“观察小鱼尾鳍的血液流动”实验的改进与教学实施

高 露 雷 明 陈月艳 赵晓刚

（北京市第四中学 北京 100034）

“观察小鱼尾鳍的血液流动”是北师大版《生物学》（7年级）“血液循环”中的重要实验内容。通过该活动，旨在使学生在学习了心脏的结构和功能、血管的分类和特点知识的基础上，能直观观察到血液在血管中的流动现象，认识在不同血管中血流的方向、速度等特点，为进一步学习理解血液循环途径奠定基础。但是，教材中有关该实验活动的材料具有一定的不足，难以充分实现教学目标。笔者尝试探索以斑马鱼为实验材料，带领学生进行斑马鱼胚胎全身血管和血流的观察。观察效果非常好，提高了实验教学效率。

1 教材中“观察小鱼尾鳍的血液流动”实验教学面临的问题

教师按照北师大版《生物学》（7年级）教材中“观察小鱼尾鳍的血液流动”的实验指导，以普通小金鱼为实验材料组织实验教学，面临如下问题：

1）观察时，将小鱼从水中取出，置于较干燥的环境中，虽有湿布覆盖，但小鱼会因缺氧而不停地摆动，影响实验观察效果；同时，学生能感受到小鱼因缺氧而挣扎的痛苦，实验过程中一直担心小鱼在空气中停留的时间太长，希望尽快将小鱼放回鱼缸中，导致无法专心进行细致的观察。

2）鱼体较大，学生很难自己将鱼尾摆放到显微镜下合适的位置，操作较不方便。

3）按照教材的要求，选择了尾鳍色素较少的鱼类，但仍然有色素的干扰，学生需要较长时间寻找血管、观察血流方向。

以上问题导致学生观察时间长，但观察效果差，课堂教学效率低。

2 以斑马鱼代替普通小金鱼作为实验观察材料

2.1 实验材料及优点 斑马鱼（Danio rerio），属硬骨鱼类，辐鳍鱼纲（Actinopterygii），鲤形目（Cypriniformes），鲤科（Cyprinidae），鲐属（Danio）［1］。

斑马鱼对水质要求不高，非常容易饲养。3个月性成熟，每隔1周即可产1次卵，一对每次可产几百枚卵，卵子体外受精后体外发育，众多胚胎发育同步且速度快，受精后24h 即可发育成型，产生血液，受精后的第2～6天血液最明显。因此，教学中容易获得观察材料，具有可行性。

斑马鱼体型纤细，成体长约5cm（图1，本文附图见封二），胚胎幼体通体透明（图2、图3），第3天后开始出现少许斑点，可用色素抑制剂抑制斑点产生。显微镜下可直接观察到其体内的心脏和大血管，且其血液循环路径非常简单。

2.2 药品配制和处理方法

2.2.1 药品配置 PTU 色素抑制剂存储液配方：将PTU（PTU：1-Phenyl-2-thiourea，1-苯基-2-硫服，厂家：Sigma 货号：P7629）粉末1.125g，溶于1L Holt 溶液中作为存储液［8］（注意：PTU为有毒试剂，需戴手套和口罩在通风橱中配制）。

表1 Holt 溶液1L 配方

2.2.2 处理和观察方法

1）受精后的斑马鱼胚胎，培养在25mL Holt溶液中（Holt 溶液配方如表1），恒温28℃。前2天每天换培养液2次，之后每天换液1次（换液时弃掉死亡的胚胎）。

2）从受精后24h 开始对胚胎去色素，方法是在每25mL Holt 培养液中加入1mL PTU 存储液，保持其通体透明。每天换液时都按此量加入色素抑制剂。胚胎发育至第2～6天（图4）即可进行观察。

3）观察前5～10min 加入麻醉药Tricaine，将受精后第2～6天并已去色素的斑马鱼胚胎麻醉，此时心率和血流速度略有减缓，便于观察。

Tricaine麻药的配制方法： 将400mg Tricaine粉末（厂家：Sigma ，货号：A5040）溶于100mL Holt溶液，即为Tricaine 麻药存储液。使用时，将1mL Tricaine 麻药存储液溶于25mL 的Holt 培养液中即可［8］。实验教师可统一对所有斑马鱼胚胎进行去色素处理和麻醉处理。

4）用吸管吸取麻醉后的斑马鱼，放入凹槽载玻片的凹槽内，并使鱼体能保持在液体中平放（图4）。

5）在低倍显微镜下观察血管中的血流情况。

3 改进后实验的优势

1）降低实验成本。原观察小鱼尾鳍的实验，需要寻找尾部色素相对较少的观赏鱼类作为观察材料，每条鱼约需要花费10元钱，每次观察后需要养殖直至全年级所有班级完成实验，实验成本较高。斑马鱼价格便宜（网购价格约1元/条），易于养殖，一对一次产卵即可获得几百枚胚胎，第2～6天的幼体即可用于观察，可满足整个年级学生的实验需求。

2）实验操作方便。学生用胶头滴管即可吸取1～2条斑马鱼置于凹槽载玻片中，发育第2～6天的斑马鱼幼体长约3mm，在低倍镜下一个视野中即可看到完整鱼体，避免了之前实验需要花费较长时间在镜下寻找尾鳍的问题，学生用低倍镜即可观察鱼体全身血流，再换用高倍镜可观察细节。学生能有更多有效的观察时间。

3）观察效果好。学生能同时观察到心脏泵血现象、血液流出和流入心脏的过程，观察对象不仅限于毛细血管，而是对动脉、静脉和毛细血管进行整体观察并进行直观的辨别判断，例如可根据血液流出或流入心脏辨析动脉和静脉，通过比较并行同级的动、静脉管腔直径和血流速度认识动、静脉的特点。学生还可清晰地观察到连接动、静脉的毛细血管（尤其是节间血管ISV）中扁平状血细胞单个通过（图5）。

4）优化实验教学设计，提高实验课堂教学效率。以斑马鱼胚胎为材料，学生能直接观察到包括心脏（图6）、动脉、静脉、毛细血管（图7）等结构，观察在约10min 内即可完成。