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第7章 自己动手——获知有趣的科学(2)

实验步骤:将橘子、柠檬、棉球都放在地面上摩擦一下,使水果表皮上产生破损,再将橘子、柠檬、棉球都放进盘子里,在室温下放一天。接下来,将橘子、柠檬、棉球都蘸些水后,每样分别放入两只塑料袋中,用橡皮筋分别将塑料袋口扎紧。将一只塑料袋放进冰箱的冷藏室中,另一只塑料袋则放在暖和、阴暗的地方。静置两个星期。每天观察一次塑料袋里的情形。结果我们发现,放在冷藏室里的塑料袋,里面的东西除了有些干以外,没什么变化。另一只塑料袋里的东西则长满了蓝绿色的细毛。

水果表皮上长出的这些蓝绿色的物质就是青霉菌。在显微镜下观察,青霉菌很像一把小画笔。在热的地方,特别是在潮湿温暖的地方,青霉菌繁殖很快。所以在夏天,食物特别容易发霉。如果把面包放在盒子里,面包很快就会发霉。而在温度较低的地方,霉的生长速度会变慢。所以把食物放进冰箱里冷藏或冷冻,就能使食物的保质期变长。青霉菌通常长在腐烂的水果和成熟的奶酪上,它可以用来制造青霉素和奶酪。

香蕉是怎么烂掉的

酵母菌会加速食物的腐烂。下面我们可以做一个小实验,看看酵母菌的强大的破坏力。首先准备一根香蕉,两只塑料袋,一些发酵粉,一把茶匙(5毫升),一支签字笔,两根橡皮筋。

接下来,将香蕉切下两片薄片,在一片香蕉薄片上撒上半茶匙的发酵粉,然后将这片香蕉放进一只塑料袋,用橡皮筋将袋口扎紧。在袋子外,用笔写上“发酵粉”。将另一片香蕉薄片放进另一只塑料袋,也用橡皮筋将袋口扎紧。连续两周观察两只袋子,看看哪只袋子里的香蕉更早发霉并腐烂。

实验结果显示:撒有发酵粉的香蕉片会更快腐烂。

真菌有10万多种,酵母菌是其中之一。真菌没有叶绿素,所以必须寄生在别的生物上以获取养料。在这个实验中,酵母菌从香蕉上获取养料,所以会把香蕉分解成很小的块状,这个过程就称为“腐烂”。

“硬骨头”变成了“软骨头”

同学们或许碰到过这样的情况,当鸡、鸭、鱼经过长时间炖煮后,我们在啃连着骨头的肉时,会很容易把骨头嚼烂。原本坚硬的骨头怎么变的酥软易烂了呢?

骨头变化的小实验

同学们准备一根小骨头(没有煮过的鸡骨头,如鸡翅),一只有盖子的广口瓶(骨头要能放进去),一瓶白醋。

然后,请大人帮忙将鸡骨头上的肌腱和肌肉剔除干净。把鸡骨头放一个晚上,使之变干。待骨头变干后,把鸡骨头放进广口瓶内,然后倒入白醋,使鸡骨头完全泡入白醋中。盖好瓶盖,静置7天。坚持每天一次,取出瓶子里的鸡骨头,然后把鸡骨头向前、向后弯曲,观察鸡骨头的柔韧性。

这样一段时间后,同学们会发现鸡骨头的末端先变软,然后是鸡骨头的中间变软。到最后,鸡骨头会变得软而有弹性,而且可以扭曲。

骨头中的矿物质

骨头之所以由硬变软,主要是因为骨头里含有矿物质。矿物质有强化、坚固骨头的作用,而醋能将骨头里的这些矿物质溶解出来。由于矿物质的流失,骨头就变得软而有弹性了。

骨组织由活细胞和矿物质(主要是钙和磷)混合构成,正是这些矿物质使骨头具有坚实的特性。成年人的骨主要由两种组织构成:坚硬的密质骨在外,多孔的松质骨又称海绵骨在内。

骨头是有生命、能生长的组织。女性到16岁左右骨头才停止生长,男性则长到18岁左右。成人的骨头的强度和钙量直到35岁左右才停止增加。

蝴蝶是由蛾子变成的吗

由于蝴蝶和蛾子长的很相像,很多时候,我们认为蝴蝶是由蛾子蜕变而来的。其实这种想法是错误,蝴蝶和蛾子是完全不同的两种昆虫。

蝴蝶

蝶,通称为“蝴蝶”,全世界大约有14000余种,大部分分布在美洲,尤其在亚马逊河流域品种最多,在世界其他地区除了南北极寒冷地带以外,都有分布,在亚洲台湾也以蝴蝶品种繁多著名。最大的蝴蝶展翅可达24厘米,最小的只有1.6厘米。大型蝴蝶非常引人注意,专门有人收集各种蝴蝶标本,在美洲“观蝶”迁徙和“观鸟”一样,成为一种活动,吸引许多人参加。有许多种类的蝴蝶是农业和果木的主要害虫。

