探究_单细胞生物草履虫对外界刺激的反应_实验的分析与思考_黎星
- 格式:pdf
- 大小:223.14 KB
- 文档页数:2
一、实验目的1. 了解草履虫的形态结构和生活习性。
2. 掌握显微镜的使用方法。
3. 观察草履虫的运动方式和对外界刺激的反应。
二、实验原理草履虫是一种单细胞生物,隶属于原生动物门、纤毛虫纲。
它具有复杂的细胞结构,能进行摄食、运动、繁殖等生命活动。
草履虫的运动主要依靠纤毛的摆动,其摄食方式为吞噬食物颗粒。
通过观察草履虫的形态结构、运动方式和对外界刺激的反应,可以了解其生物学特性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:草履虫培养液、显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、酒精灯、棉花纤维等。
2. 仪器:生物显微镜、托盘天平、酒精灯、蒸馏水、玉米汁等。
四、实验步骤1. 草履虫的野外采集和纯化(1)在野外寻找水样,如池塘、水沟、洼地等。
(2)用滴管在载玻片上滴两至三滴水样,盖上盖玻片。
(3)在显微镜下观察,如果没有草履虫,则再从水样中取,重复上述过程。
(4)将取到草履虫的载玻片在500ml煮沸的玉米汁中涮洗,将玉米汁放置于温暖的地方(约20度)。
(5)维持1天的时间,然后从培养液中吸取1ml的培养液观察,若有少量的草履虫,则再次用新的培养液涮洗,重复2次。
得到较为纯净的草履虫培养液。
2. 草履虫的培养(1)将纯净的草履虫培养液放入培养皿中。
(2)用托盘天平称取0.6g大米,煮沸15分钟后,冷却、过滤、定容后分装。
(3)将大米培养液倒入培养皿中,使草履虫培养液与大米培养液充分混合。
(4)将培养皿放置于温暖的地方(约20度)。
3. 草履虫的观察(1)将草履虫培养皿置于显微镜下,调整焦距,观察草履虫的形态结构。
(2)观察草履虫的运动方式,如纤毛的摆动、食物的摄食等。
(3)观察草履虫对外界刺激的反应,如光照、温度、化学物质等。
五、实验结果与分析1. 草履虫的形态结构草履虫呈圆筒形,长50-300微米,宽20-60微米。
细胞质中含有一个大核和多个小核,细胞质内有伸缩泡、食物泡、纤毛等细胞器。
2. 草履虫的运动方式草履虫的运动主要依靠纤毛的摆动。
草履虫实验报告摘要:本实验旨在观察草履虫在不同环境条件下的生存和运动情况。
通过分别放置在不同温度、湿度和光照条件下的实验器皿中,观察草履虫的生命周期、活动模式和对环境变化的适应能力。
实验结果显示,草履虫对环境条件具有较强的适应性和生存能力。
1. 引言草履虫(paramecium)是一种单细胞生物,属于原生动物的范畴。
它们广泛存在于淡水中,其大小约为0.2-0.3毫米,具有较高的生存能力。
草履虫对外界环境的变化非常敏感,是研究微生物和单细胞生物很常用的模式生物之一。
2. 材料与方法实验所需材料包括草履虫、显微镜、实验器皿、显微镜盖片等。
首先,将草履虫样本分别放置在三个实验器皿中,形成三个不同的实验组,分别是高温高湿(组A)、低温低湿(组B)和适温适湿(组C)。
3. 结果与讨论观察发现,在高温高湿的环境中,草履虫的生命周期缩短,繁殖速度加快。
草履虫在此环境中活动较为频繁,觅食能力提高,生存率较高。
然而,在低温低湿的环境中,草履虫的生命周期延长,繁殖速度变慢。
草履虫的运动也相对较为缓慢,觅食能力下降,生存率明显下降。
另外,草履虫对光照条件也有一定的反应。
在充足的光线下,草履虫会主动向光线方向游动,而在暗处则会停止活动。
