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第11届国际生物奥林匹克竞赛2000实验试题Ⅱ


第 11 届国际生物奥林匹克竞赛 ( 2000) 实验试题 (
译者: 刘恩山 程 红 吴光耀
( 续 2001 年第 2 期第 44 页)
实验三 动物解剖、 形态和分类学 参赛的同学: 这一实验包括 2 个不同部分的试题, 你可以任何一部分开始, 30m in 以后转为第 2 部分。 仔 细检查一下, 保证让给你的这一部分试题卷纸符合你桌 上的试

题。 在交换考试桌子时请跟随指导教师的引导。 国家  姓名  代号 试题 1. 用它们的身体长度计算微小动物的生物 量。 目的: ?评估参赛者做生物学上的准备能力。 ?评估参赛者使用显微镜的能力。 ?评估参赛者在显微镜下测量的能力。 ?评估参赛者在 1 个公式中使用已获得的结果的 能力。 参赛的同学, 在你的桌上有: 载片、 盖片、 甘油、 水、 镊子, 镜台测微计, 目镜测微计 ( 已经固定在显微镜中) , 1 台光学显微镜, 计算器, 甲壳动物的 1 个种的标本 ( 放 在 1 个培养皿中) ( 图 1) 。
( 北京师范大学生命科学学院 北京 100875) ( 北京大学生命科学学院 北京 100871)    ( 北京大学生命科学学院 北京 100871)   

)

( 2) 单眼数目 1b. 图 1 中哪一个数字表示的是能使这动物在水中 运动的主要结构? 1c. 关于动物的触角结构: 背支和腹支上的节数是 多少? ( 1) 在背支上的节数 ( 2) 在腹支上的节数 ( 3) 在背支上的刚毛总数 ( 4) 在腹支上的刚毛总数 1d. 图 1 中的哪些数字代表这个动物的口和肛门? ( 1) 口    ( 2) 肛门 1e. 根据这个动物的足和身体其他部分的结构, 下 列哪一种是它的取食方式? ( 用Ε 标记正确答案) ( 1) 食腐性  ( 2) 捕食性 ( 3) 滤食性  ( 4) 寄生性 2. 用测微尺测出每 1 个标本的身体全长, 在下列空 格中填上。 ( 1) 第 1 个标本的身体全长 (L 1)   mm ( 2) 第 2 个标本的身体全长 (L 2)   mm ( 3) 第 3 个标本的身体全长 (L 3)   mm ( 4) 身体全长的算术平均数 (L M )   mm (L 1 + L 2 + L 3 ) ÷3 LM = 3. 根据身体全长的算术平均数 (L M ) 用计算器计算 生物量 (W ) 的自然对数 lnW 和生物量 (W ) 。 公式中的 lna 和 b 的值给在下面。 lnW = lna+ b lnL M ( lna= 1. 672 9, b= 2. 688 0) a. lnW :

 b. W :

图1

1. 取出这些标本中的 3 号, 做好制片, 在光学显微

镜下检测你的制片。 在观察了这个动物的形态学后, 回 答下列问题: 1a. 这个动物有多少复眼和单眼? ( 1) 复眼数目

试题 2. 系统动物学: 用系统特征分类并编 1 个检 索表; 画出 1 个系统发生树; 基于这些特征总结生活方 式。 目的: ?用肉眼或显微镜认清分类特征 ?将特征归类 ?在这些特征基础上编 1 个检索表 ?基于这些特征总结生活方式 仪器: 双筒显微镜、 解剖针、 镊子 材料: 7 种昆虫标本 注意: 当材料较干燥时, 请小心, 不要弄碎身体的每 — 41 —

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Λg

一部分, 只能用解剖针来托起标本进行观察检验。 指导: 所有这些现在生存的生物, 假定在系统发生 上有 1 个在一定的时期内共同的祖先。 在进化发生的时 期它们已经适应了它们的栖息地。 我们可能根据这些特 征去确定它们是什么 ( 编检索表) , 去阐明它们共同的祖 先和生活方式。 1 编检索表 生物有一些共同的特征, 它们沿着从大的分类类目 到个体水平的谱系逐渐变为更特异。 根据这些特征, 将 这些生物分类并编检索表来鉴别它们。 为了确定 1 个标本, 或编检索表将生物从不同的类 群中区别开, 它们的特征必须要了解并归类。 在选择这 些特征时, 分化的程度显示了它们的相互关系的程度。 因而从有最大不同的特征开始来归类, 把这些特征用在 检索中, 然后根据这些特征画 1 个系统发生树, 上述是 解题的过程。 为了这一个目的给出蝗虫 ( 直翅目的两个 种: Caelif era E nsif era ) 的假定的图如右上 ( 图 2) 。 在这一图中, 为了指引你发现这些特征所在部位、 不同类群和种的特征画在一起。 实际上所有这些特征可 能不在同一个体上, 一些特征可用肉眼看到, 另一些特 征如用立体双筒显微镜观察可能更清楚一些 ( 如在你的 桌子上的显微镜) 。 你桌子上有 7 个不同种的昆虫标本。 这些标本中,

