全国青少年科技创新大赛获奖作品-科技小论文

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全国青少年科技创新大赛获奖作品-科技小论文-1

案例一: 光谱脉冲周期扫描环境对植物生长的影响的研究

第17届全国青少年科技创新大赛一等奖

提高植物能量利用率？

加快蔬菜瓜果中农药残留的降解？

如何通过调控光环境提高蔬菜瓜果规模生产的效率和品质？

如何通过先进的工业技术促进我国农业产业化的发展？

质疑，思考，分析，研究，我们提出一种新的植物优化工业平台。

1．太阳光谱是吸收光谱，它受到大气层中不断运动的水蒸汽、冰晶、烟雾等物质的影响，客观上形成一种脉冲式周期扫描组合光谱cpsps。

2．自行设计并制作出光强度小于5%太阳光的cpsps平台。

3．通过调控脉冲周期、扫描周期、光质；测定在cpsps中植物的各项生长指标、营养状况；研究cpsps对植物生长的影响。

经科技查新检索，证实本课题研究属国内首创。

1．在光强度小于5%太阳光的人造cpsps中，植物呈现优化生长趋势。出芽速度加快，

叶片面积更大，更厚，花期更长，植株更高，更壮。

2．在cpsps中，植物在单位时间内合成更多的可溶性糖和蛋白质。而在单位质量内的糖

与蛋白质减少。形成一种健康食品。

3．Cpsps有利于植株创伤的修复与再生。

4．Cpsps可加速农药的降解。

在我们的这个课题中，我们设计，制造出了一种新的光环境CPSPS。CPSPS具有低能耗、脉冲式周期扫描、色光组合三大特性，我们通过试验发现在CPSPS中，

植物培植能够得到高效优化，农药的降解速度加快。

我是在高一的时候开始研究的，我们学校一向鼓励学生积极参与研究性学习，选择自己的课题研究，我呢，当时就选择了这一个在物理、化学、生物和农业产业交叉点上的课题。

目前，“民以食为天”嘛，农业生产、产品在老百姓的生活中涉及面非常广，农业是中国最大的基础产业，而中学生在农业上的科技技术研究又是非常之少。

因此在高一选题的时候，我本身是学奥林匹克竞赛物理的，我就想运用我的新想法，以及本身物理化学知识，在农产业，植物学方面进行究。

过去人们多是通过化学、生物方面的技术来实现对植物的影响，我现在要运用一种物理的手段，选择通过调控植物生长的光环境，从而提出一种新的植物培植模式。新的光环境CPSPS是相对于一般的太阳光环境来说的，“植物生长靠太阳”嘛。我们都知道，太阳光是七色光，它是一种色光组合，而太阳在照射到地面上来的过程中，由于各层大气的影响，在某一程度上，它是以一种脉冲式周期扫描组合光谱的形式作用于地球上的植物上的，于是我参考太阳光的这一些性质作为我的新的光环境的特性来研究其对植物生长的影响。在另一个方面呢，CPSPS的光强度非常小，仅为太阳光的5％以下，通过用光度计测量，在CPSPS中的光强度是几百勒克斯，而在中午，太阳光光照度可达十几万勒克斯。CPSPS 的耗能非常低，这是我们课题的原创性。经过有关部门的联机检索查新，已经证实了本课题属于国内首创。

在这个新型的课题研究中。在刚刚起步的时候。我们主要是联系了有关的机构，找来了大批的植物广泛地开展试验，品种有生菜，仙人掌，银龙球等等，每一种植物我们设置了对照组和试验组，对照组的植物种植在温室里自然光条件下；试验组的植物种植于CPSPS 中，在一段时间之后我们就观察到了令人非常令人惊喜的现象。我们注意到小昆虫，好像小青虫，蚂蚁什么的，特别爱吃我们的试验材料，然后我们就想，在植物的内部的生长结构是怎么样的呢？有没有变异？还有它们的营养成分又是什么样？

