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        探究酒精對水蚤心率影響實驗改進(jìn)

        2018-01-09 11:01:46肖琪劉春燕蔡金紅王重力
        科教導(dǎo)刊·電子版 2017年32期
        關(guān)鍵詞:酒精實驗

        肖琪+劉春燕+蔡金紅+王重力

        摘 要 “酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響”探究實驗是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《生物學(xué)》(人教版)八年級下冊第八單元第三章第二節(jié)中的一個探究實驗。其目的是通過酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響,說明酗酒和吸煙對身體的危害,從而引導(dǎo)學(xué)生選擇健康的生活方式。在教材中選用的實驗材料為水蚤,但是在實際操作中,水蚤由于自身生長環(huán)境和條件限制,存在不易尋找和培養(yǎng)、實驗結(jié)果易受外界影響等不足,針對以上問題,筆者采用清道夫作為實驗材料進(jìn)行實驗改進(jìn),現(xiàn)將改進(jìn)實驗結(jié)果進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞 水蚤心率 酒精 實驗

        中圖分類號:G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        1實驗過程

        1.1實驗材料的選擇與制備

        實驗中可選用從市場中4~5cm長的琵琶清道夫(Hypostomus plecostomus)作為實驗材料。其屬鲇魚科,又名吸盤魚、琵琶魚、吸口鰓,原產(chǎn)南關(guān)洲,雜食偏草食性,以魚類糞便、箱中藻類為食。琵琶清道夫心臟清晰可見,數(shù)心跳很方便。我們將清道夫放在透實驗中應(yīng)選腹部為透明、可見心臟跳動的清道夫為佳,便于學(xué)生觀察計數(shù)。

        1.1.1實驗材料

        小魚準(zhǔn)備5條(其中1條備用);有小孔的培養(yǎng)皿4個;

        酒精濃度體積分?jǐn)?shù)為40%的食用酒20ml,分別稀釋為10%、5%、1%;少許棉花;膠頭滴管一個;計時器1個;鉛筆1支;記錄紙1張。

        1.2 實驗操作

        (1)固定小魚。從水中撈出清道夫,將其放在用鐵釘扎好的培養(yǎng)皿中,用棉花覆蓋在表面,滴入少許清水將其固定,使其口位于培養(yǎng)皿的孔中。

        (2)飼喂食用酒。用膠頭滴管分別往培養(yǎng)皿小孔處,滴入5滴濃度為1%、5%、10%的食用酒。

        (3)設(shè)置對照。同時喂給一條小魚5滴清水作為空白對照。

        (4)觀察記錄。兩分鐘后,分別計數(shù)小魚在一分鐘內(nèi)的心跳頻率。一人用計時器計時,時間1分鐘;另一人用鉛筆在記錄紙上打點記錄,每當(dāng)觀察到心臟搏動一次,打一個點。到時間停止打點以后,數(shù)記錄點的個數(shù)。注意:區(qū)分重復(fù)的記錄點。

        1.3實驗結(jié)果

        利用肉眼進(jìn)行觀察計數(shù),對受過不同酒精濃度的清道夫在一分鐘內(nèi)心跳頻率進(jìn)行3次計數(shù),得到以下實驗結(jié)果。

        2對比與分析

        根據(jù)實驗過程及結(jié)果發(fā)現(xiàn),喂給不同濃度的酒精,心跳頻率加快程度有所區(qū)別。根據(jù)以上結(jié)果,經(jīng)過分析,得出以下結(jié)論。

        2.1循環(huán)方式不同

        水蚤的開管式循環(huán)系統(tǒng)為血液流經(jīng)心臟、動脈流入血腔或血竇,流經(jīng)各組織、器官,再由心孔回心。

        魚類的血液循環(huán)系統(tǒng)是由背血管,腹血管,心臟和遍布全身的毛細(xì)血管網(wǎng)組成一個封閉的系統(tǒng),與人的循環(huán)方式為閉管式循環(huán),實驗結(jié)果更貼近客觀事實。

        2.2實驗結(jié)果的影響因素

        相比開管式循環(huán),更能迅速有效地完成營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運輸。以水蚤最為實驗材料,必須考慮四個實驗因素。第一,水蚤的大小。一般同種的水蚤,年幼的個體比成熟的個體心率要快,衰老的水蚤心率更慢;小型的水蚤比較大的水蚤心率要快。第二,溫度的影響。在水溫偏高的情況下,水蚤的心率比在水溫低時要快。第三,水體的影響。水體中富含氧,水蚤的心跳比缺氧的要慢。第四,營養(yǎng)狀況的影響。飽食的水蚤心率快,饑餓的水蚤心率慢。第五,壓力的影響。水蚤體型小,需在顯微鏡下才能觀察到心臟的跳動,操作過程復(fù)雜,且制成裝片后水蚤心臟因受壓迫會逐漸停止跳動,影響實驗結(jié)果。

