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第17章 生物小实验(4)

实验步骤:

1.采蛹:采来一种蛾子的雌蛹(雄蛹腹面末两节的节线呈水平状,雌蛹腹面末两节的节间线呈倒“V”字形)25个,放在一个广口瓶内进行饲养(把瓶放在温度和湿度合适的地方)。

2.配制性外激素的酒精提取液:在蛹羽化成蛾子的第二天夜间两点钟(这时雌蛾分泌的性外激素最多),把雌蛾的腹部末端三节剪下来,放在盛有5毫升95度的酒精里,密封好,至少要浸泡两天。使用以前,要用玻璃棒或干净的木棍把浸在酒精中的雌蛾腹部捣碎。

3.做个假雌蛾:取一小张吸水性强的纸片,剪成雌蛾形状。等夜晚来临时,把浸有雌蛾腹部的酒精,滴在假雌蛾纸片上,挂在窗前,不久就会有雄蛾飞来。

因为假雌蛾的“身上”沾有真雌蛾的性外激素,雄蛾是追寻雌蛾性外激素的气味找来的。

现在,农业生产上利用这种原理来防治害虫。农民用泡沫塑料小块,浸上某种农业害虫(如黏虫)的雌性外激素,然后每隔一定距离放一块,这样就可以在一定范围内使雄黏虫蛾飞向塑料小块,而跟真黏虫雌蛾错过相遇的机会(一般雄蛾比雌蛾羽化早)。这样可减少黏虫的产卵量,达到消灭害虫的目的。在缺乏电力供应的偏远山村,用这种方法代替黑光灯诱集捕杀蛾类害虫,更有实用价值。

据研究,一只雌蚕蛾虽然只分泌0.005~1.0微克的性外激素,但是它能诱集100万只雄蚕蛾。

种子萌发需要空气吗

课本上讲过空气是种子萌发的条件,下面这个实验可以充分说明:其实,种子萌发时更需要的是空气中的氧气,而不是其他成分。

实验材料和用具:玻璃条、玉米种子、水生植物、广口瓶等

实验步骤:

1.选三个窄玻璃条(或玻璃棒),在玻璃条中部分别固定3~4粒玉米种子,其中两条下端再系一些水生植物(沉水植物如金鱼藻、眼子菜等),将其分别放入装满清水的A、B两个广口瓶(也可用罐头瓶)中。另一条不系水生植物,放在装满清水的C广口瓶中。

2.将A瓶和C瓶放在适宜温度的阳光下(夜间用强灯光照射更好),同时将B瓶放在适宜温度的黑暗处,隔日进行观察并记录。

数日后,可见A瓶内玉米种子萌发出芽,而B瓶和C瓶内的种子只膨胀不萌发出芽。这是因为A瓶中的水生植物,在阳光下进行光合作用,放出氧气,所以该瓶中的玉米种子因得到氧气而萌发出芽。B瓶内虽有水生植物,但是在黑暗处,不能进光合作用放出氧气,反而只进行呼吸作用吸收氧气,所以该瓶内缺氧,种子不能萌发。C瓶虽在阳光下,但内无绿色水生植物,所以瓶内氧气不足,种子也不能很好地萌发。

这就证明了氧是种子萌发的必要条件。

往高处流的水

大多数高等植物里面的水,被根上的根毛吸进来以后,慢慢运到上面的茎叶花果等部分,满足植物生活的需要。这就是水往高处流的典范。

下面我们先做个简易的实验,弄清其中的道理。

实验材料和用具:杨树枝条或芹菜、剪刀

实验步骤:

