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第16章 生物小实验(3)

为什么会这样呢?这是由于蛋壳表面有无数小孔,它是空气进出的门户,称为气孔。鸡蛋孵化成小鸡时,壳内的小鸡胎儿进行呼吸的空气,就是从气孔中进出的。有人估计:一个鸡蛋上有7000多个小气孔。用注射器注射空气时,较大的压力将蛋中的红墨水从各个气孔中挤出来,形成了鸡蛋“冒汗”的现象。

制蕨类标本

实验材料和用具:小铲子、蕨类植物

实验步骤:

1.采集时,要注意植株口是否完整。它包括地下茎、不定根、叶、幼叶和孢子囊群几部分。

根据植株高矮不同,可做三种形式的标本。当整棵植物不长于30厘米时,可做全株标本。植株细长,可挖取全棵植物,做成“N”形标本。特别长的植物,可以分段制作标本,分成三部分:地下部分连同近地表的叶;地上中间部分;茎的上部。采集植物的最佳时间是夏末秋初。注意不要在雨天和夏季中午进行。

2.将植物用纱布蘸水擦去泥土,以自然姿态摆放好,用吸水纸夹住。摆放蕨类植物时,一定要将叶片背面上的孢子囊群显示出来。

3.将摆好的标本用标本夹压紧,放在室内向阳通风处,每隔1~2天换一次纸。

4.待标本干透后,再把它固定在台纸上,并在台纸下面写明植物的名称、编号、日期等。这样,标本就算做好了。

不能倒着长的植物

你想没想过让植物的根向上长,芽向下生长呢?现在我们做一个很简单的实验,探索一下能不能实现这个想法。

实验材料和用具:玉米种子、水、培养皿、脱脂棉、吸水纸

实验步骤:

1.挑选4粒好玉米种子,用水浸泡4个小时。

2.把泡好的玉米种子平放在洗干净的培养皿底部,每粒种子的尖头都向着中心部位,分上下左右4个方位摆好。

3.把一张吸水纸剪成圆片,直径要和培养皿的直径相等,盖在种子上面;再找一些脱脂棉,用水浸湿了,铺在吸水纸上面,使皿盖能压住棉花(同时能把4粒种子固定住)。

4.盖好盖以后,把皿放倒,种子分别处在上下左右4个方位,并写个“上”字作为标记。然后,把皿用一点黏土固定在木板上。

5.把这套装置放在室内25℃左右的地方。如果棉花干了,可以打开皿盖,加些水。一定注意不能改变皿的方位,有“上”字的那边永远向上。

3~5天以后,从皿底就可以看到种子发芽了。上面那粒种子向正常的方向发芽;下面那粒种子的发芽方向颠倒了——芽向下长,根向上长;另外两粒种子向横的方向发芽。但是,过了几天,又出现新的变化:左右和下面那三粒种子的芽和根开始拐弯,芽拐了个弯向上生长,根弯过向下生长了。

你能解释一下这是为什么吗?

这个实验说明植物的生长是受生长素调节的,而生长素的分布受重力的影响。当植株横放的时候,幼芽的尖端下方分布的生长素比较多,那么下方的生长速度就快,因而幼芽就向上弯曲了。这样看,芽总是背着重力的方向,向上生长,这就叫芽的背地性。幼根的尖端下方分布的生长素也比较多。根对生长素要比芽更敏感。过量的生长素反而会抑制细胞的分裂,使根的生长速度变慢。这样,在根尖上方生长素分布比较少的地方,反而生长得快。幼根总是朝着重力的方向,向下生长,这就叫做根的向地性。

眼睛的盲点

很多时候,是不能完全相信眼睛看到的。做了下面的关于视觉的实验,你就会相信了。

实验步骤:用左手遮住左眼,用右眼注视图中的小鹿,不断改变右眼跟小鹿之间的距离,大约在20厘米处,你看不见图右侧的黑点。过近或过远时黑点又会再现。

眼睛能看见东西全靠视网膜上的视神经。但视神经的汇集处是看不见东西的,这一点叫盲点。当你注视小鹿时,在一定距离处黑点的影像正好落在盲点上,所以使你感到图上的黑点好像不存在了。

手心上的窗口

上面已经让你见识了盲点的存在,现在再给你介绍一个视觉错觉实验。

实验步骤:把一张纸卷成直径2~3厘米的纸简,用右手拿纸筒放在右眼上。左手的手心向里,靠近纸筒壁,放在左眼前面。这时候,你睁开双眼向前看,你会发现左手心上出现了一个圆孔!

