生物学课外趣味实验 4页

·56·生物学教学2007年(第32卷)第3期生物学课外趣味实验成文奇(湖南省武冈市第二中学422400)本文所述的课外生物学实验,是指源于中学生课A,此时,即可观察到大烧杯中的红色液体在大气压的程内容的,师生易于就地取材和动手操作的,突出情景作用下被压入玻璃导管。当导管中的红色液体到达止和动态过程的,形象而又直观的生物学实验、趣味类似水夹B时,关闭活塞A,打开止水夹B,这时,即可观察实验或模拟实验。到大烧杯中的红色液体源源不断地抽入到水槽中。1创设教学情景———看实验教学在于创设教育情景。学生与生俱来的探究需要和获得新的体验的需要,要求教师应根据教学内容创设各种不同的教学情景。因此,在当今多媒体全面进入教学领域的时代,利用简单器皿和药品,创设一些富有情趣的课外实验应用于教学,则更易使学生进入特定的教学情境。如:1.1种子水泵实验讲种子萌发需要氧气时,可演示种子水泵实验:[操作]实验装置按下图1连接并检验气密性。图1演示前20min,将100g萌发态的小麦种子用纱布[原理]种子呼吸消耗大口瓶中的O2,产生的包好,并按图示方法悬挂于装有100mLNaOH溶液的CO2被NaOH吸收,从而使导管进水口与出水口之间大口瓶中。演示时,轻轻晃动大口瓶,同时打开活塞的液体形成了压力差。合液沿事先制好的模具一端倾注在其中一层(2～3mm(3)混合液熔化后立即停止加热,温度稍微降低左右);然后用小镊子将制备的昆虫标本从橡皮泥上取时,用玻璃棒轻轻搅动,让混在其中的气泡跑出。若有下,放在模具内注层上,用小镊子或解剖针小心调整标气泡产生,可用解剖针刺破。本至理想位置;待虫体不会发生漂移时将试管中剩余(4)用酒精清洗昆虫琥珀标本时不要把标本浸在混合液再加热,按同样方法注入模具,将昆虫标本完全酒精中,而要用左手捏住标本,用右手指沾点酒精,在覆盖,常温下静置。标本不透明的地方顺一个方向摩擦,直到看上去透明(5)脱模整形静置约3～5min后用解剖针轻刺为止,最好在3～4分钟内完成。混合液检查是否凝结,若混合液凝结变硬,即可脱模。(5)昆虫琥珀标本采用新鲜标本较好,因为其色脱模时将蜡纸揭下,然后用手指在模具中央轻轻按下,泽鲜亮,栩栩如生。标本即可脱落;脱模后,标本如有不平整,不理想之处,3讨论可用剪刀镊子修整;修整后,有些部分会毛糙,不透明,不受季节温度限制,适合在各季节制作,有利于普看不清里面的昆虫,因此,可用酒精清洗。遍推广。这一技术不仅在教学、科研、科普展览等方面(6)保存标本将昆虫琥珀标本放在标本盒内保具有重要作用,而且其工艺品也具有一定的经济意义,[2]存,保存时要避免接触强酸强碱,保持空气干燥。另如手机饰品、胸坠等。外,可在标本盒内相应的位置贴上标签,注明标本的名称,采集地点,采集日期和采集人姓名。参考文献2.5注意事项注意事项如下:[1]李典谟,伍一军等.2004.当代昆虫研究.第一版.北京:中国农业科学技术出版社,41(1)实验操作过程中应戴一次性口罩和手套,因[2]有保和.1996.制作人工琥珀的简易方法.生物学通报,31(1):38为加热熔化一次性培养皿和松香时会有刺鼻的气味散[3]吴志强等编.1994.动物学野外实习指导.南昌:江西高校出版发出来。社,119～126(2)在加热熔化时特别注意要用小火,并不断搅[4]刘凌云,郑光美主编.1998.普通动物学实验指导.北京:高等教拌,因为温度过高松香的颜色会加深,影响标本的透明育出版社,139度。\n生物学教学2007年(第32卷)第3期·57·1.2蝗虫复眼与单眼功能的实验蝗虫复眼与单眼功2.1人眼视网膜成像实验人眼视网膜上的像是能是否相同呢?可演示如下实验引导学生自主发现:“倒”像吗?可实验佐证:[操作]①用硬纸做一个长、宽、高均为10cm的[操作]①取二张黑色薄硬纸片,在其中一张纸片中无底纸盒,然后在纸盒的一侧面距底高2cm处开一个央偏上位置用针刺一个直径约2mm的小孔备用。