这说明草履虫具有光敏感性,并能通过自主运动来寻找适宜的生存环境。
进一步观察发现,草履虫会通过伸缩纤毛(cilia)来进行游动。
纤毛的搏动能够推动草履虫向前漂移,帮助其觅食和避开危险。
这一特点使得草履虫在水中具有极高的机动性和生存能力。
4. 结论通过本次实验,观察到草履虫在不同环境条件下的生存和运动模式。
草履虫对温度、湿度和光照条件具有一定的适应性,能够通过自主运动来寻找适宜的生存环境。
草履虫的纤毛搏动是其运动的主要机制,使其在水中具有较高的机动性。
这些结果对于了解草履虫的生态习性和微生物生存机制具有重要的意义。
从实验结果来看,草履虫对不同环境条件下的反应均与其生存和繁殖有关。
通过进一步深入研究,或许可以分析出草履虫在微生物团体和生态系统中的作用,以及对一些微生物相关疾病的影响。
探究“单细胞生物草履虫对外界刺激的反应”摘要:“单细胞生物草履虫对外界刺激的反应”实验是培养学生动手操作能力的重要方式之一。
因为草履虫个体微小,需要借助显微镜才能看得到,所以教师指导学生完成对草履虫的形态结构的观察活动、了解它所具有的生命活动特点,并设计方案、进行探究草履虫对外界刺激的反应的实验及分析,是有利于培养学生接触生物和观察能力的提高。
也有利于提高学生对生物的兴趣和生物如何趋利避害及对环境适应性的认识。
关键词:生物实验;草履虫;探究;分析人类的生产经验和科学知识,是人类长期主动观察、实践、探索、实验的结果。
生物课就是一门以实验为基础的学科,实验教学是教学活动的重要组成部分。
所以,生物课上引导学生在实验活动中进行主动的观察、探究、讨论、交流,是培养学生实践能力所必须的。
《国务院关于基础教育改革与发展的决定》也指出,要“继续重视基础知识、基本技能的教学,并关注情感态度的培养,充分利用各科课程资源,培养学生收集处理信息的能力,开展研究性学习,培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力;鼓励学生合作学习、促进学生之间相互交流、共同发展,促进教学相长!”初中生物的许多实验是重复前人的探索、推测、验证等认识过程,但对初中学生来说是未知领域,作为教师如何对所做实验进行分析,正是要认真思考的事。
通过实验分析,把实验目的、实验原理、实验结果等链接起来,就可看出实验方案的科学性与可行性,从而培养学生科学探究能力。
以下是笔者在实验教学中的作法与体会。
一、实验原理分析,体验知识的发生发展过程商务印书馆出版的《现代汉语词典》,对“原理”一词的解释是:“带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律;具有普遍意义的道理。
”那么,生物实验原理就该是指为检验或验证某种科学理论(即教材中某种基础理论知识)而进行实验操作的基本的、带有普遍规律性的道理。
生物实验原理是生物实验的重要组成部分,联系着实验目的和实验步骤,是用科学探究的方法验证某一生物学理论或探究某一生物问题的理论依据。
关于“草履虫对外界刺激作出反应”的探究式教学-表示没有,+表示有。
教师引导学生思考:为什么不同水样中草履虫数目不同呢?通过调查学生了解到:小池塘和河中的水都被进行定期消毒,草履虫被杀死;稻田中由于农药的使用,草履虫数量不多(需培养才能使用);而大蒜田不需喷洒农药,还需用稻草覆盖培养,这些都利于草履虫的生长与繁殖。
从其间水沟中采集的水样中,草履虫纯度高,不需培养即能直接使用。
