环境因素影响金鱼呼吸的实验拓展

南通市第二中学  黄辉

发表于《生物学教学》第2期  ISSN1004-7549

摘要：探究不同溶氧浓度对金鱼呼吸的影响，测定金鱼的半致死耐低氧浓度和耗氧量。

关键词：水溶氧 金鱼 呼吸 耗氧

金鱼是常见的观赏性驯养动物，容易取材，操作方便，观察现象明显，常用做中学生物学实验材料。本文着力引导学生探究日常饲养现象，对影响金鱼的溶氧因素进行实验拓展研究，增添定碘法测溶氧、半致死浓度分析等，提升学生的实验思维和操作能力。

学生操作本实验有很强的生活指导意义。在饲养金鱼时，鱼缸窄小或鱼多会造成水中溶氧减少，鱼游到水面直接呼吸，即发生浮头现象，尤其是阴雨天里气压下降，可导致金鱼缺氧死亡。根据实验鱼的半致死溶氧浓度，人们可控制单位水体的金鱼饲养量。观察金鱼的呼吸速率，再对比常态溶氧下的数值，可决定是否要减少每缸饲养量，或者参考实验鱼耗氧量，给予金鱼适时的增氧处理。

1. 实验器材：自来水，保鲜膜，漏网，量筒，计时器，墨水，解剖器，胶头滴管，定碘测溶氧药品，若干塑料方盒（大小至少为30厘米×20厘米×20厘米）、家用增氧泵。

2. 制备实验材料：

（1）制作冷却沸水。为杀死微生物和减少可溶性气体，先用大水壶装上自来水，燃气炉煮沸后冷却，用塑料纸和橡皮筋封住壶口，放置在通风、透光的地方放置一天。

（2）驯养和筛选健康的实验鱼：（如图1）选取若干无毒的塑料盒，大小至少为40厘米×30厘米×20厘米，加普通自来水，室温测量，投入大小相近、健康灵活的200尾金鱼。饲喂的饵料不能影响水质（如大麦粉、饼干屑、蔬菜细末、小饭团等）。饲养5天以上，当连续2天无异常死亡即可开始实验。从中选取身体鲜亮、泳姿正常、应激反应明显、食欲良好的实验鱼。

3. 实验操作

3.1测定不同溶解氧浓度下金鱼的呼吸次数

（1）创设低氧浓度、常态和高氧浓度的水环境。

将制作的冷却沸水装满塑料盒，用保鲜膜密封，并在标签上注明A组；将普通自来水装满塑料盒，放置于通风、透光的地方，并在标签上注明B组；将普通自来水装满塑料盒，放置于通风、透光的地方，持续打开家用增氧泵，将增氧管接口处的气泡石放入水中，并在标签上注明C组；

（2）放入实验鱼

用漏网将金鱼转移到各实验组的容器中，每个塑料盒内放3尾金鱼。并开始观察、记录。

（3）统计金鱼的呼吸次数

    提示学生通过滴墨水的方法，确认金鱼的口和鳃盖不停的张合是进行呼吸，只需要数每次实验过程中金鱼鳃盖张合的次数就可确定呼吸次数。要求学生统计三只塑料盒内金鱼鳃盖每分钟开闭的次数，即呼吸的次数，并且将数据记入下表。（3个塑料盒中的溶氧浓度可以通过定碘法测定具体数值）

 

实验组号	水中 溶解氧	呼吸频率 （第1次统计）	呼吸频率 （第2次统计）	呼吸频率 （第3次统计）	呼吸频率均值 （次数/分钟）
A	低浓度
B	常态浓度
C	高浓度

3.2 测定金鱼耐受低氧的半致死浓度和单位水体积耗氧量

（1）低氧浓度冷却沸水的使用：

选取11只塑料盒，注满冷却沸水，塑料盒的标签上不做标记，用保鲜膜完全封闭盒口。　

（2）定碘法测氧：

采集与固定水样（V水），加浓硫酸酸化，暗室静置5分钟析出碘，再用Na₂S₂O₃溶液滴定直至褪去蓝色^[1]。公式计算如下：水溶氧(mg／L)＝CNa₂S₂O₃（浓度）×VNa₂S₂O₃（体积）×32/4×1000/V水

（3）放入实验鱼：

取出1只塑料盒标号11，作为空白配制好实验液之后，用漏网将金鱼转移到各实验组的容器中，每个塑料盒内放4尾金鱼。并开始计时观察、进行记录。其中前3小时内间隔观察（每半小时观察一次），3小时后应作连续性的观察，记录下每组实验鱼死亡的时间。观察金鱼生命特征时，可在其停止呼吸后，用解剖针刺激尾部，看是否有应激现象，进而可以解剖观察生理体征。

（4）测定金鱼耐受低氧的半致死浓度

按照第1尾金鱼死亡的时间先后顺序给各塑料盒标号，首先出现1条金鱼死亡的塑料盒记为1盒，最后出现1条金鱼死亡的塑料盒记为10盒，其中1、3、5、7、9塑料盒中，只要出现首条金鱼死亡后即取出该盒中的全部金鱼，用塑料试管取各塑料盒中的水，并密封塑料盒，利用定碘法测出不同塑料盒中水的含氧量，计算出全部存活的最高浓度a。另有2、4、6、8、10塑料盒中，待所有金鱼死亡后取出该盒中全部金鱼，用塑料试管取各塑料盒中的水，并密封塑料盒，利用定碘法测出不同塑料盒中水的含氧量，计算出全部死亡的最低浓度b。取浓度a和浓度b的平均值获得金鱼耐受低氧的半致死浓度。

（5）实验鱼单位水体积耗氧量测定：

    定碘法测定11号塑料盒内的含氧量作为空白对照瓶含氧量c，取1、3、5、7、9塑料盒中放回全部金鱼并计时，放置至半致死状态，取水测量寻找接近半致死浓度数据的作为实验瓶，并测定实验瓶含氧量d。计算：金鱼单位水体积耗氧量＝(含氧量c－含氧量d)/(盒内鱼重×盒内水体积×实验时间)

4. 实验结果分析

溶氧量和呼吸频率的相关性可以用柱形图等方式表示（如图2）。数据分析可知：溶氧对金鱼的呼吸次数影响明显，在一定的溶氧浓度范围内，溶氧升高，金鱼的呼吸频率减慢。

影响金鱼呼吸的因素很多，如果将实验变量限定于教材中的温度范例，则约束了学生的发散性创新能力。本实验的关键是启发学生的求异思维，介绍定碘法测溶氧的技巧，通过控制光照、温度、营养等无关变量，比较实验组和空白对照组的含氧数据，测定金鱼耐受低氧的浓度和耗氧指标，帮助学生更好地理解金鱼生理指标的探测方法。当然，实验是科学探究的重要方法，分组操作有助于培养学生通过合作研究方式解决问题。

 

 

图1

图2： 25℃时不同溶氧下金鱼呼吸频率的柱形统计图（分组汇总）

 

参考文献：

[1] 申海燕.2000.碘量法测定水中溶解氧的含量. 娄底师专学报，(4):65-66