實(shí)驗二昆蟲過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)測定

實(shí)驗二昆蟲過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)測定第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六昆蟲（成蟲或幼蟲）、廣口保溫瓶、冰、鹽、低溫溫度計、熱電偶、電冰箱。返回二、主要材料與儀器第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六三、熱電偶的工作原理熱電偶是兩根不同的金屬導(dǎo)線（電極）焊接成的閉合電路（圖1）。當(dāng)兩個焊接點(diǎn)A、B的溫度不同時，則在這閉合線路中產(chǎn)生電動勢。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六三、熱電偶的工作原理電動勢的強(qiáng)度隨兩端的溫度差而改變，在一定溫度范圍內(nèi)，電動勢的大小近似地與A、B兩點(diǎn)的溫差成正比。如果把A端固定在一定的溫度（稱恒溫端）；則熱電偶的電動勢隨B端（測溫端）溫度的升高（或降低）而增大（或減?。虼?，可以根據(jù)電動勢的大小，求出A、B兩點(diǎn)的溫度差。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熱電偶的裝置圖第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六測定步驟一先測定儀表刻度值與溫度關(guān)系（1）取冰塊若干，與適量自來水加到恒溫端（A端）的保溫瓶內(nèi)，攪拌，待冰開始溶解時，插入一支標(biāo)準(zhǔn)溫度計，檢查瓶內(nèi)溫度為0℃時，將熱電偶的恒溫端（A端）放入保溫瓶。第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六測定步驟一先測定儀表刻度值與溫度關(guān)系（2）在測溫端（B端）的保溫瓶內(nèi)放入0℃的冰水，使A端溫度=B端溫度。（3）按圖2設(shè)計接通電表線路，調(diào)整檢流計的微調(diào),使G的示度穩(wěn)定在0刻度上。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六測定步驟一先測定儀表刻度值與溫度關(guān)系（4）在B端的保溫瓶內(nèi)換成25℃熱水，通過調(diào)整R電阻箱，使G的刻度穩(wěn)定在示值55刻度上，這時不要再調(diào)整任何微調(diào)、R和G。然后倒出少量溫水，加入少量準(zhǔn)水，把溫度降到20℃，記下G的刻度值。用相同辦法分別將溫度設(shè)為15℃、10℃、5℃，并分別記下G的刻度值。讀數(shù)時，以5人為一組，一人讀溫度計，一人讀電表，其它人在旁協(xié)助。第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六測定步驟一先測定儀表刻度值與溫度關(guān)系（5）在溫度尚未穩(wěn)定之前，不要讀數(shù)，否則無效，待溫度穩(wěn)定后讀出。測溫端測得五個不同的溫度值，分別記在表2上。表2檢流計刻度值與溫度關(guān)系（電阻值：）熱電偶號檢流計號A端溫度B端溫度（y）檢流計刻度值（x）第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六（6）利用上表中溫度值（y）與電流計刻度值（x），建立直線回歸方程：y=a+bx即得每一刻度值相對應(yīng)的溫度值。第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六步驟二昆蟲的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的測定1.低溫條件的制備取小冰塊和食鹽按重量比約為2:1放入大口盅內(nèi)，用木棒猛烈攪拌數(shù)分鐘后，溫度即可下降至－19℃，然后裝入測溫端（B端）的保溫瓶中，用塞蓋好備用。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六步驟二昆蟲的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的測定2.測溫管的制備在一指形管（或試管）管塞上串一玻璃棒，同時使熱電偶的測溫端B端與玻璃小棒一起穿過管塞，把待測昆蟲固著（用線或膠）在玻璃棒上，然后把熱電偶的測溫端B緊貼昆蟲身體（或插入昆蟲肛門內(nèi)），并一起裝入指形管中（注意勿使蟲體與管壁接觸）如圖3。第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六步驟二昆蟲的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的測定3.將做好的含有昆蟲及熱電偶測溫端的測溫管，插入上述已制備好的裝有溫度計和冷卻混合物的測溫端保溫瓶中，準(zhǔn)備讀數(shù)。讀數(shù)時由三人合作進(jìn)行，一人看表，一人讀檢流計，另一人記錄與協(xié)助，觀察檢流計光標(biāo)移動。隨著蟲體溫度的下降，光標(biāo)逐步從右側(cè)向中心的0刻度移動，然后繼續(xù)向左側(cè)移動。此時要千萬注意，在讀取檢流計時，不要漏看指針往回跳躍的刻度值，這一刻度的溫度就是臨界溫度過冷卻點(diǎn)。而當(dāng)光標(biāo)往回跳躍至某一刻度時會稍稍停頓，此時的溫度即為體液冰點(diǎn)。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六步驟二昆蟲的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的測定4.將上述測定的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的刻度和時間記錄在指導(dǎo)書的表3上。5.取出已測過的蟲子，換上另一頭蟲子測定，每組測10頭蟲。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六用熱敏電阻法測定昆蟲過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)采用熱敏電阻和萬用表測昆蟲過冷卻點(diǎn)，是一種新方法。用這個方法，可以擴(kuò)大昆蟲測定范圍，從小型的蚜蟲、美洲斑潛蠅到大型的蝽象、大黑金龜子等，可以廣泛地了解各種昆蟲的過冷卻點(diǎn)及估計它們的抗寒能力大小。第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六主要材料與儀器昆蟲（幼蟲或成蟲），NTC－TD低溫型玻璃熱敏電阻，M－3800數(shù)字萬用表等。第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六工作原理所用的NTC－TD型熱敏電阻，其溫度示度是負(fù)值，即隨溫度升高阻值下降。電阻值（Ω）和溫度（℃）關(guān)系可用下式表示：T＝B／㏑（R/m）－273.15其中，T為溫度（℃），R為熱敏電阻阻值（Ω），m＝ec。當(dāng)測定所用低溫環(huán)境不同時，B、C有不同的取值（表1）第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六昆蟲的過冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)的測定步驟1．將萬用表的紅筆插入“V/Ω”插孔，黑筆插入“COM”插孔。再打開電源，因是電阻值測量，須將按鈕調(diào)到歐姆檔（OHM）的“2K”位置（一般的測電阻不會超過2KΩ）。如果溫度很低（如低于－20℃）可置于“20K”位置。第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六2．低溫環(huán)境制備可參照前述方法的“低溫條件的制備”。若有－20～－30℃低溫環(huán)境的冰箱或超低溫冰箱，可直接利用此低溫環(huán)境。第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六3.裝蟲與測定測定前，把被測昆蟲裝進(jìn)帶有熱敏電阻的塑料吸頭內(nèi)（吸頭可用廢舊日光燈起輝器罩、舊塑料筆套等加工而成），并用脫脂棉塞住，使蟲體與熱敏電阻充分接觸，整個測定裝置見圖1。測定時，將塑料吸頭放入上述低溫環(huán)境（－20℃左右），每隔5秒記錄一個電阻數(shù)據(jù)值。電阻值是隨時間延長而逐漸加大變化的。但是，當(dāng)電阻值在某處突然回跳變小時，此處為測試對象的過冷卻點(diǎn)的電阻值。當(dāng)變小到某一電阻值會稍稍停頓，此處為“昆蟲冰點(diǎn)”電阻值。最后，依據(jù)前面的公式將各種電阻值換算成溫度值。第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六