甲状腺激素对蝌蚪的变态发育有影响吗

叶佳禾　夏侯沁珂

本期点评专家

张永强 高级教师，湖南省宜章县第一中学教研室主任、科技创新创新指导中心主任，湖南省十佳科技教师。全国校园发明创意大赛、湖南省青少年科技创新大赛、湖南省创新编程与智能设计大赛、湖南省科学调查体验活动评审专家组成员。

今年三月底，我们发现学校的砚池里多了一种生物——蟾蜍。春天正是蟾蜍繁殖的季节，没过几天，水池里又出现了一群一群的蝌蚪，这些蝌蚪个头很小。

想起高中生物必修三中提到的“甲状腺激素有促进机体生长和发育的作用”，蟾蜍在各阶段的形态变化明显，便于观察，于是，我们小组开展了探究甲状腺激素对蝌蚪的变态发育有何影响的活动。

一、实验假设

1.提出假设：甲状腺激素能促进蝌蚪的变态发育。

2.实验预期：添加甲状腺激素的实验组的蝌蚪先于未添加甲状腺激素的对照组的蝌蚪长出四肢、尾缩短消失，完成变态发育。

二、实验器材

实验用的幼龄蝌蚪来自于学校砚池。从学校生物实验室获得甲状腺片一瓶，水槽三个，黑藻若干，网兜一个，培养皿两个，研钵一个，50mL量筒一个，10mL量筒一个，玻璃棒两根，橡皮管一根，电子秤一台，记号笔一支。另外，自备网格纸、直尺、面包。

三、实验初期准备工作

1.选取实验对象

为减少个体差异，选取同一群体、发育程度相似的幼龄蝌蚪，每个实验组选取蝌蚪10只。

2.选择甲状腺激素浓度

查阅多个文献后，我们发现不同文献中对甲状腺激素浓度的选择存在较大差异。翻阅活动教材，我们了解到甲状腺激素浓度为4 mg/L的实验组蝌蚪死亡率较高，而浓度为2 mg/L的实验组蝌蚪生长状况较好，所以本次实验在每升水体中分别加入2 mg和3 mg的甲状腺激素进行研究。

选用的甲状腺片是由山东某制药有限公司生产的片剂，使用前先把片剂研磨成粉末，再溶于蒸馏水制成1mg/mL的甲状腺激素溶液，置于试剂瓶中。甲状腺片粉末在水中无法完全溶解，所以每次添加前需振荡试剂瓶，使其均匀分布在悬液中，而后将其倒入饲养蝌蚪的水槽中，保证摄入量达到实验要求。

3.选择饲养过程中的食物和水

选取面包屑作为蝌蚪的主要食物。為排除水质对实验结果的影响，实验中的饲养用水为晾晒3天的自来水，并且每隔1天换一次水。

四、实验过程

在三个透明水槽中各盛1 L晾晒3天的自来水，编号为清水组、实验组1、实验组2。将30只生长发育程度基本一致的蝌蚪随机分为三组，每组10只投入水槽。

清水组作为对照组，不添加任何激素。向实验组1水槽中倒入2mL浓度为1 mg/mL的甲状腺激素溶液，让实验组1水槽中甲状腺激素的浓度为2 mg/L。向实验组2水槽中倒入3mL浓度为1 mg/mL的甲状腺激素溶液，让实验组2水槽中甲状腺激素的浓度为3 mg/L。

每天用面包屑投食一次，每隔1天将三个水槽换一次水。每次换水后，保持实验组1、实验组2的甲状腺激素浓度为2 mg/L和3 mg/L，对照组不投放任何激素。实验持续进行，直到实验组中的蝌蚪长成微型蟾蜍为止，并记录实验数据。

五、实验记录

1.实验初期蝌蚪体重的变化

将蝌蚪捞出后放在培养皿中用电子秤称重时，由于蝌蚪的体表带有水分，体重数据存在一定的误差，但总体还是能有所体现，对照组中的蝌蚪体重稍有增加，实验组中的蝌蚪体重不仅没有增加，反而变轻了。

2.蝌蚪体长（口端—尾末）的变化

由表2可见，这期间对照组蝌蚪体长基本无变化，而实验组蝌蚪的体长明显变短。

3.形态记录

实验第一周，实验组的蝌蚪都已长出后肢，个体体形稍稍变小;对照组的蝌蚪个体体形变大，未长出后肢。

第二周，实验组的蝌蚪体形明显变小，并长出前肢，尾巴变短，用四肢划水。实验组2中的体长最短，体形最小;对照组的蝌蚪体形变大，长出后肢。

轻敲水槽，实验组的蝌蚪反应强烈，快速游动;对照组的蝌蚪稍有反应。相比之下，实验组的蝌蚪都活泼好动，且尾巴摆动频率比对照组的高。

实验后期，各组蝌蚪都开始变态发育。对照组的蝌蚪体形最大，后肢渐趋明显。实验组的蝌蚪体形较小，长出前肢与后肢，大多数蝌蚪的尾巴逐渐退化。实验组中的蝌蚪用尾巴游动的频率减少，开始用四肢爬行，其中一些已经可以在岸上呼吸。

六、实验异常记录

3月30日对照组和实验组1中各有1只蝌蚪死亡，3月31日实验组1中又有1只蝌蚪死亡，4月1日对照组有2只蝌蚪死亡。死亡蝌蚪的腹部胀大，可能是实验初期投食量偏大，个别蝌蚪因摄食过量而亡。

七、实验结论

以上实验结果可以说明，甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育，提高蝌蚪神经系统的兴奋性，且在一定范围内，浓度越高，促进作用越强。（指导老师：邵江樵）

专家点评

实验源于学生的观察，并针对观察的现象联想课本知识，利用已有知识设计实验，做到了学以致用。

在实验设计过程中，设计者遵循等量、对照和单因子控制的原则，实验设计严谨、科学。在对照实验中，作者建立了实验组和对照组，通过对照探索甲状腺激素对蝌蚪变态发育的影响，实验结果可靠。在实验过程中，注重了实验的科学性，例如基于文献检索获取相关知识，依据这些知识进行的实验假设更具有科学性。

建议在实验论文中，精准地描述实验现象。