水生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)之原生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的改革案例

潘宏博 姜佳枚 王麗卿 陳立婧 唐文喬

摘要：因標(biāo)本種類少難以純化，且多數(shù)種類固定后已無教科書中的鑒別特征，原生動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)一直是水生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中最薄弱的環(huán)節(jié)，為此我們進(jìn)行了該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，增加了樣品采集、活體觀察和不同水質(zhì)的群落比較等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合型，極大提高了學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：水生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；原生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）45-0271-02

一、引言

《水生生物學(xué)》是國內(nèi)農(nóng)林院校重要的專業(yè)課程。隨著我國日益重視水環(huán)境的保護(hù)和治理，該課程已被越來越多的綜合性院校列為生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的專業(yè)課?！端飳W(xué)實(shí)驗(yàn)》是其配套的實(shí)驗(yàn)課，原生動(dòng)物因在水生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位，是水環(huán)境優(yōu)良的指示生物[1]，且便于采集[2]，通常將其作為一次獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)單元。但因個(gè)體微小、標(biāo)本難以純化、固定后細(xì)胞變形嚴(yán)重，原生動(dòng)物的形態(tài)特征難以觀察，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果普遍不理想，大大影響學(xué)生后續(xù)實(shí)驗(yàn)的熱情和積極性。為此我們對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改良，利用各種人工基質(zhì)（海綿塊、載玻片等），可在一定時(shí)間內(nèi)可獲得群落穩(wěn)定、種類豐富、數(shù)量較大的原生動(dòng)物，能夠解決樣品質(zhì)量和數(shù)量的問題。通過活的樣品和固定樣品的配套觀察，輔以生物量估算和食性判別，并取得了非常好的教學(xué)效果。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

通過觀察原生動(dòng)物各綱各目的代表屬種，掌握其形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類地位；識(shí)別常見的原生動(dòng)物，掌握活體樣本和固定標(biāo)本的形態(tài)差異；掌握原生動(dòng)物的人工基質(zhì)培養(yǎng)和采集方法，了解其生物量的估算方法；了解原生動(dòng)物不同種類的食性。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法

（一）樣品采集

按照國家水質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)中微型生物監(jiān)測方法選取大小合適的聚氨酯泡沫塊（PFU），以及污水處理中研究生物膜的常規(guī)采樣方法——載玻片法。在上次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，組織學(xué)生將PFU和載玻片放入校園水系，以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提前準(zhǔn)備的不同水質(zhì)的水樣中。

實(shí)驗(yàn)課開始后，組織學(xué)生將相應(yīng)樣品取回（輕拿輕放?。］d玻片置入盛有原位水的培養(yǎng)皿中直接在解剖鏡下觀察；PFU則將內(nèi)含水?dāng)D出后，取少量于顯微鏡下觀察。

（二）活體標(biāo)本的觀察

1.PFU樣品的觀察。取0.1mL樣品于浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)框中觀察。如原生動(dòng)物游動(dòng)過快，可加入少量蛋清。PFU中常見種類有：板殼蟲、膜袋蟲、草履蟲、櫛毛蟲、尾絲蟲、斜管蟲、尖毛蟲、游仆蟲、彈跳蟲等。每組觀察鑒定后拍照、記錄特征和食物泡中的生物類型。

2.載玻片法獲得的樣品的觀察。在解剖鏡的最大放大倍數(shù)下觀察樣品，用解剖針刺激緣毛目（鐘蟲、累枝蟲、單縮蟲、獨(dú)縮蟲、聚鐘蟲等）的種類觀察其收縮特征；用微吸管在解剖鏡下吸取要觀察的蟲體（固著的種類需先用解剖針從載玻片上剝離），轉(zhuǎn)移至載玻片上，用礦物油封閉法[3]限制其游動(dòng)，放置顯微鏡下觀察并拍照。如游動(dòng)過快，可輕壓蓋玻片。重點(diǎn)觀察不同纖毛蟲原生動(dòng)物的纖毛器特征、口器特點(diǎn)、伸縮泡位置及表膜結(jié)構(gòu)等重要鑒別性狀。

載玻片上常見種類有：吸管蟲科、喇叭蟲屬、太陽蟲屬、變形蟲屬、表殼蟲、管口目（斜管蟲、觸口蟲）、側(cè)口目（漫游蟲、裂口蟲）、鉤刺目、腹毛目、游仆目、鐘蟲、累枝蟲、聚縮蟲、獨(dú)縮蟲等。

（三）固定標(biāo)本的觀察

重點(diǎn)觀察表殼蟲、沙殼蟲、有孔蟲、筒殼蟲、類鈴蟲等具殼的種類；以及累枝蟲、鐘蟲等可依據(jù)體制和附著炳內(nèi)部肌絲有無來鑒定的種類；對比了解累枝蟲、鐘蟲、草履蟲和喇叭蟲等固定后的形態(tài)。

（四）不同水質(zhì)樣品中常見種及其個(gè)體生物量的測定

1.常見種的確定。PFU樣品：在計(jì)數(shù)框中10X物鏡下觀察10個(gè)視野，記下出現(xiàn)頻率最多的種類；載玻片樣品：在解剖鏡下觀察10個(gè)視野，記下出現(xiàn)頻率最多的種類。

