探究酒精對水蚤心率影響實驗改進

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”探究實驗是義務教育課程標準實驗教科書《生物學》（人教版）八年級下冊第八單元第三章第二節中的一個探究實驗。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，從而引導學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境和條件限制，存在不易尋找和培養、實驗結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行實驗改進，現將改進實驗結果進行分析。

關鍵詞 水蚤心率 酒精 實驗

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：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，原產南關洲，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，數心跳很方便。我們將清道夫放在透實驗中應選腹部為透明、可見心臟跳動的清道夫為佳，便于學生觀察計數。

1.1.1實驗材料

小魚準備5條（其中1條備用）；有小孔的培養皿4個；

酒精濃度體積分數為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，使其口位于培養皿的孔中。

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

（3）設置對照。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，分別計數小魚在一分鐘內的心跳頻率。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，每當觀察到心臟搏動一次，打一個點。到時間停止打點以后，數記錄點的個數。注意：區分重復的記錄點。

1.3實驗結果

利用肉眼進行觀察計數，對受過不同酒精濃度的清道夫在一分鐘內心跳頻率進行3次計數，得到以下實驗結果。

2對比與分析

根據實驗過程及結果發現，喂給不同濃度的酒精，心跳頻率加快程度有所區別。根據以上結果，經過分析，得出以下結論。

2.1循環方式不同

水蚤的開管式循環系統為血液流經心臟、動脈流入血腔或血竇，流經各組織、器官，再由心孔回心。

魚類的血液循環系統是由背血管，腹血管，心臟和遍布全身的毛細血管網組成一個封閉的系統，與人的循環方式為閉管式循環，實驗結果更貼近客觀事實。

2.2實驗結果的影響因素

相比開管式循環，更能迅速有效地完成營養物質和代謝產物的運輸。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，保護清道夫避免傷害，又能使清道夫處于有氧環境中，保持正常呼吸，便于培養學生對小動物的關愛之心。

2.3心跳計數

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的多少、學生找到心跳的時間長短、學生計數的時間等因素都會直接導致水蚤死亡，間接影響實驗計數的結果。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，學生計數起來較為容易，且心臟跳動頻率較水蚤慢，以分鐘為計數單位，便于學生計數。

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、蛋白質代謝不同，后三大物質在代謝過程中合成人體生命的必需物質，并產生物質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，酒精代謝過程中產生的乙醛，乙醛的代謝過程使肝細胞內的線粒體及滑面內質網產生大量的H+，高濃度的H+使線粒體的有氧呼吸第二、三階段無法正常進行同時。酒精代謝過程是一種耗能過程，它產生大量的熱能，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，皮膚血管擴張而內臟血管收縮，心肌耗載量增加，因此冠脈血流增加，導致心輸出量增多，氧的代謝量升高。

3.3酒精對中樞神經系統的作用

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

參考文獻

[1] 劉凌云，鄭光美.普通動物學[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].中學生物學，2007（08）.endprint