提出问题:草履虫能对外界刺激作出反应吗?你能用实验来验证吗?4.2“超市”选材,确定课题带领学生走进“探究实验超市”(其中的物品有:有食盐、蔗糖、冰水、肉汁、笔筒电筒(光)、草履虫培养液、滴管、载玻片、盖玻片等),让其到超市中自由选择想探究的材料,并根据选择的材料确定探究课题。
4.3合作学习,寻找方案教师引导:怎样设计出“对照实验”?学生合作讨论并提出实验方案(如图1)方案1 方案2图14.4实践操作,完善细节组织学生按提出的方案进行探究,并在实验过程中进一步完善细节。
实验中,探究草履虫对蔗糖、冰水、肉汁作出反应的实验比较顺利,但学生在探究草履虫对光、食盐作出反应的过程中却出现了一些问题,需要进一步完善和改进实验。
5.1 在“探究草履虫对光的反应”的实验中排除实验室强光的干扰通过巡视发现“探究草履虫对光反应”的实验小组都没有考虑到实验室强光的影响。
怎样进行有效的引导呢?汇报交流时,组织学生进行分析:①为什么会出现两种不同的结果?②它们的实验过程有什么不同?③从中你得到什么启示?学生通过对照发现:A组没有排除实验室强光的影响,草履虫没有明显反应;B组用黑纸片遮光,草履虫都集中到有光的部位。
从中感悟到设计探究实验时要排除外界因素的干扰。
教师引导学生进一步完善实验:在B实验中,黑纸片很容易接触到液面,你能改进实验吗?很快有学生设计出新方案:(如图3)将草履虫培养液装在试管中,塞上试管塞,周围用黑纸片包住,只留左边一点缝隙,用笔筒电筒照射缝隙处,可观察到草履虫很快向有光处移动。
案例分析2《探究草履虫对外界刺激作出的反应》生物课上,我首先利用多媒体放映草履虫的活动形态,让学生对草履虫有鲜明的直觉认识,然后播映草履虫的结构模式图,让学生对其生物体有清晰的认识。
接着我问学生一个问题:草履虫对外界刺激会作出反应吗?学生不约而同地说:会有反应。
我马上追问:你怎么知道?学生:刺激它一下不就知道了吗?“很好,这是一个非常好的想法。
”我肯定了他们的主意。
“那我们怎么来证实呢?”接着我告诉学生要科学验证一个想法需要按照下面的方法进行,从而保证验证的科学性。
我设计了下面的探究计划:计划1提出问题作出假设实施计划得出结论计划2刺激物草履虫食盐白糖二氧化碳反应记录草履虫能否对外界刺激作出反应?能/不能实验求证、记录观察结果结论:通过这样探究活动,学生掌握了科学实验得方法,知道了实验计划的步骤,从而让学生形成严谨的探究习惯,这也真是我们生物学习中应该具备的一种科学素养。
生物课堂的“五环节范式”不是完全独立的,而是相互作用、彼此包含与相互融合的关系。
其中,“探究、观察、实验”贯穿于课堂教学的全过程。
“五环节范式”是适应新课程教学理念的一个范式,它是基于生物教材的特点而设计和实践的,这一范式在生物课堂教学中收到了很好的效应。
季节中的花开花落,都有自己的命运与节奏,岁月如歌的谱曲与纳词,一定是你。
人生不如意十之八九,有些东西,你越是在意,越会失去。
一个人的生活,快乐与否,不是地位,不是财富,不是美貌,不是名气,而是心境。
有时候极度的委屈,想脆弱一下,想找个踏实的肩膀依靠,可是,人生沧海,那个踏实肩膀的人,也要食人间烟火,也要面对自己的不堪与无奈。
岁月告诉我:当生活刁难,命运困苦,你的内心必需单枪匹马,沉着应战。
有时候真想躲起来,把手机关闭,断了所有的联系,可是,那又怎样,该面对的问题,依旧要面对。
与其逃避,不如接纳;与其怨天尤人,不如积极主动去解决。
岁月告诉我:美好的人生,一半要争,一半要随。
有时候想拼命的攀登,但总是力不从心。
小学科学·教师总第23期人类的生产经验和科学知识,是人类长期主动观察、实践、探索、实验的结果。
生物课就是一门以实验为基础的学科,实验教学是教学活动的重要组成部分。