如：鐘形鐘蟲是寡污水體優(yōu)勢種；長吻蟲、映毛蟲、櫛毛蟲是β-中污水體優(yōu)勢種；草履蟲、獨(dú)縮蟲、游仆蟲、喇叭蟲是α-中污水體優(yōu)勢種；腎形蟲、板殼蟲在多污水體較多。

2.個(gè)體生物量的計(jì)算。鑒定后，將常見種拍照，并運(yùn)用互動(dòng)顯微鏡的拍照系統(tǒng)測量體長、體寬。按照以下公式計(jì)算蟲體體積：

V=0.52×體長×體寬2

按密度為1計(jì)算質(zhì)量。

3.食性的判別（選做）?；诨铙w標(biāo)本的觀察，記錄食物泡中現(xiàn)存食物的記錄，判斷其食性。內(nèi)含藻類為植食性、內(nèi)含細(xì)菌則為菌食性、有小型動(dòng)物或原生動(dòng)物的殘?bào)w為捕食性。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。本實(shí)驗(yàn)采用統(tǒng)一指導(dǎo)和典范指導(dǎo)相結(jié)合，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。指導(dǎo)方式為理論講解、現(xiàn)場演示、圖片展示、提問和分組討論。具體如下：

1）統(tǒng)一講解采樣方法、實(shí)驗(yàn)步驟、和各類群重要特征?，F(xiàn)場演示操作過程及注意事項(xiàng)，用圖片展示各種類需觀察的重要性狀。同時(shí)要求其思考水質(zhì)、食性和原生動(dòng)物種類的關(guān)系。

2）借助互動(dòng)顯微鏡，老師現(xiàn)場同步觀察樣品，并投影于白幕上，及時(shí)有效的集中指導(dǎo)。

3）分組實(shí)驗(yàn)，由組長安排組員的分工。助教的研究生和老師一同在實(shí)驗(yàn)過程中現(xiàn)場指導(dǎo)。通過相互提問，引導(dǎo)觀察和思考。

5.考核方式。主要對實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行綜合考評。同時(shí)思考題的回答也是考核的內(nèi)容之一。

6.討論。

原生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以往均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而這種簡單枯燥的觀察很難激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和熱情。此外因原生動(dòng)物本身的特殊性，固定后鑒別特征極易缺失，學(xué)生觀察吃力，又難以同教科書中的相應(yīng)描述對應(yīng)，致使教學(xué)效果極差，很多學(xué)生因此而失去對水生生物的興趣。而以上教學(xué)內(nèi)容的改革，使該實(shí)驗(yàn)具有綜合性特點(diǎn)，學(xué)生一方面能夠接觸更多的原生動(dòng)物種類，另一方面也可以看到和教科書中相同的性狀特征，使得對這類水生生物的認(rèn)知不再枯燥和抽象?；钌臉?biāo)本也使他們對水生生物越發(fā)的感興趣，很多同學(xué)看到活的原生動(dòng)物后都在驚嘆原來看似干凈的水里有如此多樣和奇異的動(dòng)物。

隨著課程的知識(shí)性和趣味性的提升，教改后的優(yōu)點(diǎn)還具體體現(xiàn)如下幾個(gè)方面：（1）通過引入專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的采集方法，讓學(xué)生直接為今后實(shí)際應(yīng)用和未來的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)；（2）通過接觸更多的類群和鮮活的原生動(dòng)物，學(xué)生可觀察到較全面的形態(tài)性狀，能夠更深刻的理解教科書中的各名詞術(shù)語和不同種類的鑒別特征；（3）不同水質(zhì)樣品的比較，促使學(xué)生主動(dòng)思考，加深對原生動(dòng)物對環(huán)境指示作用的理解，激發(fā)他們對學(xué)科和專業(yè)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣；（4）動(dòng)手操作內(nèi)容大幅增加，整個(gè)實(shí)驗(yàn)以4-5人的團(tuán)隊(duì)為單位，提高其動(dòng)手能力同時(shí)也將提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力。

改革后的原生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和知識(shí)更全面和多樣，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由原來死板地觀察少數(shù)固定標(biāo)本，改為利用環(huán)境監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)方法采集樣品，觀察活的細(xì)胞。學(xué)生在一次實(shí)驗(yàn)課中既可以全面掌握原生動(dòng)物形態(tài)鑒定，也熟悉了標(biāo)準(zhǔn)化的采集方法和相應(yīng)的生物監(jiān)測技術(shù)；同時(shí)，也了解到了原生動(dòng)物對水質(zhì)的指示作用，以及對其食性判別和生物量測定的簡單方法。這就使原本單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)閹в芯C合思維、兼顧實(shí)踐應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)。而增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均會(huì)在以后從事水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物寄生蟲、水環(huán)境生態(tài)與修復(fù)、海洋生態(tài)和環(huán)境監(jiān)測等方面的工作中直接用到，使傳統(tǒng)的單純觀察變的更具應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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