蝴蝶的卵一般为圆形或椭圆形,表面有蜡质壳,防止水分蒸发,一端有细孔,是精子进入的通路。不同品种的蝴蝶,其卵的大小差别很大。蝴蝶一般将卵产于幼虫喜食的植物叶面上,为幼虫准备好食物。

幼虫孵化出后,主要就是进食,要吃掉大量植物叶子,幼虫的形状多样,多为肉虫,少数为毛虫。蝴蝶危害农业主要在幼虫阶段。随着幼虫生长,一般要经过几次蜕皮。

蝴蝶是属于完全变态类的昆虫,它的一生具有四个明显不同的发育阶段:(1)卵期(胚胎时期);(2)幼虫期(生长时期);(3)蛹期(转变时期);(4)成虫期(有性时期)。后三个发育阶段合称为胚后期发育。这四个发育阶段所表现的体态,从形态学上来看,毫无共同之处。因此,必须通过系统的研究或者不间断的观察,才能了解它们原来就是一个物种的四个发育阶段。

蝴蝶和蛾子的特点

蝴蝶的特点

1.多数蝶类翅膀正面的鳞粉色泽亮丽,翅表面不被毛绒。少数蛱蝶科的蝶类后翅根部被有较明显的毛绒。2.多数蝶类有顶端膨大的棒状触角。3.蝶类四翅合拢竖立于背上休息的方式。4.蝶类躯干上被毛稀疏(需与蛾类比较)。5.蝶类腹面可见的后翅根部呈弧形(贴接式),无翅缰。有助于飞行的速度提升,是因为蝶类在白天活动普遍飞行速度快于蛾类。6.蝶的蛹赤裸,无茧。7.蝴蝶的活动时间严格定义在白天。

飞蛾的特点

1.蛾子不分昼夜地飞,大多数都是棕色或者黑色,很少有几种颜色与蝴蝶一样鲜艳。2.多数蛾类触角顶端呈针尖样弯曲或整个触角呈羽毛状,少数蛾类(天蛾科、斑蛾科)由于白天活动所以触角与蝶类相似。3.蛾类多数都是将四翅平铺休息。4.蛾类躯干部被毛一般都很浓密,就像天蛾科的蛾类飞行期间很容易与蜂鸟混为一谈。5.大多数蛾类的腹面后翅根部是平滑的,弧度很小,这跟蛾类在夜间飞行速度慢有关。6.蛾的蛹有茧。

蝴蝶和蛾子的具体差别

蝴蝶和蛾都有3对脚和两对翅膀。翅膀表面被很多小鳞片状的东西所覆盖,所以翅膀的颜色和图案会不同。同学们千万不要触摸蝴蝶和蛾的翅膀,因为只要稍微碰触一下,鳞片就会掉落,使蝴蝶与蛾受伤。蝴蝶与蛾的外观看起来很相似,同属鳞翅目,但两者之间仍有很大的差别。比如蝴蝶在休息时会将翅膀合拢,但蛾却是翅膀平放或呈脊状。蝴蝶和蛾在头部都有触角,蝴蝶的触角细长,呈棒状或锤状;而蛾的触角呈羽状或丝状。另外,蝴蝶的腹部细长,而蛾的腹部粗短。蝴蝶在白天活动,而蛾在晚上活动。

蜘蛛网——蜘蛛的家

蜘蛛网的形状

蜘蛛是出了名的织网高手,那么蜘蛛所织造的蜘蛛网的形状是否都一样呢?下面我们可以自己动手,做个小实验,来发现蜘蛛网的形状究竟如何。

发现蛛网前,我们需要准备一瓶喷雾式的油漆(明亮的颜色),一瓶发胶,一把剪刀,一张白纸。

其实,在春天和夏天的早晨最容易发现蜘蛛网。当选择好几处蜘蛛网后,我们需要耐心的等几个小时,直到蜘蛛网上的露水消失。为了使蜘蛛免受伤害,同学们还应注意,在做下一个实验步骤之前,要先确定蜘蛛已从蜘蛛网上离开。