毫无疑问,你看到的不过是幻象,因为人的两只眼睛一般只能产生一个映像,你用左眼右眼分别看不同的东西时,你的大脑很自然地把两个映像重叠在一起,所以左手上会“出现”一个洞。这也是眼睛会产生错觉的一个例证。

观察植物导管的实验

在植物根、茎等器官的木质部里,都存在一些可以运输水分和无机盐的上下相通的管子,那就是导管。在显微镜下可以看得清清楚楚,导管壁有不同程度的增厚,形成各种花纹。人们根据花纹不同,给导管起了各自的名称,很有意思。下面这个实验课以帮你目睹这奇妙的景象。

实验材料和用具:大豆芽、刮脸刀片、显微镜

实验步骤:

1.准备一些又粗又长的新鲜大豆芽,稍加泡洗。

2.取一些粗壮挺硬的豆芽胚茎,捏在左手食指上,右手持极锋利的刮脸刀片,从胚茎上纵削下一张张薄片(越薄越好),放入事先准备好的清水中。

3.取一张洗擦干净的载片,滴上一滴清水,放入刚才削好的胚茎薄片(要用小镊子从清水中挑选最薄的一片),然后加1~2滴30%盐酸-间苯三酚饱和液,使木质化的次生壁染成红色。再加盖片,放在显微镜下观察。

在显微镜下观察,可以看到在许多纵行的薄壁细胞之间,有许多已染成红色的导管。请你辨认哪是环纹导管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管、孔纹导管和一些过渡类型的导管。

观察后,试一试把各种典型导管各绘成一幅图。

观察水分和无机盐运输

途径的实验在上一个实验中,你亲眼看到了植物的导管,那么从根吸收来的水分和无机盐究竟是怎样通过导管输送到叶内的呢?要想了解这个问题,做完下面的实验就能找到答案了。

实验材料和用具:萝卜幼苗、红墨水

实验步骤:

1.把红墨水和水按1∶3的比例混合备用。

2.挖取一株生长良好的萝卜幼苗(幼苗有叶3~4片,叶长不超过20厘米为宜),用清水洗净,将根浸入红墨水溶液中1小时左右,待叶片开始发红时取出(时间过长或过短都会影响实验效果),洗去根系的红色。

3.将上述幼苗,放入装有酒精的烧杯中隔水加热,叶绿素便渐渐溶解在酒精里。待叶和幼茎脱去叶绿素变成黄白色时,即可取出观察。

此时可看到从根开始有几条清晰的红线,通过胚茎、叶柄、直达叶的主脉和侧脉。请你想一想这个实验说明了什么问题?然后绘一幅水分子和无机盐运输途径的示意图解。

双色花

前面的实验介绍了根吸收水分的原理,接下来,我们利用毛细管的作用进行实验。

实验步骤:

1.摘一枝白花,如石竹一类。将连着花的枝从下往上撕开大约10厘米。

2.把撕开的两半分别插入两个盛水的玻璃杯里。

3.如图所示,两个杯子里的水颜色不同,一个掺了红墨水,另一个掺了蓝墨水。

4.为了不让撕开的杖折断而使花朵枯萎,用一张硬纸卡把它固定住,或者,用一根小棍把它撑住用线系牢。

5.把这枝花放上几小时或一个夜晚。

第二天早上你再看见这朵花时,肯定会大吃一惊。因为花的一半是红的,而另一半却是蓝的,两种颜色的液体分别渗入了整个花朵和枝梗。根据这个道理,你还可以把花枝撕成四支,分别插入四个盛不同颜色水的玻璃杯。这样你可能得到一枝四色花。怎么样?神奇吧!

回家的蚂蚁

实验材料和用具:蚂蚁、纸盒

实验步骤:

1.找一只拖着食物回巢的蚂蚁,用一个密不透光的纸盒把它扣上(火柴盒就可以),并顺着它原来前进的方向在地上划一个箭头作为记号,等待3小时。

2.时间到,再掀开这个纸盒,就会看到蚂蚁不按原来的方向前进,反而急急忙忙奔向另外一个新方向。在这条新路上再画一个箭头。

3.用量角器量一下。

实验结果可能你想不到,新路和老路形成的夹角,大约是45度,正好是蚂蚁被关闭期间,太阳横越天空时移动的角度。你听过蚂蚁是靠气味找寻回家的路的知识,那么,这个实验的情况是发生了什么事呢?

原来蚂蚁有两套定位系统可见,不同种的蚂蚁,分泌的标记物质残留时间的长短不同。它原来前进道路上的气味路标,也可能仍然存在,也可能消失了,这种时候,不管原来的气味路标是不是在,它都可能利用太阳定向。科学家认为,蚂蚁在认路时,这两种路标是交替兼用的。但在一般情况下,蚂蚁首先是用气味标记物质来认路的。

条件反射

你看过马戏表演吗?参与马戏表演的动物是人们利用条件反射的原理训练出来的。下面一起来做一个训练公鸡辨认红绿灯的实验。

实验材料和用具:小公鸡、木箱、高粱(或稻谷、玉米、大米)、红绿灯

实验步骤:

1.选择一只当年的、体重250克左右、活泼、健康的小公鸡,并给它做一个饲养和实验用的木箱子。

2.把鸡放进木箱以后,前两天,让鸡先熟悉环境。每天喂三次,每次都先在茶缸里放上三粒高粱(或稻谷、玉米、大米等鸡爱吃的食物)。鸡吃完这三粒粮食以后,马上把食盘外侧的已经放好食物的食槽旋转到箱内去,让鸡好好吃一顿。这样经过一两天,鸡就熟悉了茶缸、食盘、水碗等的位置了。