所以,生物课上引导学生在实验活动中进行主动的观察、探究、讨论、交流,是培养学生实践能力所必须的。
《国务院关于基础教育改革与发展的决定》也指出,要“继续重视基础知识、基本技能的教学,并关注情感态度的培养,充分利用各科课程资源,培养学生收集处理信息的能力,开展研究性学习,培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力;鼓励学生合作学习、促进学生之间相互交流、共同发展,促进教学相长!”初中生物的许多实验是重复前人的探索、推测、验证等认识过程,但对初中学生来说是未知领域,作为教师如何对所做实验进行分析,正是要认真思考的事。
通过实验分析,把实验目的、实验原理、实验结果等链接起来,就可看出实验方案的科学性与可行性,从而培养学生科学探究能力。
以下是笔者在实验教学中的作法与体会。
一、实验原理分析,体验知识的发生发展过程商务印书馆出版的《现代汉语词典》,对“原理”一词的解释是:“带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律;具有普遍意义的道理。
”那么,生物实验原理就该是指为检验或验证某种科学理论(即教材中某种基础理论知识)而进行实验操作的基本的、带有普遍规律性的道理。
生物实验原理是生物实验的重要组成部分,联系着实验目的和实验步骤,是用科学探究的方法验证某一生物学理论或探究某一生物问题的理论依据。
生物实验设计必须遵循的原则包括科学性原则(增加)、单一变量原则、对照性原则等。
本实验的原理是检验草履虫对刺激的反应,观察它对外界刺激的各种反应。
我们可以通过实验证明,草履虫对盐的确存有应激反应,并从此推论在盐碱土壤中一般植物几乎不能生存,这是因为当外界溶液浓度大于细胞液浓度使细胞会失水而死亡。
那么如何分析这些原则呢?1、科学性原则分析科学性原则指“实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定,都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
他具有两个方面的含义:首先必须保证实验的设计不出现科学性错误;其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的因素”。
本例正是依照“单细胞生物也能对外界环境的变化作出适当反应”这一原理而设计的。
2、单一变量原则分析单一变量原则中的变量指实验中由实验者控制的因素或条件。
食盐为本次试验的变量,但食盐的多少、浓度等都是影响实验结果的重要因素,量少会出现载玻片中左、右两侧培养液中的草履虫数量不变,实验结果不明显;学生会误得出“食盐对草履虫没影响”的结论。
探究“单细胞生物草履虫对外界刺激的反应”实验的分析与思考■黎星南京市沙洲中学江苏南京210002摘要:“单细胞生物草履虫对外界刺激的反应”实验是培养学生动手操作能力的重要方式之一。
因为草履虫个体微小,需要借助显微镜才能看得到,所以教师指导学生完成对草履虫的形态结构的观察活动、了解它所具有的生命活动特点,并设计方案、进行探究草履虫对外界刺激的反应的实验及分析,是有利于培养学生接触生物和观察能力的提高。
也有利于提高学生对生物的兴趣和生物如何趋利避害及对环境适应性的认识。
关键词:生物实验;草履虫;探究;分析72--小学科学·教师3、对照性原则分析对照性原则是指在实验组中,其他实验条件都相同而有某个关键条件(变量)不同,以此增强对条件与结果之间关系的理解。
