探究小动物的呼吸速率

摘要  动物都要进行呼吸作用，但不同体形、不同动物，它们的呼吸强度各不相同。对于体形较大的动物，呼吸强度相对较大，呼吸的速率较易测定，对于体形较小的动物呼吸强度相对较弱，一般很难觉察得到，呼吸速率也较难测定。本文针对如何测定小动物的呼吸速率进行了有益探索。

关键词    探究     小动物      呼吸速率

动物都要进行呼吸作用，动物不同、体形不同,它们呼吸的强度和速率也各不相同。体形较大的动物，呼吸强度相对较强，呼吸速率也较易测定。体形较小的动物呼吸强度相对较弱，一般很难觉察，其呼吸速率也较难测定。如何测定这些小动物的呼吸速率呢？本文就针对这个问题进行探讨。
生物体在新陈代谢过程中都要进行同化作用和异化作用，而异化作用通常是在有氧的条件下进行的，即生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物在氧的参与下在细胞内被氧化分解生成二氧化碳和水等代谢终产物，并释放出能量供生物生命活动利用。因此，从绝对值看，体型较大的动物在相同时间内需要消耗更多的氧气。但相对而言，体形较大的动物身体表面积与体积的比值低，相对散热较少，因而只需消耗相对较少的能量就可维持体温。从而需氧量相对较少，呼吸频率就低。体形较小的动物身体表面积和体积的比值高，因而就需消耗相对较多的能量才可维持正常的体温，从而需氧量就会相对较多，呼吸频率就会高。根据上述原理，可以通过测定小动物呼吸时氧气的消耗量就能测出小动物的呼吸速率。
测定所需材料用具：鲜活蝗虫（或蜥蜴）一只，直径约35mm、长约250mm的玻璃管一根（此管可根据小动物体形大小灵活选取），带有刻度的0.1ml滴管一支，胶头滴管一支，彩色肥皂泡液半滴瓶，直径约35mm的橡皮塞两个（其中一个橡皮塞可根据滴管的粗细在中央打一小孔），透气性良好的海绵泡沫一块，氢氧化钠颗粒少许，废弃的塑料小药瓶一个（盖子上打有小孔），物理天平一架，分秒表一块。
   测定步骤：第一步，将海棉泡膜放入玻璃管内，距玻璃管右端约1/3处。第二步，在海棉泡膜右侧玻璃管内放入适量的氢氧化钠颗粒。第三步，将0.1ml滴管插入中央打孔的橡皮塞（要插紧，避免漏气），并将该橡皮塞塞入玻璃管的右端（也要插紧，避免漏气）。第四步，用胶头滴管吸取经震荡过的肥皂液从0.1ml滴管的右侧滴加到距右管口5mm处，以肥皂液堵住滴管为宜。第五步，用天平称出带盖小药瓶的质量，然后将蝗虫放入小药瓶中，盖上打有小孔的瓶盖，放在天平的左盘称出蝗虫（或其他小动物）和瓶子的共同质量，第六步，称好后将小动物从瓶内取出放入玻璃管内海棉泡膜的左侧，将小动物放入后，要快速地在玻璃管的左端塞入另一个橡皮塞（也要插紧，避免漏气），并立即记下滴管内小肥皂液滴所在位置和时间。装置完成以后如下图：
 
小动物的呼吸速率测定装置图
此时，当小动物呼吸时，会消耗玻璃管中的氧气，产生的二氧化碳则通过海绵泡沫塞上的小细孔进人右侧小室内，就会被海绵泡沫右侧小室内的氢氧化钠颗粒所吸收。这样，随着小动物的呼吸，玻璃管中的气体逐渐减少，滴管内的肥皂小液滴由于大气压的缘故就会由滴管右侧向左移动。小液滴在滴管中的移动速率就代表了小动物的呼吸速率。因为呼吸速率的单位为ml/g.min，记下一段时间（比如15—20分钟）内彩色肥皂小液滴所在的刻度，用肥皂小液滴所在的初始刻度减去此时所在刻度，此即小动物呼吸消耗的氧气体积。小动物的体重等于瓶和虫的质量减去空瓶质量，再计出实验时间，将相关数据填入下表，就可以出该小动物的有氧呼吸速率了。

测定小动物呼吸速率记录表
实验人 实验日期 室内的干湿度
 
实验选用的小动物  呼吸速率      ml/g<I><I>&#</I></I>8226;min
瓶和虫质量（g） 小瓶质量（g） 小动物质量（g）
 
小液滴初始刻度（ml） 小液滴最后刻度（ml） 小液滴移动的体积（ml）
 
实验开始时间 实验结束时间 实验实用时间
时    分    秒 时    分    秒 分     秒
最后值得说明的四点是，一是测定时最好在温度较为稳定的条件下进行，因为骤冷骤热的变化会影响装置中空气体积发生变化，从而影响小动物呼吸速率的准确测定。二是装置必须保持它的气密性，如果漏气，也很难测出准确的呼吸速率。三是在实验操作过程中，拿取小动物时，一定要轻拿轻放，小心仔细，整个实验过程中必须保证小动物肢体的完好无损。四是本实验应有三个人共同协调完成，两个人动手操作，一个人在一旁观察、监督，并做好记录和。

书籍：2003年6月北京师范大学出版社出版的七年级生物课本上册第50—51页。