“草履蟲(chóng)趨性”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與拓展

劉 怡

(北京第八中學(xué) 100033)

楊青青*

(北京教育學(xué)院 100044)

1 原實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

“草履蟲(chóng)趨性”實(shí)驗(yàn)，在人教版教材(七年級(jí)上冊(cè))第69頁(yè)是以“課后練習(xí)”的形式呈現(xiàn)，要求學(xué)生分析食鹽和牛肉汁刺激后草履蟲(chóng)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。在北京版教材(七年級(jí)上冊(cè))是以“學(xué)習(xí)活動(dòng)”的形式呈現(xiàn)，要求學(xué)生在觀察草履蟲(chóng)的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，滴加墨汁觀察食物泡，滴加稀釋醋酸觀察草履蟲(chóng)的反應(yīng)。在教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)有以下問(wèn)題影響著實(shí)驗(yàn)與教學(xué)的效果。

1.1 問(wèn)題一 在“草履蟲(chóng)趨性”觀察實(shí)驗(yàn)中，將載玻片放置在深色桌面背景下，用肉眼借助放大鏡進(jìn)行觀察，觀察效果比較受外界光線(xiàn)因素的影響，不易看清楚，尤其是持續(xù)觀察會(huì)比較費(fèi)力。

1.2 問(wèn)題二 觀察草履蟲(chóng)對(duì)刺激物的反應(yīng)時(shí)，選擇的刺激物是“稀釋的醋酸溶液”。據(jù)文獻(xiàn)資料，醋酸溶液濃度稍高會(huì)很快殺死草履蟲(chóng)，而低濃度的醋酸溶液不容易精確配置。另外，按照該實(shí)驗(yàn)的觀察要求，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不容易表述。在觀察食物泡的形成和細(xì)胞中的流動(dòng)情況實(shí)驗(yàn)，其建議滴加墨汁觀察形成的黑色食物泡。但墨汁并非草履蟲(chóng)的正常食物，而且周?chē)h(huán)境也會(huì)變成深色，導(dǎo)致對(duì)比不明顯而影響觀察效果。

1.3 問(wèn)題三 實(shí)驗(yàn)中選擇食鹽顆粒和牛肉汁為刺激物，對(duì)兩者加入的量不容易控制，食鹽顆粒溶解也較緩慢，牛肉汁較渾濁影響觀察，而且都無(wú)法定量研究。

2 對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)

2.1 觀察裝置的改進(jìn) ①裝置構(gòu)造及原理：如圖1所示，裝置上方帶缺口的深色蓋板就是放置載玻片的地方，蓋板是可以活動(dòng)的。打開(kāi)后，下方有一個(gè)深色背景的小槽，小槽的兩側(cè)安有兩個(gè)發(fā)光二極管。小槽下方其實(shí)就是一個(gè)兩節(jié)五號(hào)電池供電的帶開(kāi)關(guān)的并聯(lián)電路。不用放大鏡，將載玻片直接放置在觀察裝置的水平鏤空蓋板上，打開(kāi)控制下方兩側(cè)光源的開(kāi)關(guān)，即可直接觀察。②裝置優(yōu)點(diǎn)：將載玻片在黑色背景下懸空，增加對(duì)比度，更適合觀察；在載玻片的下方安裝了兩個(gè)側(cè)燈增加側(cè)光源，這樣就可以不用借助放大鏡看到培養(yǎng)液滴中的小白點(diǎn)也就是草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)。

圖1 觀察裝置整體外觀

2.2 趨性刺激物選擇 ①正趨性：刺激物選擇的是綠色小球藻培養(yǎng)液(濃度可稍高些)。選擇小球藻的原因：一是草履蟲(chóng)對(duì)其表現(xiàn)的趨性現(xiàn)象明顯；二是草履蟲(chóng)可以取食小球藻。所以，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步觀察草履蟲(chóng)如何取食的興趣。②負(fù)趨性(為主)：刺激物選擇的是濃度分別是20%、10%、5%、2%的酒精溶液。酒精溶液的優(yōu)點(diǎn)是短時(shí)間就能看到明顯的效果，在不同濃度的酒精刺激下，草履蟲(chóng)的趨性反應(yīng)速度是不同的。因此，可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行不同濃度酒精刺激下的定量研究。

為了控制所加刺激物的量的多少，滴加刺激物的滴管可選用毛細(xì)滴管。如果要進(jìn)行定量研究，還可在探究實(shí)驗(yàn)中改用移液槍滴加草履蟲(chóng)培養(yǎng)液和刺激物(本實(shí)驗(yàn)中草履蟲(chóng)培養(yǎng)液定量在35 μL，刺激物定量在20 μL)。連通培養(yǎng)液與刺激物時(shí)，用牙簽從培養(yǎng)液往刺激物液滴方向連通，以避免因刺激物液體向培養(yǎng)液的流動(dòng)而產(chǎn)生推動(dòng)力干擾草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)。顯微觀察草履蟲(chóng)取食小球藻時(shí)，可先在載玻片上滴加一滴草履蟲(chóng)培養(yǎng)液，放置在冰箱冷藏10～15 min，取出后在液滴上放置少量棉花絲，再滴加一滴小球藻培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片即可觀察。

3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后效果

3.1 小球藻刺激趨性實(shí)驗(yàn)效果 大約在15～20 min后，草履蟲(chóng)大多聚集在小球藻周?chē)?，表現(xiàn)為正趨性。學(xué)生在顯微鏡下很容易觀察到草履蟲(chóng)取食小球藻，形成綠色食物泡以及食物泡在體內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程。方法簡(jiǎn)便，也可減少對(duì)草履蟲(chóng)的傷害。

3.2 酒精刺激草履蟲(chóng)趨性效果 在不同濃度的酒精刺激下，草履蟲(chóng)的趨性反應(yīng)速度不同：一定范圍內(nèi)，濃度越高反應(yīng)速度越快。當(dāng)酒精濃度達(dá)到20%時(shí)，草履蟲(chóng)大多在1～2 min之內(nèi)遠(yuǎn)離酒精，而未逃離的草履蟲(chóng)便很快死亡；在10%和5%濃度下，大約遠(yuǎn)離的時(shí)間在3～5 min，未遠(yuǎn)離酒精的草履蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)速度也有所減慢。而在低濃度2%的酒精溶液刺激下，草履蟲(chóng)則表現(xiàn)出來(lái)相反的結(jié)果，即在2%酒精溶液的刺激下，草履蟲(chóng)表現(xiàn)為正趨性，都朝靠近酒精的培養(yǎng)液液滴以及酒精液滴聚集，且運(yùn)動(dòng)速度加快。