        以琵琶清道夫為實驗材料,可以有效避免這些實驗因素的影響。琵琶清道夫體型較大,肉眼即可觀察到心臟的跳動,溫度、氧氣含量的變化對清道夫心跳的影響不大,在飽食或饑餓的情況下,清道夫的心跳頻率無明顯變化。且以清道夫為實驗材料的實驗過程中,不需要制作臨時裝片,用沾濕的棉花覆在清道夫背部,既可保持清道夫體表濕潤,保護(hù)清道夫避免傷害,又能使清道夫處于有氧環(huán)境中,保持正常呼吸,便于培養(yǎng)學(xué)生對小動物的關(guān)愛之心。

        2.3心跳計數(shù)

        以水蚤為實驗對象,在實驗過程中,制作臨時裝片時間的長短、蓋玻片對水蚤的壓力、戲水后剩余的氧氣和有氧物質(zhì)的多少、學(xué)生找到心跳的時間長短、學(xué)生計數(shù)的時間等因素都會直接導(dǎo)致水蚤死亡,間接影響實驗計數(shù)的結(jié)果。琵琶清道夫的腹部多為透明,肉眼可見其心臟,一收一張即為一次心跳,學(xué)生計數(shù)起來較為容易,且心臟跳動頻率較水蚤慢,以分鐘為計數(shù)單位,便于學(xué)生計數(shù)。

        3酒精對機體的生理作用

        3.1酒精對機體肝臟的作用

        酒精(C2H5OH)代謝與糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝不同,后三大物質(zhì)在代謝過程中合成人體生命的必需物質(zhì),并產(chǎn)生物質(zhì)代謝和生命活動所需的能量,過多的能量以高能磷酸鏈的形式儲存起來以供機體需要。肝臟作為酒精代謝的主要場所,酒精代謝過程中產(chǎn)生的乙醛,乙醛的代謝過程使肝細(xì)胞內(nèi)的線粒體及滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生大量的H+,高濃度的H+使線粒體的有氧呼吸第二、三階段無法正常進(jìn)行同時。酒精代謝過程是一種耗能過程,它產(chǎn)生大量的熱能,但機體不能利用,只能加強肺、腎、心臟、胃腸道的活動而將其排除,勢必消耗機體的大量三磷酸腺苷(ATP),使人感到疲勞無力。

        3.2酒精對心血管作用

        酒精對心臟具有雙重作用。低濃度酒精對心臟有興奮作用,而高濃度的酒精對心臟的影響則相反,減少冠脈流量,同時對心肌細(xì)胞的功能造成一定的阻礙。長期大量飲酒可致使心臟擴大、心室擴張、肥厚及附壁血栓,能夠增大冠脈流量,左心室收縮功能下降,收縮壓升高, 脈壓加大, 致使心臟外周血管阻力下降,皮膚血管擴張而內(nèi)臟血管收縮,心肌耗載量增加,因此冠脈血流增加,導(dǎo)致心輸出量增多,氧的代謝量升高。

        3.3酒精對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用

        經(jīng)研究證明乙醇的代謝產(chǎn)物乙醛對腦神經(jīng)組織有毒性作用。乙醛代謝時所需的酶類是腦內(nèi)正常氨類神經(jīng)介質(zhì)合成時所需的酶,因而乙醛合代謝競爭性地抑制了腦內(nèi)正常神經(jīng)介質(zhì)的形成。因而在飲酒初期,機體會通過自身的代謝,合成大量的神經(jīng)遞質(zhì)以減弱乙醇對機體的影響,飲酒者表現(xiàn)較為興奮。但經(jīng)大量飲酒后,飲酒者腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)減弱至一定程度后,表現(xiàn)出對外界的刺激反應(yīng)遲緩、呆滯,因而,酒后駕車多發(fā)交通事故。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 劉凌云,鄭光美.普通動物學(xué)[M].高等教育出版社,2009.

        [2] 張雪玲.“酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響”探究實驗的拓展[J].中學(xué)生物學(xué),2007(08).endprint

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