1.选择好一枝杨树枝条(或用芹菜),应该是无伤、无病、生长正常的健壮枝条,像铅笔那么粗正好。

2.用剪刀把它从杨树上剪下来,立即插入盛有水的盆里或桶里。一定让切口浸泡在水里,这样可以防止空气从切口处进入植物导管而形成气栓,这是实验成败的关键。

3.把枝条下部的老叶子摘掉一些,尖端只留3~7片叶子就行(大叶片留3~4片,小叶片留6~7片)。

4.把枝条放入水中,再把枝条的切口端再剪去一段(约5~10厘米),这样就可以保证切口处不会有空气进入导管了。

5.向盛有大半杯清水的茶杯里加入一点红墨水(清水量的1/20左右即可),茶杯里的水很快变红了。这时候,把准备好的枝条,从水里取出来,立即插入茶杯的红水里。

6.把茶杯放在向阳的窗台上。

2~3个小时以后,你就会发现:杨树枝的叶片,从叶脉开始到整个叶片逐渐都变红了。同时你也能看到茶杯里的红水也减少了一些。很明显这红水是通过枝条上升到叶片,再经叶片蒸发出去了。水分减少了,留在叶片里的红色颗粒也就越来越多,叶片的颜色就越来越深了。如果放在阴凉不通风的地方,水蒸发得慢,叶片要经过很长时间才能变红。

水沿着枝条上升到叶片,跟叶片的蒸腾作用有关。水分上升,是由于叶片的蒸腾作用,有个向上拉的力量。蒸腾作用强,拉力就大,水在茎内运行就快,上面的实验就说明了这个问题。

1735年,植物生理学家德拉贝士用有色的液体来培育花,或把植物枝条放在有色的液体中进行实验,证明了叶片具有蒸腾作用。

蜜蜂的鼻子

实验材料和用具:白糖水、柑橘、有活动盖的纸盒、小瓶盖、剪刀

实验步骤:

1.先把有活动盖纸盒的前面开个小圆孔。在盒内放一个小瓶盖,装上一些白糖水,再放一个芳香诱人的柑橘,使蜜蜂爬进去,就能嗅到柑橘挥发出的芳香气味。让蜜蜂从这只盒子爬进爬出几次,就成为你的受到训练的实验蜜蜂。

2.把纸盒中的实验蜜蜂拿出来几只,分别剪去尾端的毒刺,以防止它们螯人。然后,在放大镜下面,把触角的前七节剪掉。把经过处理的蜜蜂放到盒子附近,观察蜜蜂是不是能够找到放有柑橘的纸盒。你可以看到,无论纸盒孔朝向哪边,这只蜜蜂都能够找到洞口。触角被剪掉了七节,它仍有嗅觉功能,说明蜜蜂的“鼻子”不在这七节里面。

3.把剪掉七节触角的实验蜜蜂,再剪掉一节触角,或者另取一个实验的蜜蜂,剪掉它触角的前八节,再进行观察。你会发现,当放有柑橘的纸盒移动位置以后,这只密蜂会东奔西跑地再也找不到那个纸盒的圆孔了。假如它偶尔也钻进了纸盒,那纯属巧合。

从上面实验来看,可以肯定蜜蜂的“鼻子”是在触角的前八节上面。科学家用显微镜观察了工蜂的触角,发现触角表面大约有6000个小孔;而雄蜂的触角有3万个小孔。这些小孔里面长有嗅细胞。蜜蜂对花朵的辨认,大多依靠嗅觉。科学家还发现,蜜蜂的触角,对蔗糖汁还有味觉的反应。可见它的触角既能当鼻子用,又有舌头的功能。

人工让青蛙冬眠

冬眠是动物在亿万年的进化过程中,所形成的一套特异本领。这些动物随着环境温度的下降、食物的减少,用减缓新陈代谢的速度来抵御不利环境的影响,从而进入了冬眠。冬眠主要表现为不活动,心跳缓慢,体温下降和陷入昏睡状态。温带和寒带地区的许多无脊椎动物、两栖类、爬行类和哺乳类动物都有冬眠的习性。

下面我们来做一个人工模拟冬天的实验,看看青蛙在温度逐渐降低的时候,是怎样进入冬眠的。

实验材料和用具:一个大口瓶、一个洗脸盆、一些冰块、一些细沙和一只青蛙

实验步骤:

1.在大口瓶底铺上一层约3厘米厚的细沙,把水注入瓶内,使水面离瓶口1~2厘米。再把青蛙轻轻地放在水里。为了防止青蛙跳出来,可用纱布蒙上瓶口,并扎紧。在纱布上留一个小孔,准备插入温度计。