接下来,朝蜘蛛网喷射喷漆。将发胶喷在一张白纸上,然后立刻将白纸朝喷漆未干的蜘蛛网上贴。使白纸保持不动,请别人将超出白纸以外的蜘蛛丝用剪刀剪断。等纸和蜘蛛网都变干。用这种方法尽可能多地搜集不同种类的蜘蛛网。把搜集来的蜘蛛网进行比较,看看它们的图案是否一样。

通过观察我们发现,种类相同的蜘蛛所编织的蜘蛛网图案一样。不同种类的蜘蛛所编织的蜘蛛网图案不同。其实,蜘蛛织网不是蜘蛛的一种学习能力,而是蜘蛛与生俱来的一种本能。在蜘蛛一生下来,它就知道它的“家”是什么样的。

蜘蛛是如何织网的

蜘蛛在架设它的空中猎网时,会先在它所在的地方,制造许多长度足以到达对面的丝线。这些丝线遇到风,便随风在空中飘荡,一旦丝线的另一端飘到了对面,缠住对面的树枝或其他东西时,正在原地固定丝线的蜘蛛,就会发现已经被缠住的丝线拉不动了。这时,它就以这条线为支撑,再来回黏上许多丝好把它加粗。之后,蜘蛛会在这条粗丝下方平行架设另一条粗丝,那么,整个网状的结构就可以在这两条粗丝间形成了。

蛛丝是从蜘蛛的纺绩器出来的,通常位于腹部的后部。纽约康奈尔大学曾对蜘蛛做过详细的研究。研究人员发现,蛛丝在腹部里面时以液体的形式存在,而出来后却变成了固体的丝,研究人员一直在研究这是如何发生的。蛛丝比同样粗细的钢铁要坚硬的多,并且具有更大的柔韧性,它可以伸展到其长度的200倍。

蜘蛛如何知道猎物的大小

那么,蜘蛛是如何判断粘在蜘蛛网上的东西的大小呢?现在,同学们可以准备一根线,接下来,我们将开始进一步的探索之旅。

我们把这一根线系在两样不容易移动的物体上,将线拉直。例如,门把手和椅子脚。背对着你的朋友,将你的手指轻轻地放在线的一端上。请朋友站在线的另一端,背对着你。然后,请朋友用不同的力度拨动这根线,有时轻,有时重。这时,你会发现放在线上的手指能感觉到对方的力度大小。

在这个实验中,如果你在绑着线的一端摇晃,则整条线会跟着振动起来。如果只是轻轻地拨动线,线只会产生轻微的振动;而如果用力地摇动线,就会使整条线晃动起来。蜘蛛网也是一样的原理。

当蜘蛛网摇动时,蜘蛛会凭借脚上的感觉毛来判断动静。如果蜘蛛网摇晃得相当微弱,蜘蛛是不会有任何反应的。但如果是很大的振动,就可能是蜘蛛敌不过的敌人掉落在网上,此时蜘蛛便会赶紧躲藏起来,或是将线咬断赶快逃跑。如果蜘蛛网的振动程度中等,蜘蛛便知道掉落在蜘蛛网上的昆虫的大小正适合自己吃,因此会赶紧前往发生振动的地方,在猎物周围吐丝,将猎物团团包住,从容地享用美食。

全身是宝的蚯蚓

蚯蚓从来不挑食,它是杂食性动物。除了不吃玻璃、塑胶、金属和橡胶,其余如腐殖质、动物粪便、土壤细菌等以及这些物质的分解产物蚯蚓都吃。另外,蚯蚓味觉灵敏,喜甜食和酸味,厌苦味。喜欢热化细软的饲料,对动物性食物尤为贪食,每天吃食量相当于自身重量。

有趣的发现

同学们可以用垫板做一个45度的斜坡,放一条蚯蚓在斜坡的中间,看它会往哪个方向爬,实验过程中,如果蚯蚓的前端向上,那么它就会往上爬。在正常情况下,蚯蚓全靠身体肌肉的收缩和体表刚毛相互配合,总是向前移动的。

接下来,我们再用四种不同的液体(酒精、醋、盐水和糖水)分别滴在蚯蚓的身体上。由于前3种溶液体对蚯蚓的刺激性大,因此,它会难受得乱跳,只有滴糖水的蚯蚓没有反应。不过并不是蚯蚓也和小朋友们一样喜欢糖水,而是糖水刺激性小的缘故。