3.从第三天开始,每次喂食以前,先开亮绿灯,大约10秒钟,在茶缸里再放三粒粮食,鸡吃完以后,马上再把装有食物的食槽旋转到箱内。

注意,每次的食量要控制好,不要让鸡吃得太饱,喂八分饱即可,控制食量是实验成败的关键之一。另外,放入茶缸的食物每次要固定三粒,不要有时多有时少。每次喂食,还要有固定的顺序,先开绿灯,放三粒粮食,最后再转食盘。经过一个多月的训练,你就可以发现,鸡对绿灯已经建立起一种给食的信号联系。只要你一开绿灯,鸡就会马上到茶缸里啄三下,然后再转身到食盘边等食。鸡似乎已经意识到,绿灯一亮,吃完了三粒粮食后,就会有更多的好吃的食物。

4.继续喂养4~5天,让鸡牢固地“记住”绿灯的含义。

5.接下来的时间,在每次喂食前,先开红灯,鸡也可能先去啄三下茶缸,但是,食盘里是空的。然后关掉红灯,10分钟后再开绿灯,鸡吃茶缸里的三粒粮食,再转动食盘,喂鸡。

这样训练许多次以后,鸡似乎“记住”了:红灯亮没有东西吃,绿灯亮了才有吃的。鸡就对红灯产生了抑制反应。只要你开绿灯,鸡就啄茶缸三下;开红灯,鸡就不动。

这时候,你就可以把鸡连同木箱一起拿到公共场所去表演了。

鸡和其他动物一样,看见东西就会吃;而且食物到了胃里以后,立即引起胃液的分泌。这些都叫做非条件反射,是动物生来就有的本能活动。这种本能活动是由于神经系统对食物产生的有规律的一种反应。

在训练过程中,加上了红灯和绿灯,成为鸡吃食的附加条件,也就是鸡吃食的条件刺激。这样,本来红绿灯和鸡吃食是毫无关系的两件事,如果把灯的条件刺激和食物的自然刺激多次的同时出现,最后,就会形成由于这个条件刺激而产生的条件反射。使鸡一看见绿灯,就去吃三粒粮食,再去吃许多食物。这个理论就是俄国伟大的生理学家巴甫洛夫创立的条件反射学说。

制氧工厂

绿色植物进行光合作用时会放出氧气,所以被人们称为“天然的制氧工厂”。现在你来动手建造一个你自己的“制氧工厂”吧!

实验材料和用具:水草、一只透明药水瓶、一只能套在药水瓶口上的小瓶和一只玻璃缸

实验步骤:

1.把透明的药水瓶、能套在药水瓶口上的小瓶和玻璃缸洗净。

2.往药水瓶里灌水,塞进几棵水草(如金鱼藻),再放在玻璃缸里。往缸里倒水,使水面超过药水瓶口约1厘米。

3.用手按住灌满了水的小瓶,将瓶倒置进玻璃缸,套在药水瓶口上。注意在套的过程中,应该等小瓶瓶口浸入水面后再放开手。

4.把装置好的玻璃缸放在阳光下,你会看到,不断有气泡进入小瓶,直到小瓶里的水都被挤了出去。

5.用手按住小瓶,将它取出。

6.把带有火星但没有火焰的草纸卷塞进小瓶,草纸卷马上会燃起明火,这说明小瓶里收集的是氧气。

第二天可以重复实验一次,不过这次把玻璃缸放在暗角里,傍晚你去看小瓶,依然装满了水。如果水草会说话,它会对你说:“没有阳光,制氧工厂停产一天。”

豆子萌发的养料

一个豆子发芽、生长需要什么样的条件,下面的实验将告诉你。

实验材料和用具:蚕豆、花盆、塑料袋

实验步骤:

1.把浸过水的蚕豆种在小花盆里,浇上水。

2.将花盆套进塑料袋,把袋口扎牢,放在暗角里。

一周至十天后,你会看到叶子长出来了,但还是不必打开塑料袋,也不必浇水,只要把盆移到阳光下就行了。蚕豆在盆里继续生长,到秧苗有7~8厘米高的时候,若再不打开袋口,蚕豆就会死掉了。

原来,种子萌发时,依靠种子里贮藏的养料,自己并不制造养料,因此不需要很多空气;原来浇的水被塑料袋封住,又不易蒸发。于是它就在袋里顺利地生长、发芽。但长到7~8厘米高的时候,它的养料工厂要开工了,就需要更多的水分和二氧化碳。你再不打开袋口,它就将枯萎了。

蛾子相会

雌雄蛾子在夜空飞来飞去,准确无误地寻找配偶的现象,令人惊异。那么,它们是怎样找到对方的呢?如果你有兴趣探索这个现象,就照下面的实验去做,造个假雌蛾,把真雄蛾招引来吧!

实验材料和用具:雌蛹、酒精、玻璃棒、剪刀等

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