②直径为4cm的逃逸孔,对应面也在距底高2cm处开一将点燃的蜡烛固定在桌面上,然后将刺有小孔的黑纸个直径1cm的通光孔备用。②将捕到的两只蝗虫编置于眼前约3cm处,并面向蜡烛的火焰,眼睛离蜡烛约号,其中蝗虫A用单面刀片削去复眼,并在复眼位置上15～20cm(如图2),此时由小孔透过来的光为火焰的涂上速干胶502,单眼不处理;B蝗虫用解剖针小心破正像。③将另一张黑纸置于眼和带孔的纸之间,并紧坏单眼并涂上速干胶502,复眼不处理。③将2只处理贴于带孔的纸由下而上慢慢移动。这时,可见针孔中后的蝗虫用纸盒罩住,纸盒外再罩一玻璃鱼缸,观察两的火焰由上而下地被遮住了。一般认为火焰应是由下只蝗虫的行为。而上逐渐被移动的黑纸遮住,但相反是由上而下逐渐[结果]3～4min后,蝗虫B能从逃逸孔逃出纸被移动的黑纸遮住了,这就说明在视网膜上成的像是盒。而蝗虫A时常在逃逸孔、通光孔边缘爬过或停留,倒立的像。但不能逃出纸盒,以上结果表明:蝗虫复眼和单眼的功[原理]小孔成像原理能不同,蝗虫的复眼既能感光又辩认物体,而单眼只能2.2尿素被脲酶水解的实验大豆种子含有脲酶吗?感光。可实验佐证:1.3胰岛素效应实验讲胰岛素的生理作用时,可演[操作]①取2支大试管编号,各加入20mL10%示胰岛素效应实验。的新制尿素溶液后,再各滴加两滴酚酞指示剂。②取[操作]①取2只1000mL的烧杯编号,然后A10g新鲜的大豆种子,分成两等份,其中一份直接放入烧杯中加入600mL天然水和1支医用胰岛素针剂;B研钵中磨成桨状,另一份煮熟后再用另一个研钵磨成烧杯中加入300mL10%的葡萄溶液备用。②取一尾桨状。③将鲜大豆桨状物倒入1号试管,熟大豆桨状体长约6cm的小鲫鱼放入A烧杯中,观察鲫鱼的行为物倒入2号试管约2min后,可见1号试管的溶液呈红反应。③当小鲫鱼出现昏迷后,迅速将鱼转入B烧杯色,而2号试管中的溶液颜色没有变化。中,观察小鲫鱼的行为反应。[原理]尿素在脲酶作用下产生NH3,而NH3溶[结果]①放入A烧杯中的小鲫鱼正常活动约于水后,溶液碱性增强。从而使酚酞溶液呈红色。8min后,小鲫鱼在水中突呈兴奋状旋转游动,继而鱼2.3花青素变色反应的实验某些植物花瓣颜色的体失去平衡,在水面侧泳或转体运动,最后逐渐失去运改变,与细胞液pH值有关系吗?可实验验证。动能力而进入昏迷状态。②将昏迷的小鲫鱼从A烧杯[操作]①用镊子从洋葱紫色鳞茎上撕上一小转入B烧杯中约5min后,小鱼逐步恢复正常。以上结片呈紫色的表皮,放在载玻片的水滴中,盖上盖玻片,果说明胰岛素有降低血糖浓度的作用。然后在显微镜下观察液泡的颜色。②从盖玻片的一侧2设置假说佐证———用实验滴入pH值约为4的醋酸,在盖玻片的另一侧用吸水纸假说是一种重要的科学方法,以实验佐证假说和引流,这样重复几次,使洋葱表皮细胞浸没在醋酸液猜想,不仅能为学生正确认识生命现象及其变化规律中,然后在显微镜下观察液泡颜色的变化。③从盖玻提供事实依据,而且能培养学生观察现象、发现问题、片一侧滴入蒸馏水,从另一侧用吸水纸吸去醋酸,在显分析和解决问题的能力和方法,更重要的是通过这一微镜下观察液泡颜色的变化。④从盖玻片一侧滴入过程,学生从中可获得丰富的情感体验和真知。如:pH值约为9的氨水,从另一侧用吸水纸引流,这样重复几次,在显微镜下观察液泡颜色的变化。[结果]步骤①可观察到细胞中的液泡呈紫色;步骤②可看到液泡由紫色逐步变成红色;步骤③可观察到液泡呈紫色,步骤④可观察到液泡由紫色逐步变成蓝色。以上结果表明:洋葱鳞茎紫色表皮细胞的液泡中存在有花青素,花青素在中性偏酸的条件下呈紫色,酸性条件下呈红色,碱性条件下呈蓝色。+2+2.4观察K、Ca对蛙心活动的调节作用实验讲图2无机盐平衡的意义时,学生质疑:钾离子、钙离子对维\n·58·生物学教学2007年(第32卷)第3期持心脏正常的兴奋性有重要作用吗?可实验佐证:的叶柄薄片上滴一滴蜗牛消化液,B载玻片的叶柄薄[材料]大蟾蜍,斯氏管,蛙解剖用具,线,脱脂片上滴一滴蒸馏水,然后分别盖上盖玻片并在显微下棉,烧杯,滴管,任氏液,1%KCl,2%CaCl2观察细胞的形状和细胞的轮廓。