“草履虫趋性”实验的改进与拓展

刘 怡

(北京第八中学 100033)

杨青青*

(北京教育学院 100044)

1 原实验存在的问题

“草履虫趋性”实验，在人教版教材(七年级上册)第69页是以“课后练习”的形式呈现，要求学生分析食盐和牛肉汁刺激后草履虫可能出现的现象。在北京版教材(七年级上册)是以“学习活动”的形式呈现，要求学生在观察草履虫的形态和运动的基础上，滴加墨汁观察食物泡，滴加稀释醋酸观察草履虫的反应。在教学中，发现有以下问题影响着实验与教学的效果。

1.1 问题一 在“草履虫趋性”观察实验中，将载玻片放置在深色桌面背景下，用肉眼借助放大镜进行观察，观察效果比较受外界光线因素的影响，不易看清楚，尤其是持续观察会比较费力。

1.2 问题二 观察草履虫对刺激物的反应时，选择的刺激物是“稀释的醋酸溶液”。据文献资料，醋酸溶液浓度稍高会很快杀死草履虫，而低浓度的醋酸溶液不容易精确配置。另外，按照该实验的观察要求，学生对实验现象不容易表述。在观察食物泡的形成和细胞中的流动情况实验，其建议滴加墨汁观察形成的黑色食物泡。但墨汁并非草履虫的正常食物，而且周围环境也会变成深色，导致对比不明显而影响观察效果。

1.3 问题三 实验中选择食盐颗粒和牛肉汁为刺激物，对两者加入的量不容易控制，食盐颗粒溶解也较缓慢，牛肉汁较浑浊影响观察，而且都无法定量研究。

2 对实验进行改进

2.1 观察装置的改进 ①装置构造及原理：如图1所示，装置上方带缺口的深色盖板就是放置载玻片的地方，盖板是可以活动的。打开后，下方有一个深色背景的小槽，小槽的两侧安有两个发光二极管。小槽下方其实就是一个两节五号电池供电的带开关的并联电路。不用放大镜，将载玻片直接放置在观察装置的水平镂空盖板上，打开控制下方两侧光源的开关，即可直接观察。②装置优点：将载玻片在黑色背景下悬空，增加对比度，更适合观察；在载玻片的下方安装了两个侧灯增加侧光源，这样就可以不用借助放大镜看到培养液滴中的小白点也就是草履虫的运动。

图1 观察装置整体外观

2.2 趋性刺激物选择 ①正趋性：刺激物选择的是绿色小球藻培养液(浓度可稍高些)。选择小球藻的原因：一是草履虫对其表现的趋性现象明显；二是草履虫可以取食小球藻。所以，这个实验可以激发学生进一步观察草履虫如何取食的兴趣。②负趋性(为主)：刺激物选择的是浓度分别是20%、10%、5%、2%的酒精溶液。酒精溶液的优点是短时间就能看到明显的效果，在不同浓度的酒精刺激下，草履虫的趋性反应速度是不同的。因此，可以带领学生进行不同浓度酒精刺激下的定量研究。

为了控制所加刺激物的量的多少，滴加刺激物的滴管可选用毛细滴管。如果要进行定量研究，还可在探究实验中改用移液枪滴加草履虫培养液和刺激物(本实验中草履虫培养液定量在35 μL，刺激物定量在20 μL)。连通培养液与刺激物时，用牙签从培养液往刺激物液滴方向连通，以避免因刺激物液体向培养液的流动而产生推动力干扰草履虫的运动。显微观察草履虫取食小球藻时，可先在载玻片上滴加一滴草履虫培养液，放置在冰箱冷藏10～15 min，取出后在液滴上放置少量棉花丝，再滴加一滴小球藻培养液，盖上盖玻片即可观察。

3 实验改进后效果

3.1 小球藻刺激趋性实验效果 大约在15～20 min后，草履虫大多聚集在小球藻周围，表现为正趋性。学生在显微镜下很容易观察到草履虫取食小球藻，形成绿色食物泡以及食物泡在体内流动的过程。方法简便，也可减少对草履虫的伤害。

3.2 酒精刺激草履虫趋性效果 在不同浓度的酒精刺激下，草履虫的趋性反应速度不同：一定范围内，浓度越高反应速度越快。当酒精浓度达到20%时，草履虫大多在1～2 min之内远离酒精，而未逃离的草履虫便很快死亡；在10%和5%浓度下，大约远离的时间在3～5 min，未远离酒精的草履虫运动速度也有所减慢。而在低浓度2%的酒精溶液刺激下，草履虫则表现出来相反的结果，即在2%酒精溶液的刺激下，草履虫表现为正趋性，都朝靠近酒精的培养液液滴以及酒精液滴聚集，且运动速度加快。