在李老师指导下，同学们观看和探究地质历史时期的不同化石植物，有蕨类、裸子植物、被子植物。他让大家用手持显微镜观察化石标本。他还讲解了化石植物在地质找矿和古地理、古气候、古生态环境研究方面的作用。李老师的讲解深入浅出，他还通过提出问题与同学们互动，打开了同学们的思路。比如通过化石植物叶片上的气孔分布密度和指数与现代同类植物的数据进行比较来推算古大气中二氧化碳浓度；还可以通过同一植物种类在青藏高原上的古今分布高度来推测高原的隆升幅度。针对这些研究方向和成果，同学们也提出问题，李老师给予耐心解答。同学们认为这些化石标本不仅讲述了远古生物世界的故事，还承载着老一辈科学家对同学们的热切希望，期待青年人投身科学研究事业。

多年来，北京八中与中国科学院植物所合作开展丰富多彩的植物科学教育与研学活动，取得丰硕成果，很多学生受益终身。八中同学们通过这次活动，在老科学家引领下，走进植物科学研究核心实验室，学习植物学术知识，激发了他们探索植物世界奥秘、学习植物科学的兴趣，感悟了科学研究魅力，启迪了学生的学习思维，培养发现问题与解决问题能力，提高了同学们的科学素养，。

同学们亲身感受到科研人员的辛勤工作，深深体会到何为科学探索精神，何为一丝不苟严谨仔细的工作态度，何为坚持不懈坚守初心的信念，何为发自内心追寻真理的力量。为此，同学们在心中生出对科学家的敬佩、崇敬与致敬！

此次活动在同学们心中播下爱好植物科学、学习植物科学的种子。我们期待这些种子萌发成长，诞生一代新人从事植物学研究，为祖国科学事业发展贡献力量。此次活动又是探索“馆校合作”优质社会资源在“双减”政策下，为科学教育做加法的新的高效、高值的教学方式。

感谢北京八中校领导和老师们，感谢植物所综合办公室和离退休办公室领导与同志们，在您们的大力支持下，此次研学活动圆满完成。

（中国科学院研学导师团、植物所分会、北京八中供稿）