⑤约10min后,在显[操作]①离体蛙心和蛙心灌流装置制备。②微镜下再次观察细胞的形状和轮廓。+观察K对心脏活动的影响:在斯氏管内滴2滴1%KCl[结果]第二次观察可见:滴加蜗牛消化液的细2+溶液,观察蛙心的博动状况。③观察Ca对心脏活动胞形状变成了园球形,细胞壁的轮廓消失,而对照组细+的影响:用任氏液冲洗蛙心,清除K对心脏的影响,待胞形状未变,细胞壁轮廓清晰可见。实验说明:蜗牛消蛙心活动恢复正常后,在斯氏管内滴2滴2%CaCl2溶化液中含有纤维素酶,能分解细胞壁中的纤维素而使液,观察蛙心的博动情况。细胞破坏。[结果]滴加钾离子后,可观察到蛙心收缩能力3.3细胞为什么不能长得更大的模拟实验讲细胞逐渐减弱最后蛙心停止跳动,呈舒张状态。滴加钙离分裂时,学生质疑:细胞为什么不能长得更大呢?可通子后,可观察到蛙心收缩能力逐渐加强,最后心脏停止过以下实验和问题引导学生找到答案:跳动,呈收缩状态。[准备]①在2%的琼脂溶液中滴加几滴溴甲酚3引发结论拓展———做实验绿(一种指示剂,中性环境中呈蓝色,在酸性环境中呈及时发现学生知识和能力的新“生长点”,选择一淡黄色),使琼脂溶液呈蓝色。②向三支直径分别为些既源于课程内容,又能够引起他们探究兴趣的问题,15mm、18mm、25mm试管各注入3/4试管的蓝色琼脂引导他们进行课外实验或实践,必将进一步激发起学液,然后塞上试管塞并倒置放置。③待试管中的琼脂生对生物学的浓厚兴趣以及强烈的探究欲望。如:凝固后,打开试管塞,将三支试管的底部放入沸水中加3.1根在光照条件下形成叶绿体的实验植物的根热,通过空气膨胀将试管中的琼脂柱推出。④在直径因分布在土壤中,无光照条件,故细胞中一般无叶绿为25mm、18mm蓝色琼柱上各切下一段长3cm的小体。如果将根置于光照条件下,根细胞中能否形成叶段,分别作模拟细胞1和2,在15mm的蓝色琼脂柱上绿体呢?可课外探究:切下一段长3cm的小段和一段长2cm的小段,分别作[操作]①在最适期内(8月上中旬),先将一个模拟细胞3和4。1.25L的无色透明可乐瓶加工成高20cm,杯口直径约[演示]①将上述4个模拟细胞放入大培养皿10cm的培养杯。②将培养杯洗净,然后将吊兰繁殖体中,分别计算每个细胞的表面积与体积的比率。②往放入杯中并加满清水。③将装有吊兰繁殖体的培养杯培养皿中加入10%的硫酸并浸没4个细胞,观察4个放置在可光照的窗台上,并注意2～3天换一次水,定模拟细胞蓝色消褪的情况。待4号细胞蓝色全部消褪期观察根的生长情况。后,测量并计算其余3个模拟细胞呈蓝色部分的表面[结果]在室温条件下吊兰根部发育很快,1周积和体积。可生长10cm左右,约1个月,即可形成一定分枝的须[讨论]①如果琼脂柱是活细胞,硫酸是生命的根系。其根系不垂直向下,而是随太阳光线倾斜。如养料,通过观察,你看到了什么现象,能得到什么结论?果转动培养杯,改变方向,根系也随之改变,并且每条②细胞在生长过程中,细胞表面积与体积的比率有何变侧根都呈绿色。通过做根横切面徒手切片观察。皮层化?这一过程对细胞与外界环境进行物质交换有何影细胞中有较多叶绿体分布。此实验可以证明,根在光响?你认为活细胞将通过哪种方式来解决这一矛盾?照条件下也能形成叶绿体。3.4观察草履虫的食物泡教材叙述:草履虫通过口3.2蜗牛消化液消化纤维素的实验蜗牛是蔬菜的沟处纤毛的摆动将食物摄入口沟,随后食物经胞咽,进一大天敌,它能消化纤维素吗?可实验探究:入草履虫体内,形成食物泡。那么,怎样才能观察到食[操作]①在野外采集数只体型较大的蜗牛。物泡呢?可做如下实验:②将蜗牛外壳除去,露出内脏团,自其左侧头颈部剪开表皮,使其呈棕色的嗉囊露出。然后用一次性注射器刺入嗉囊,抽取出褐色消化液并保存在小瓶中备用。(注:一只蜗牛可抽出1mL左右的消化液;解剖完毕必须清洗双手及器械,以防感染蜗牛体内可能存在的寄生虫)。③用刀片从小白菜叶柄的横切面切取2片薄片,分别置于A、B两张载玻片的中央。