图2

标号 1 6 的标本属于两个不同的科, 而第 7 号标本属 ~ 于另 1 个不同的科, 将在第 2、 部分用于另一目的。 采 3 用图中给你的特征将 1 6 号标本分类。 ~ 你可以从一般特征开始到更特化的过程来分类, 也 可从一般特征开始, 最后到仅在 1 个标本中发现的 1 个 特征。 1 个二叉式检索表来分类。 编 在编表时, 考虑标本 的共同特征, 并首先在科的基础上, 然后根据它们的种 别来分开它们。 模式检索表 ( 在这里用的代号的排列是为了指导 ) 你 1. 特征代号:      等等 ………………………………………………………………… 4, 6 种  科- A ……2 ……………………………………………………………………………………… 1, 2, 3, 5 种  科- B ……3  2. K2, S1 ……………………………………………………………………………………………………… 种 种 K4, S2 等 …………………………………………………………………………………………………… 3 ……………………………………………………………………………………………………………………… 4 ……………………………………………………………………………………………………………………… 5  4 ………………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………… 种   5 ……………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………… 种 采用这些特征, 根据它们的科和种编 1 个检索表。 你可采用图中的特征代号, 把它们放在下面的检索表中, 或 你可以编 1 个你自己的检索表。 1. 特征代号: ……………………………………………………………………… ,  种  科- A ……2 ………………………………………………………………… , , ,  种  科- B ……3  2 ……………………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………… 种 3 …………………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………………… 5  4 ………………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………… 种   5 ……………………………………………………………………………………………………… 种 ……………………………………………………………………………………………………………… 种

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2 画系统发生树

3  特征的确定、 建立特征与生活方式之间的联系, 这

在进化过程中, 最后分支的类群 ( 这里是种) 是哪 些具有最接近的祖先的类群, 因而具有更相似的特征。 从这一观点上来处理这些标本。 在从形态上鉴别了这些标本后, 采用相似的特征 完成 1 个在系统发生上有分支联系的系统发生树图 ( 图 3) 。

是生物学上实际存在, 即生物的形态特征和它们的生 活方式之间存在密切的联系。 因而根据它们的形态特 征来推论它们的生活方式或它们的生物学是可能的。 在下表中, 与 1 7 号标本有关的生物学特征放在 ~ 下表的左侧, 在每 1 个种的适当空白处填上Ε 作标记。 一些种类可能有多于 1 个的特征, 而许多种可能显示 同样的特征。
特 征 生活在无树林的大平原上 生活在地下 生活在草和灌木中 鼓膜 ( 听觉) 器官位于第一对足上 鼓膜 ( 听觉) 器官位于身体上 捕捉足 跳跃足 掘土足
1 2 3

标本号 4 5

6

7

图3

(BH )

观察植物细胞有丝分裂的好材料——大蒜
肖桂芝
( 承德医学院 河北承德 067000)

  大蒜 (A llium sativum L. ) , 又名胡蒜, 为百合科多 年生草本植物, 鳞茎呈扁球或短圆锥形, 具一至十几瓣, 外包灰白色或淡棕色干膜质鳞被。 大蒜不但具有抗菌、 消炎、 除脂、 抗肿瘤、 杀虫等广泛的药理作用, 还是观察 细胞有丝分裂的好材料, 经 6 年多的教学应用, 效果很 好, 现介绍如下。 1 材料与方法 1. 1  培根与固定 选择无冻、 无腐烂的新鲜大蒜, 去 皮, 将蒜瓣串起放在装满自来水的小烧杯上, 室温 ( 19 ~ 21℃) 培养 48h, 移入冰箱 ( 4 8℃) 培养 24h, 再入室温 ~ 继续培养 24h ( 注: 每 24h 换自来水一次) 。 在该温度下 培养 96h 左右, 根长 1. 5 2cm , 于上午 8 9 时将根尖 ~ ~ 剪入固定液 ( 甲醇 3 份, 冰醋酸 1 份) 中固定 2 24h, 更 ~ 换新鲜固定液, 放入 4℃冰箱中可保存 1 年之久。 1. 2 制片 1. 2. 1 解离 将固定好的根尖放入解离液 ( 95% 乙醇∶ 浓盐酸= 1∶1) 中解离 10 15m in, 取出, 用自来水漂洗 ~ 2 3 次, 移入自来水中。 经多次实验证明, 解离后的根 ~ 尖在短时间内 ( 0 1h) 压片细胞易分散, 且细胞的分散 ~ 程度随解离后时间的延长而变差。

1. 2. 2  染色 取 1 条根尖置载玻片上, 用刀片或镊子 截去伸长区部分, 只留 2 3mm 长的分生区 ( 根尖乳白 ~

色部分) , 用镊子将其压扁, 加 0. 2% 龙胆紫 1 滴和 20% 醋酸 1 滴, 染色 8 10m in, 加盖玻片, 覆盖吸水纸, 常规 ~ 压片。 2 结果与讨论 显微镜下可见细胞铺展呈单层 ( 如果细胞有重叠或 太密集, 可重新用带橡皮的铅笔敲打, 直至呈单层为 止) , 胞内的染色体基本处于 1 个清晰可见的平面上, 胞 核及染色体呈紫红色, 胞质淡蓝色或无色。 在分生区内, ( 10 ×40) 中少则能见到 3 4 个分裂相, 平均每个视野 ~ 多则可见 10 几个分裂相; 在较好的标本上, 1 个视野中 就能找全 4 个期的典型分裂相。 实践证明, 用大蒜做实验材料, 材料易得 ( 市场上一 年四季有售) 且经济, 因 1 个蒜瓣的生根量相当于一个 洋葱头的生根量, 特别是根尖经低温处理后, 增加了前、 中、 末期的典型分裂相, 学生在实验时只用很少的时 后、 间寻找分裂相, 可将更多的时间用于观察、 分析和绘图, 实验效果明显提高。 (BW )

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