探究酒精對水蚤心率影響實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

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(shí)驗(yàn)是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(gè)探究實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)材料為水蚤，但是在實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，現(xiàn)將改進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 水蚤心率 酒精 實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1實(shí)驗(yàn)過程

1.1實(shí)驗(yàn)材料的選擇與制備

實(shí)驗(yàn)中可選用從市場中4～5cm長的琵琶清道夫（Hypostomus plecostomus）作為實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)選腹部為透明、可見心臟跳動的清道夫?yàn)榧?，便于學(xué)生觀察計(jì)數(shù)。

1.1.1實(shí)驗(yàn)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(gè)；

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(gè)；計(jì)時(shí)器1個(gè)；鉛筆1支；記錄紙1張。

1.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì)數(shù)小魚在一分鐘內(nèi)的心跳頻率。一人用計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，時(shí)間1分鐘；另一人用鉛筆在記錄紙上打點(diǎn)記錄，每當(dāng)觀察到心臟搏動一次，打一個(gè)點(diǎn)。到時(shí)間停止打點(diǎn)以后，數(shù)記錄點(diǎn)的個(gè)數(shù)。注意：區(qū)分重復(fù)的記錄點(diǎn)。

1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用肉眼進(jìn)行觀察計(jì)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(jì)數(shù)，得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2對比與分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(gè)封閉的系統(tǒng)，與人的循環(huán)方式為閉管式循環(huán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近客觀事實(shí)。

2.2實(shí)驗(yàn)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(yùn)輸。以水蚤最為實(shí)驗(yàn)材料，必須考慮四個(gè)實(shí)驗(yàn)因素。第一，水蚤的大小。一般同種的水蚤，年幼的個(gè)體比成熟的個(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。

以琵琶清道夫?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料，可以有效避免這些實(shí)驗(yàn)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)過程中，不需要制作臨時(shí)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(jì)數(shù)

以水蚤為實(shí)驗(yàn)對象，在實(shí)驗(yàn)過程中，制作臨時(shí)裝片時(shí)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(shí)間長短、學(xué)生計(jì)數(shù)的時(shí)間等因素都會直接導(dǎo)致水蚤死亡，間接影響實(shí)驗(yàn)計(jì)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(jì)數(shù)起來較為容易，且心臟跳動頻率較水蚤慢，以分鐘為計(jì)數(shù)單位，便于學(xué)生計(jì)數(shù)。

3酒精對機(jī)體的生理作用

3.1酒精對機(jī)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(jī)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(shí)。酒精代謝過程是一種耗能過程，它產(chǎn)生大量的熱能，但機(jī)體不能利用，只能加強(qiáng)肺、腎、心臟、胃腸道的活動而將其排除，勢必消耗機(jī)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(shí)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(kuò)大、心室擴(kuò)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(kuò)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(shí)所需的酶類是腦內(nèi)正常氨類神經(jīng)介質(zhì)合成時(shí)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(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)的拓展[J].中學(xué)生物學(xué)，2007（08）.endprint