張建峰

(江蘇省南通市通州區(qū)通海中學(xué) 226311)

最近一道關(guān)于草履蟲對(duì)外界刺激做出反應(yīng)的試題在本地教師中引起激烈的討論。原題如下：為探究草履蟲對(duì)刺激的反應(yīng)，小明制作了如圖1所示的臨時(shí)裝片，用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)草履蟲將( )。

A. 從左向右運(yùn)動(dòng)

B. 從右向左運(yùn)動(dòng)

C. 不運(yùn)動(dòng)

D. A、B、C皆有可能

圖1 觀察草履蟲對(duì)刺激反應(yīng)的臨時(shí)裝片

1 對(duì)于本題的爭(zhēng)論

爭(zhēng)論的內(nèi)容集中在兩個(gè)方面：草履蟲到底往哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)以及本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇哪種儀器。

1.1 草履蟲到底往哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng) 草履蟲具有趨利避害的特性，因此在培養(yǎng)液中加入了食鹽顆粒這種有害物質(zhì)后，草履蟲會(huì)向清水方向運(yùn)動(dòng)。草履蟲在圖1中的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該是從左向右運(yùn)動(dòng)。若是在顯微鏡下操作，看到的應(yīng)該是倒像，且運(yùn)動(dòng)方向從右向左。問題是：本次實(shí)驗(yàn)用顯微鏡是否合適。

1.2 本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇哪種儀器 關(guān)于實(shí)驗(yàn)使用哪種器材，存在著三種不同的觀點(diǎn)：①放大鏡。根據(jù)要求，探究草履蟲對(duì)外界刺激作出的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)使用的儀器為放大鏡，本實(shí)驗(yàn)只需要觀察到草履蟲的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而無(wú)需觀察草履蟲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而且顯微鏡鏡頭與載玻片距離過(guò)近，影響實(shí)驗(yàn)的操作，因此使用放大鏡即可。②顯微鏡。顯微鏡放大物像的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)放大鏡，在實(shí)驗(yàn)中使用顯微鏡可以更加清楚地觀察到草履蟲的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)顯微鏡的使用也是學(xué)生必須掌握的技能，因此，在實(shí)驗(yàn)中使用顯微鏡可以起到一舉兩得的效果。③解剖鏡。解剖鏡有如下特點(diǎn)：成像具有三維立體感，放大倍數(shù)介于顯微鏡和放大鏡之間；圖像是正立的，便于觀察和操作；鏡頭與工作距離很長(zhǎng)，適合滴液、連通等操作。因此選用解剖鏡比較合適。

2 關(guān)于爭(zhēng)論的驗(yàn)證

對(duì)上述三種觀察儀器進(jìn)行了驗(yàn)證。在驗(yàn)證過(guò)程中，利用手機(jī)、照相機(jī)、電子目鏡等設(shè)備隨時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行拍照記錄。

2.1 用放大鏡觀察 放大鏡是教材中指定的觀察儀器。實(shí)驗(yàn)室常用放大鏡的規(guī)格為手持式3×放大鏡，通常用在觀察精度不高，或者被觀察物體的結(jié)構(gòu)比較大的情況下。例如，觀察蝗蟲、觀察較大的花、種子的結(jié)構(gòu)等。

根據(jù)圖1所示，在載玻片上滴加草履蟲培養(yǎng)液和清水，并連通兩滴液體后，就可以置于放大鏡下觀察。本次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采用的草履蟲為網(wǎng)購(gòu)大草履蟲。在觀察時(shí)，可以將手機(jī)攝像頭緊貼在放大鏡上，搭建如圖2所示簡(jiǎn)易裝置，即可觀察記錄到添加食鹽顆粒前的畫面(圖3)。

圖2 手機(jī)與放大鏡結(jié)合的觀察裝置

圖3 添加食鹽顆粒前的圖像

大草履蟲的體長(zhǎng)有180～280μm，人眼能分辨的最小距離為100μm，人們憑肉眼就能觀察到草履蟲。所以，用放大鏡可以很清楚地觀察到草履蟲的運(yùn)動(dòng)狀況。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在加入食鹽前，草履蟲在培養(yǎng)液中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。當(dāng)連通培養(yǎng)液和水滴后，發(fā)現(xiàn)少量草履蟲向清水中移動(dòng)，大部分仍然留在培養(yǎng)液中。在培養(yǎng)液側(cè)加入食鹽顆粒后，草履蟲迅速向清水側(cè)移動(dòng)，表現(xiàn)出趨利避害的特性。因此在使用放大鏡觀察的時(shí)候，草履蟲的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺淖笙蛴疫\(yùn)動(dòng)。

2.2 用顯微鏡觀察 將制作好的載玻片置于顯微鏡載物臺(tái)上，用低倍鏡進(jìn)行觀察。在觀察前，將目鏡取下，把連接好電腦的電子目鏡安裝在目鏡位置，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕來(lái)觀察視野中的變化，并隨時(shí)拍下圖像。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)在低倍鏡下，由于物鏡與載玻片的距離太近，在進(jìn)行連通液滴等操作時(shí)比較困難，很容易污染鏡頭，而且視野中無(wú)法同時(shí)觀察到兩個(gè)液滴(只能觀察一滴液滴中的部分區(qū)域)。因此，在本實(shí)驗(yàn)中，使用顯微鏡不是合理的選擇。

2.3 用解剖鏡觀察 通常生物實(shí)驗(yàn)室使用的解剖鏡放大倍數(shù)為10×左右。當(dāng)把載玻片放置到解剖鏡下觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)在解剖鏡的視野中只能觀察到一滴液滴的范圍，無(wú)法觀察到草履蟲在兩滴液滴中的運(yùn)動(dòng)情況。不過(guò)，若實(shí)驗(yàn)室配備的解剖鏡放大倍數(shù)從2×到40×可選，則選用低倍觀察，效果比放大鏡更好。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)可選用放大鏡或低倍的解剖鏡，在此前提下，觀察到的草履蟲的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該是從左向右。

*前文受翰思科學(xué)儀器公司關(guān)注*