④在A载玻片图3\n生物学教学2007年(第32卷)第3期·59·谈食物网中能量传递的计算游隆信(浙江省松阳县第一中学323400)摘要探讨了食物网中能量传递计算的方法———“顺算法‘和”逆算法“,指出教学中对知识的总结应在学生认知规律的基础上,用最简单的方式加以归纳。同时食物中能量传递的计算应以食物链的计算为基础。关键词食物网能量传递计算顺算法逆算法食物链关于生态系统能量流动的计算,有作者曾提到用计算,后相加即可。本文分析的食物网指各食物链营[1～2]“倍率法”进行“放大”和“缩小”的计算,对教学起养级数不同的情况。到了很大的启发作用。但是,教学中对知识的总结,应2食物网中能量传递的计算归类分析在符合学生的认知规律的基础上,以最简单的方式加2.1未给出明确传递效率的能量传递的计算涉及以以归纳,食物网中能量传递的计算应以食物链为基础下几类试题:进行,为此,本文对食物网能量传递计算的理解予以阐(1)未给出传递效率和其它条件的食物网能量传述,以期对广大教师的教学有所帮助。递的计算这类试题中一般只出现“最多”、“最少”的1对能量传递效率计算公式的总结字样,没有明确的传递效率和相关条件,这时可根据下人的思维的发展是由形象思维过渡到抽象思维,面的规律进行计算:顺算:最少(最长食物链、最低效率学生一般更习惯于形象思维。因此,直接按“顺”和1/10)、最多(最短食物链、最高效率1/5);逆算:最多“逆”的思维方法总结公式,更符合学生的思维特点。(最长食物链、最低效率1/10)、最少(最短食物链、最1.1顺算法已知低营养级生物同化的能量,计算高高效率1/5)。营养级生物获得的能量。例1:在图1所示的食物网中,若已知人的体重增nn公式:m×(1/10)(最少)～m×(1/5)(最多),加1Kg,求最少消耗多少千克水藻?若水藻同化了其中m为低营养级生物同化能量数,n为能量传递的100000kg有机物,则人最少可增加多少体重?次数(n可通过计算食物链中的箭头数得出)。如初级消费者同化了1000kg有机物,则三级消费者最少可获2得的能量为1000×(1/10)=10kg,最多可获得的能量2为1000×(1/5)=40kg。1.2逆算法已知高营养级生物同化的能量,计算低营养级生物需同化的能量。解析:第一步为逆算,最少为最短食物链,最大传-n-n递效率。最少消耗水藻为1×(1/5)-2=25kg。第二公式:m×(1/10)(最多)～m×(1/5)(最少),m、n含义同上。如次级消费者同化了1kg有机步为顺算,最少为最长食物链,最小传递效率。人最少-2可增加的体重为100000×(1/10)5=1kg。物,则生产者需要同化的有机物最少为1×(1/5)=-2(2)未给出传递效率但给出传递条件的食物网能25kg,最多为1×(1/10)=100kg。逆算公式虽然在计算时增加了转化的步骤,但符合学生的思维习惯,能量传递的计算试题中除有“最多”、“最少”等字样尽量减少计算的错误。外,还有其它条件的限定。上述公式对单条食物链和食物网的计算均适用,逆算:这类题目常常会给出如“后一营养级的能量单条食物链和各食物链营养级数相同的食物网直接运有1/3来自a生物,2/3来自b生物”、“一种生物摄食用上述公式,其它食物网只需对单条食物链先用公式不同食物的能量传递相等”等条件。[操作]①从草履虫培养液的表层吸一滴培养去头发,使盖玻片与载玻片通过吸剩的少量液体而紧液滴在干净的载玻片中央后,再用1mL的滴管吸0.贴在一起,以便大大降低草履虫的移动能力。④将制04mL1%洋红溶液加滴在载玻片的培养液中。②取一好的装片置于显微镜下,先用低倍镜观察,然后转用高根细头发丝(略长于盖片长度)以垂直于载玻片长边倍镜仔细观察。的方向放于培养注液右边(如图3),然后轻轻盖上盖[结果]约6～8min后在高倍镜下即可看到鲜红玻片并使头发丝压在盖玻片下。③取小块滤纸,在盖的食物泡在细胞质中缓缓移动的现象。玻片右侧边缘吸去盖玻片下多余的水分,然后迅速抽