本次实验中加盐的培养液是实验组,没有加盐的培养液是对照组。
通过这样分组既增强实验结论的可靠性,也使实验的科学性得到保证。
实验原理是进行实验操作的依据。
原理不明,导致目的不清,实验的连续性被破坏,这也是学生常出错的原因之一。
由此可以看出在实验前有必要对实验原理进行分析,增强学生对学习目的的认知性。
二、实验过程分析,激发学习兴趣1、发现问题,提出假设提出“草履虫能够对某种刺激(如光、化学物质等)可能产生哪些反应”等问题。
激起学生学习动机,使他们对实验自始至终保持浓厚的兴趣。
作出假设是草履虫能够对某种刺激产生如趋向或避开这种刺激的反应。
2、选择实验材料、器具“杂交水稻之父”袁隆平院士,在对水稻的研究中,正因找到了表现杂种优势的水稻植株,使杂交水稻的培育获得成功,为解决粮食短缺问题做出了巨大的贡献。
可见选择适合的实验材料是初中生物实验的条件之一。
本次实验的材料是草履虫,草履虫是最原始的单细胞原生动物,在实验中能表现出对各种外界环境的应激反应。
草履虫很容易培养,找来新鲜芦苇或稻草,剪成一寸长数段,放在大烧杯中,注入自来水,制成浸泡液,放在有阳光下25℃以上的环境中,可在浸泡液内加入少许熟鸡蛋黄,能促进其生长。
通过对选择生物实验材料的分析,要让学生明白实验对材料的挑选是有严格要求的,须本着科学的态度,不能图一时的方便,否则就无法达到预期的效果。
3、设计实验方案本实验选择对照比较实验方案。
对照比较实验是在两个相似组样中进行,其中一个是已经确定其结果的事物,称之为“对照组”,让其自然发展,实验者对之不加干涉;另一组是未稳中有降的、需要研究的事物,称其为“实验组”。
将实验组中的未知因素同对照组的已知因素进行对照比较,通过对实验组的人为干预,以确定该因素的影响作用。
对照比较实验在生物学研究中是广泛应用的。
本实验选择草履虫为实验材料,以有无食盐为变量,进行对照实验控制变量。
观察指标是草履虫状况,属于探究性实验,本次为双组单变量对照实验,施加变量的为实验组,不施加变量的是对照组。
4、实施实验的步骤:第一步在载破片上滴两滴草履虫培养液,用牙签在两滴培养液液滴之间划出一条连接通道。
第二步在载玻片上的一侧含草履虫的培养液中(或在左侧培养液中)滴入1~2滴(或少许)食盐液滴。
第三步让学生在显微镜下观察草履虫的运动。
用讨论交流的方式说出观察到的现象。
第四步根据实验结果得出相应的结论。
5、分析实验结果,得出实验结论第一种可能从显微镜看到加盐的培养液中草履虫比原来的少,而没有加盐的培养液中的草履虫比原来多了,即载玻片上加盐的培养液中的草履虫从一侧由通道游向没有加盐的培养液,说明试验成功,学生能分析出正确结论:食盐对草履虫是有影响的,草履虫在逃避过量盐水带来的有害刺激。
第二种可能通过显微镜观察发现载玻片中左、右两侧培养液的草履虫数量不变;这说明食盐水浓度与草履虫体内实验浓度相等,食盐对草履虫没影响,实验没有成功。
第三种可能绝大部分草履虫从一侧游向加盐的培养液,说明食盐含量过低,食盐对草履虫是有利的影响,草履虫有趋向有利刺激。
不过最后得出的结论,仍要根据实验的结果得出。
因为实验结果是实验过程中出现的实验现象,其中实验变量起了决定作用。
实验结论又是根据实验结果作出的一种理论推论,二者是因果关系,使实验要达到的实验目的。
三、实验现象与结果的分析,培养观察和思考能力1、通过实验现象分析培养观察能力本次实验先在低倍镜下观察,可容易看到草履虫的外形与运动。
不过在制作草履虫临时玻片标本时,应取少许棉花,将其撕松放在载玻片中部,再用滴管吸取草履虫培养液,滴在棉花纤维中间,盖上盖玻片,以限制草履虫的游动,使观察更容易。