我们联系了华南师范大学生命科学院的实验室和导师，我检定了植物中可溶性总

糖和总蛋白质的含量，比较分析之后发现，在CPSPS中，植物在单位时间内合成更多的有机物，但是在单位质量中合成的有机物却是减少。经过学习，请教了专家之后，我们认为CPSPS可以为人类生产健康食品提供一个新的开发方向。我们开始怀疑，植物的生命系统，植物体内电子的转移，会不会因为CPSPS，而己经受到了重大的影响？

今后，随着我知识学习的深入，相信能够彻底地深入到分子水平上去研究CPSPS作用于植物的机理，为我们的试验现象做出科学的论证。科学探索的过程中，有时真是“无心插柳柳成荫”，我们不断遇到新的问题，于是又派生出了好多的子课题。因为CPSPS中的农药失效，我们发现了CPSPS可以大大地加速农药的降解，我们也写出了有关的讼文。因

为CPSPS中的被折断的白菜还能成活，我们发现了CPSPS对植物的创伤有修复和再生的

作用……等等。

CPSPS是一个让人期待的新事物试想将来，在大棚和蔬菜工厂里，CPSPS优质、健康的

植物快速地生长起来，消耗能量非常低的CPSPS仅利用无成本太阳光能源，便可昼夜投

入生产，试想因为拥有轻便的CPSPS装置，老百姓不必担心农药残留所引起的中毒，我

国的食品加工和药品制作业也能够更加顺畅地走向世界。还有载人航天飞船、潜水艇、核动力潜艇、深海探索、南极工作站等特殊的工作空间里，CPSPS将大受工作人员的欢迎……

案例二: 洗洁精对金鱼生活的影响（动植物学获全国一等奖）

洗洁精似乎成为了人们日常生活中一种不可缺少的必备品。然而其带来的有害影响也不容忽视，其残余物直接排人江河中，日积月累自然会给其中的动植物的生长带来不利的影响。为了更为直观地说明其危害，我们利用金鱼作为实验材料，通过对其在相应洗洁情溶液中的行为及有关生理指标（呼吸频率、耗氧量等）的测定，来证明洗洁精对水生生物乃至其他生物，包括人类带来的危害。

洗洁精的主要成分是一类人工合成的表面活性剂，例如洗洁精中的烷墓苯磺酸钠，其去垢机理是通过其分子疏水端亲和污垢（多为脂质），亲水端溶于水，达到使污垢分散于水中而被冲洗的目的。但这种物质也会同样作用于脂质的细胞膜，使膜崩解而细胞死亡。实验过程中，金鱼鳃部的表面细胞也因此而遭受破坏，从而使得鱼的鳃部气体交换明显下降。

由此可见洗沽精对鱼的致害机理主要表现在其对呼吸的阻滞作用，最终因窒息而死亡。在实验过程中，我们发现实验鱼有表皮角膜脱落和体表及眼球褪色现象，可能是因为洗洁精中的表面活性剂及氯化物（用于氧化杀菌）的作用。当然在自然水域中、因为没有如此高的浓度及如此长的作用时间，因而表现没有如此明显，但其致害性是客观存在的。

另外，洗洁精内还含有大量的磷酸盐（如三聚磷酸钠）长期富集，可使水体出现富营养化，这样必将破坏水域生态系统的原有平衡。

我们希望洗洁梢的生产厂商能将成份进行改进，除去其中的有害成份；另外，提倡利用无污染的清洗物品，如肥皂，便是一种无污染无害又环保的物品，因为它的原料是存在于植物或动物的脂肪之内，易于生物降解；也可以考虑利用酶作为去污剂，降解污垢中的蛋白质和脂质（利用生物发生器产酶可能降低成本）。

专家评语：

本文通过洗洁精对金鱼生活的影响，探索洗洁精对人类生话约利与弊。实验设计合理，理论联系实际，有一定的科学意义和现实意义。