小时候，我们都会好奇，鱼为什么不会被淹死，但是一脱离水就会无法生存？

　要解开这个问题，我们需要了解一下鱼类的身体器官构造和人类有什么不同。

鱼类身体器官

人类身体器官

　通过对比，我们发现，鱼类并没有用来呼吸的肺器官，它们用来呼吸的器官是鱼鳃。

　  鱼在水中时，每个鳃片、鳃丝、鳃小片都完全张开，使鳃和水的接触面积扩大，增加摄取水中所溶解的氧的机会。在鳃小片中有微血管，这里的表皮很薄，当血液流过这里时就完成了气体交换：将带来的二氧化碳透过鳃小片的薄壁，送到水中；同时，吸取水中的溶解氧，氧随血液循环输送到身体各部分去。由于口部和鳃盖的交替开闭，可以使水不断地由口进入口腔，经咽到达鳃腔，与鳃丝接触，然后由鳃孔排到外面，鱼类的呼吸作用就是在这个过程中完成的。

【知识介绍】

　　在高中生物的学习中，我们学习了呼吸作用的相关知识点。

呼吸作用和有氧呼吸

　　呼吸作用，是生物体细胞把有机物氧化分解并产生能量的化学过程，又称为细胞呼吸（Cellular respiration）。无论是

否自养，细胞内完成生命活动所需的能量，都是来自呼吸作用。

　　呼吸作用是一种酶促氧化反应。虽名为氧化反应，不论有无氧气参与，都可称作呼吸作用（这是因为在化学上，有电子转

移的反应过程，皆可称为氧化还原反应）。有氧气参与时的呼吸作用，称之为有氧呼吸；没氧气参与的反应，则称为无氧呼吸。

　　有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。

　　原来，鱼也是通过吸入氧，排出二氧化碳来进行呼吸作用的。氧气在空气中以气体的形式存在，在水中以溶解氧的形式存在。

什么是溶解氧？

　　溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧，水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。故水温是

主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数

表示。

    在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧溶解氧测试仪9mg/L。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。

　　为了让大家直观地观测到鱼在呼吸过程中水中溶解氧的消耗过程，更明确地理解呼吸作用的相关知识，我们利用威尼尔光学溶解氧传感器，设计了一个实验。

一 实验准备

1、数字化实验仪器：电脑、数据采集软件、数据据采集器、光学溶解氧传感器、不锈钢温度传感器（监测水温）、

表面温度传感器（监测室温）。

2、其他实验用品：1000ml烧杯、铁架台、鱼缸、农夫山泉4L装、金鱼两条、保鲜膜、透明胶布。

二、进行实验

1、打开空调，温度调整为24℃，制冷：为了保证温度对溶解氧浓度的影响达到最小，此实验需要在恒温的

室内环境下进行。

2、将农夫山泉倒入1000ml烧杯内，再烧杯内的水倒入鱼缸内，一共倒入4L农夫山泉，并在24℃空调房内

静置2小时，使得其与空气充分接触：为了避免自来水中的细菌等微生物对实验的影响，以及残留的氯对

鱼的伤害，故选用农夫山泉，并且让其在鱼缸内静置，使得溶解氧达到正常水平。

3、打开电脑，搭建实验装置：用铁架台将不锈钢温度传感器、光学溶解氧传感器、表面温度传感

器固定，不锈钢温度传感器和光学溶解氧传感器伸入鱼缸内的农夫山泉水中，表面温度传感器置于

空气中。金鱼暂时存放在烧杯内的自来水中。

4、将光学溶解氧传感器的单位设置成mg/L，并且在电脑上观测溶解氧、水温、气温的变化，等待数值

趋于稳定。

5、观测并记录静置两小时后的鱼缸内农夫山泉水的各项初始值。其中蓝色字体的温度1是水温，绿色的

温度2为气温。

6、将存放金鱼的烧杯内的自来水倒干，再将金鱼倒入鱼缸内，迅速用保鲜膜封上鱼缸口，再将传感器插入

进保鲜膜，传感器与保鲜膜接触的地方用透明胶封紧，保证气密性。

7、在电脑软件上点击数据采集按钮，开始采集数据。采集时间为下午2点钟。

8、我们可以看到，随着时间的推移，溶解氧有少量下降。我们耐心等待到晚上，看看数据会如何变化。

三、实验结果

　　时间到了晚上，鱼缸内的鱼安然无恙，并没有明显的缺氧症状。

我们来看一下数据吧！此时为晚上10点20分，已经过去8小时20分钟了，溶解氧已经下降到1.3mg/L，空

调温度一直是24℃的设定，但是由于晚间办公室内人都下班了，所以温度略有下降。

Ø 所检测时间鱼缸内的溶解氧变化趋势为 逐渐下降 。

Ø 所检测时间鱼缸内的温度变化趋势为 略微下降，浮动不大，基本为恒温状态 。

四、实验结论

1、鱼缸内温度变化不大，水中溶解氧浓度不断下降。

   因为鱼缸内水温温度变化不大，所以我们可以判断：鱼缸内的溶解氧不断下降是由于鱼的呼吸作用，

为有氧呼吸，鱼用腮呼吸吸入水中溶解氧然后呼出二氧化碳。

五、拓展思考

1、水族箱、鱼缸中为什么经常经常放一些绿色水生植物，它们会不会消耗水中的氧气？

　　鱼缸中的绿色植物不仅可以让小小的鱼缸成为家里美丽的一景，并且绿色水生植物非但不会消耗水

中的氧气，还会由于光合作用还会产生一定量的氧气，正好可以供给鱼儿呼吸，互利共存。

　　感兴趣的同学可以尝试用光学溶解氧传感器做一个针对水生植物的实验。

联系人：丁经理