同时,光亮度要稍暗,保证草履虫与周围背景有一定的明暗反差,这样草履虫的形态(倒转的草鞋底)、体表纤毛、口沟的位置及细小藻类进入。
口沟可清晰见到,草履虫游泳时的特点(旋转前进)、当遇到阻挡物时虫体游动方向等等也可清晰见到。
之后再转用高倍镜观察,在高倍镜下,可观察到其内部结构细胞核、细胞质、伸缩泡、食物泡等。
同时与课本上理论知识相结合,起到加深理解和巩固已学知识的目的,也有助于实验的顺利进行。
学习生物离不开观察。
在实验过程中,教师须引导学生根据实验目的观察实验变化,启发学生分析思考,同时让其通过自己的观察分析得出结果,而不是急于下结论。
这也符合新课程理念,即让学生在实验探究中自主学习、合作学习。
著名的生物学家达尔文曾说过:“我既没有突出迅速的理解力,也没有过人的机智,我觉得对事物进行仔细地观察的能力上,我是超过中等水平的人们的。
”著名生理学家巴甫洛夫在他的实验室里刻着“观察,观察,再观察”的警句。
可见观察的重要性。
2、通过实验结果分析培养思考能力实验分析一方面可以找出并排除影响因素,使实验重做能获得成功;另一方面,还可以总结出经验教训,甚至可能还有意外的收获、新的发现,这在科学史上是不乏其例的。
我们在进行实验时,首先对实验的根本目的要有深刻的认识;同时要重视实验结果,还要重视分析结果。
不能只满足于实验的成功,而不愿对实验失败的原因进行分析等。
不论分组实验还是演示实验,不可能万无一失,对成功的要展示给大家看,对实验效果不好的,帮助分析原因,为什么没能达到预期效果,有几种可能情况,应该怎么改,从而提高学生分析问题、解决问题的能力。
四、挖掘开拓实验发现并关注新问题陶行知提出“教学做合一”,“事怎样做便怎样学,怎样学便怎样教。
教而不做,不能算是教;学而不做,不能算是学。
教与学都以做为中心”。
陶行知特别强调要亲自在“做”的活动中获得知识。
因此,做实验、分析实验真是实现陶行知教育思想的最好途径。
这要求教师尊重学生,注意教学之外的生活,指导学生在实际的活动中学好本领,培养他们的生活能力。
这对我们现在的教学方式也有启发之处。
1、通过“多问”引导“多思”聪明在于多问多思,疑问易使学生产生好奇心。
教师在授课时,可以要求学生联系教学内容边观察、边思考,并发现和提出新问题,从而引起积极的思维活动。
如补充些讨论的问题或作进一步探究,如草履虫对光或糖的刺激有什么样的反应?草履虫这种趋利避害的反应,对其生活有什么意义?(草履虫的趋利避害的特性有利于其对环境的适应性和生存能力。
)再如草履虫对外界刺激产生反应,是通过神经系统完成的吗?为什么?(不是,因草履虫是单细胞生物,没有神经系统的分化。
)2、通过“分析”引导“思考”对实验结果的分析是提高学生分析能力的重要环节。
从心理学看,有系统有条理地进行观察,便于输入信息的加工储存,提高感知效率,突出重点,避免遗漏,做到全面认识观察对象。
以往的教学和备课中还发现,学生不一定按照原计划要求或在教师的指导完成操作,而是以他们个人的解释来进行实验。
因此教师还要注重观察分析,在实验中关注学生原有的知识经验,从学生的角度出发,关注他们的操作过程和方法,引导其学会实验,使之在实验中真正理解知识,掌握技能。
总之,实验教学是教学活动的重要组成部分。
结合学生实际,重视实验设计。
有针对性的进行实验分析,让学生带着问题去观察和思考,正是《全日制义务教育生物课程标准》的要求。
实验,使学生获得了生物基础知识,掌握了基本技能,培养了观察能力、实验操作能力,分析和解决问题等综合能力。