2.把装有青蛙的大口瓶放在脸盆里。这时候,你测量一下瓶内的水温,并记录水温和测量的时间。

3.把碎冰块从少到多放在大口瓶的周围。这时候,你注意测量瓶内水温下降的速度(不要让它降得太快)。

4.瓶内水温开始下降的时候,你要仔细观察青蛙的活动状态,并且认真做好记录,直到青蛙停止活动,即进入冬眠。

5.1分钟以后,你把瓶子从冰水中取出,放在温暖的地方(千万不要放在热处),让瓶内水温慢慢回升。注意观察随水温回升青蛙行为的变化。什么时候它冬眠苏醒,什么时候又浮到水面进行正常的活动?所观察到的情况填入下表,这就是一份很有意义的科学研究资料。

年月日青蛙的人工模拟冬眠实验

通过这个模拟冬天的实验,你可以大体上了解你所在的地区,青蛙是在某月某日开始挖土入穴,进行冬眠;又在某月某日开始苏醒,出穴活动的。“生物圈”实验

1994年9月26日,8名科学家走出了生活两年的“迷你地球”——生物圈2号,这是一次普列斯特列试验的扩大。“生物圈2号”被人称为世界上最大的试管,它坐落在亚利桑那沙漠,由玻璃和钢铁制成,约5层楼高,里面有许多动植物。这些植物不仅为在里面工作的人员提供必要的食物,更重要的是把人类和动物呼出的二氧化碳重新变成氧气。科学家在“试管”里进行了大量的科学实验,得到了一大批宝贵的数据,虽然,氧气的循环不像预料的那样好,需两次从外面输入纯氧,不过就这次实验本身来说,已经是人类的一大奇迹了。

如果你一定对生物圈的实验有浓厚兴趣,就一起来做这个“生物圈”实验吧,看看你能有什么收获。

实验材料和用具:能够密闭的玻璃瓶、泥土、青草、蜡烛

实验步骤:

1.找一个有严实盖子的玻璃瓶,在底上放一些泥土,从院子里移几棵植物栽到瓶子里,可以是一些青草,让它们在里面生长。

2.种好植物后,在泥土上浇上一些水,取一根蜡烛,拴上一根铁丝,以便能放入瓶内或取出来。把蜡烛点燃,放入瓶内,然后把盖子盖严,不要让空气进去,蜡烛在里面燃烧了一会就会熄灭,这是由于里面的氧气用完了。

3.过12~24个小时后,小心地取出蜡烛,立即把盖子盖好,点燃蜡烛后再放到里面,蜡烛会立即熄灭。这是由于瓶子里面还被二氧化碳所占据,没有氧气,在你迅速打开瓶盖的时候,二氧化碳比空气重,所以不会一下子跑出来。

4.把盖好的瓶子放在阳光下,使植物生长,10天后,点上蜡烛再做第一次的实验,你会发现,这次蜡烛燃烧的时间和第一次试验的时间一样长。这说明了,植物的绿叶吸收二氧化碳放出了氧气。

培养青霉菌

把新鲜的橘子皮(如果是干橘子皮,先用水泡软,晾至半干)放在20~25℃的地方,最好是阴暗潮湿的地方。3~5天后,你就可以发现橘子皮的内表面上长出许多小绒毛,这就是霉菌菌丝体。开始看到的是白色菌丝,过两天,这些白色菌丝的尖端变成了青绿色,这就是青霉菌,青绿色的粉末就是青霉菌的孢子。随着时间的延长,菌丝和孢子越来越多,整个橘子皮的内表面都长满了青霉菌。

有时候,你还可以在橘子皮上看到红色、黄色、粉色或黑色等不同颜色的斑点。这是因为感染了其他霉菌的缘故。如果你要培养比较纯的青霉菌,就把第一次培养的橘子皮上的青霉菌,用一根牙签(或火柴棍)把它刮下来,抹到另一个新鲜的橘子皮上,进行第二次培养。这样经过两三次的纯化培养以后,橘子皮上长出来的就基本上都是青霉菌了。

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