蚯蚓的躯体有许多环体节组成,所以称为环节动物。尖的一头是前端,粗的一头是后端,用刀切去蚯蚓的后5个环节,再把它放在潮湿的草纸上,扣上玻璃杯,隔几天洒水,投入菜叶,一个月后,蚯蚓重新长出失去的后端,可见蚯蚓具有很强的再生能力。

蚯蚓的神经系统

蚯蚓为典型的索式神经,外周神经系统的每条神经都含有感觉纤维和运动纤维,有传导和反应机能。感觉神经细胞,能将上皮接受的刺激传递到腹神经索的调节神经元,再将冲动传导至运动神经细胞,经神经纤维连于肌肉等反应器,引起反应,这是简单的反射弧。

蚯蚓的腹神经索中的3条巨纤维,贯穿全索,传递冲动的速度极快,故蚯蚓受到刺激反应迅速。蚯蚓的感觉器官不发达,体壁上的小突起为体表感觉乳突,有触觉功能;口腔感觉器分布在口腔内,有味觉和嗅觉功能;光感受器广布于体表,口前叶及体前几节较多,可辨别光的强弱,有避强光趋弱光反应。

蚯蚓奇特的循环系统

蚯蚓很特别,如同它的身体分节而没有明显的归并那样,它的心脏也随身体前部的若干节分成了若干个。一般为4~5个,呈环状,好像膨大的血管,所以也有称其为环血管的。环状心脏的背面接自后向前的背血管,腹面接自前向后的腹血管,腹血管还有分支连通着自前向后的神经下血管。环状心脏比起血管来,肌肉壁比较厚,能搏动,里面还有单向开启的,保证血从背血管流向腹血管的瓣膜。大体说来,靠这数个各自独立的环状心脏的搏动给血流以动力,血流的方向是自后向前、自背向腹、自前向后(自腹血管向神经下血管)。

蚯蚓与人类的关系

蚯蚓以土壤中的动植物碎屑为食,经常在地下钻洞,把土壤翻得疏松,使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力,有利于植物的生长。蚯蚓每天吞食大量的腐烂有机物和泥土,形成粪便排出体外。蚯蚓粪是一种无臭、无毒、干净、卫生、无污染,氮、磷、钾含量齐全的高效优质肥料。它不仅能改良土壤,而且能使瓜更香、果更甜、菜更鲜。另外,蚯蚓可以作为家禽的饲料,是鸡、鸭喜好的“肉类”食物;蚯蚓还能作饵用于淡水钓鱼,是各种水域中鱼类喜欢的饵料。

但蚯蚓也有为害的一面。有一种寄生在猪体内的寄生虫——猪肺丝虫,在它的幼虫生长发育中,有一段时间是寄生在蚯蚓体内的。因此,在猪肺丝虫流行的地区,蚯蚓为这种寄生虫的繁殖提供了方便的条件。活蚯蚓容易传播疾病,对猪可传播绦虫病和气喘病。对禽类可传播气管交合线虫病、环形毛细线虫病、异次线虫病和楔形变带绦虫病。

动物神奇的保护色

按照“物竞天择,适者生存”的进化法则,生物在长期的自然选择中,形成了形形色色功能不同的保护色。比如,枯叶蝶停息在树枝上,像一片片枯树叶;竹节虫的颜色与竹林一样,并且身体有竹节,以便保护自己不被敌虫和鸟类发现;石斑鱼在珊瑚礁中像石头;变色龙可以变换很多种颜色。

动物有保护色

动物的保护色能保护动物不易被发现,我们可以来实际操作验证一下。

实验准备:一张橙色的玻璃纸,一支黄色蜡笔,一张白纸。

实验步骤:在白纸上用黄色蜡笔画一只鸟,再将橙色的玻璃纸盖在所画的鸟上。结果我们发现,黄色的鸟看不见了。

这是因为橙色里面包含着黄色,所以,玻璃纸的橙色会和鸟的黄色相混合,使我们的眼睛无法明显地辨别出来。就像动物的外表颜色与周围环境相类似,不容易被其他生物发现一样。我们称之为动物的保护色。很多动物有保护色,类似豹子的花纹和青蛙的绿色外表,还有许多动物会变色。自然界里有许多生物就是靠保护色躲避敌人,在生存竞争当中保护自己的。

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