關(guān)于草履蟲的運動與攝食觀察

高赫一

（海南師范大學(xué)，海南 ?？?570100）

作為典型的單細胞生物，草履蟲同樣可以獨立完成生命活動。通過對草履蟲運動、攝食等過程進行觀察，則能更好地了解單細胞生物的生命活動過程。但受顯微鏡視野限制，且草履蟲具有身體透明、運動迅速等特點，所以在觀察草履蟲運動和攝食時較難獲得滿意的效果。因此，還應(yīng)加強對草履蟲運動與攝食觀察方法的研究，以便更好地開展生理實驗。

1 草履蟲的運動觀察

1.1 草履蟲的運動

草履蟲的身體由單個細胞構(gòu)成，包含細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核等基本結(jié)構(gòu)，需要利用分化出的細胞器完成一般動物生活機能，比如運動、攝食等。在水中運動時，草履蟲需要依靠全身密布的纖毛，通過纖毛有節(jié)奏的擺動對蟲體形成推動。所以，其身體表面的纖毛即為運動胞器，從表膜下的基體發(fā)出，其運動需要借助基部復(fù)雜的微管纖維網(wǎng)進行纖毛的控制和協(xié)調(diào)。在運動的過程中，纖毛將成一個角度從前向后滑動，以獲得較大推理。纖毛彎曲，則能由后向前恢復(fù)原本的位置。在運動的過程中，纖毛呈波浪狀依次滑動，以減少身體受到的水阻力。從運動方式上來看，由于草履蟲口溝位置的纖毛比其他位置的纖毛要長，擺動的力度更大，所以，草履蟲身體前端彎向反口側(cè)，同時繞著左右軸進行旋轉(zhuǎn)。在這種作用力下，草履蟲總是會沿著身上的長軸向纖毛擺動的反方向，采用螺旋式旋轉(zhuǎn)的方式向前運動。

1.2 運動的觀察方法

在觀察草履蟲運動時可以發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)液中，草履蟲運動速度較快。針對這種情況，還要通過限制其運動對其運動方式進行觀察。通常的情況下，可以采用纖維阻攔法、化學(xué)試劑抑制法等措施。但是采用化學(xué)試劑抑制法容易導(dǎo)致草履蟲受到毒害，甚至出現(xiàn)解體死亡現(xiàn)象，所以，一般采用纖維阻攔法對其運動進行觀察。在實踐操作中，需要使用盡可能薄的脫脂棉，并保障脫脂棉的厚度均勻，面積比蓋玻片小。在操作過程中，考慮到草履蟲為好氣性生物，夏天大多集聚在培養(yǎng)液上層，冬天則位于中下層，所以，還要結(jié)合氣候在草履蟲密集的位置進行取樣。取樣量應(yīng)為1滴，將其滴在脫脂棉中央，從一側(cè)將蓋玻片蓋上，達到排除氣泡的目的。將載玻片放在實驗臺上，通過輕輕按壓使載玻片與蓋玻片的接觸更加緊密，然后可以利用放大鏡進行觀察。在觀察的過程中，需要在棉花纖維間隙中尋找運動緩慢的草履蟲，然后對其運動方式進行觀察。采用該種方法，可以觀察到草履蟲的避讓反應(yīng)。具體而言，就是在草履蟲遇到棉花纖維時，會發(fā)生纖毛擺動方向逆轉(zhuǎn)的情況，導(dǎo)致身體向后退小段距離，在改變方向后，纖毛將恢復(fù)原本的擺動方向，促使草履蟲向前進行試探運動。由于草履蟲在纖維之間，所以會重復(fù)這樣的運動過程，直至找到適宜前進方向。通過認真觀察，則能了解草履蟲的運動方式。

2 草履蟲的攝食觀察

2.1 草履蟲的攝食

從草履蟲的攝食方式來看，其主要依靠口溝進行食物的攝取。在草履蟲的身體一側(cè)存在口溝，將從草履蟲的身體前端斜向后擴展至腹面中部。在草履蟲全身纖毛擺動的過程中，食物顆粒將隨著形成的水流進入口溝，隨后將經(jīng)過胞口，達到管狀胞咽，在底部得到集合。之后，該位置將形成食物泡，從而進入細胞質(zhì)。在胞內(nèi)，食物泡將與溶酶體融合，實現(xiàn)消化，無法消化的食物殘渣將經(jīng)過胞肛排出。在攝食的過程中，食物顆粒最初會集合成小泡，只有集合到一定程度才能進入細胞內(nèi)質(zhì)成為食物泡，整個過程需要10～15 min。

2.2 攝食的觀察方法

分析草履蟲的攝食過程可以發(fā)現(xiàn)，為了使其盡快形成食物泡，還要提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)。在實驗時，可以取細顆粒玉米粉顆粒，利用飲用水調(diào)成稀糊狀，避免過稠或過密。取一滴滴在載玻片上，然后利用微吸管將草履蟲移入其中。為了減慢草履蟲的運動，以便于觀察，需要在水滴中放入棉花絲，然后將蓋玻片壓緊，以減慢草履蟲運動速度。由于玉米面糊中營養(yǎng)物質(zhì)較多，可以觀察到草履蟲進行營養(yǎng)物質(zhì)顆粒攝入的過程。實際上，草履蟲體內(nèi)食物泡形成時間不僅與食物量有關(guān)，也與水溫和本身生理狀態(tài)有關(guān)。在取樣時，應(yīng)盡量選取個體大、活躍的草履蟲，以便獲得更好的攝食觀察效果。在觀察的過程中，應(yīng)當將制備的臨時水裝片放在低倍顯微鏡下觀察，將草履蟲放置在視野中央。為了便于觀察，可以從載玻片一側(cè)滴入墨汁或中性紅。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，大小不同的食物泡將陸續(xù)產(chǎn)生，并遵循一定路線在蟲體內(nèi)移動，即先向后端運動，然后向前端運動，最后移向后端。加入中性紅，食物泡在移動的過程中會發(fā)生顏色變化，從紅色變?yōu)槌燃t，然后變?yōu)樗{綠色、淡黃色，最終再次變?yōu)槌燃t。因為中性紅為指示劑的一種，在酸環(huán)境下為紅色，在堿環(huán)境下為黃色。通過觀察顏色變化，可知草履蟲體內(nèi)的食物泡將先經(jīng)過酸性消化，然后得到堿性消化。由此可知，草履蟲攝入食物后，蟲體最初分泌的消化酶為酸性，之后分泌的為堿性。而能夠消化的食物將被細胞質(zhì)吸收，為草履蟲完成生理機能提供能量，無法消化的將被排出體外。值得注意的是，采用中性紅作為指示劑，需要經(jīng)過多次過濾，以免草履蟲因染料毒害發(fā)生解體死亡。在實驗改進方面，可以采用螺旋藻懸濁液。在實驗的過程中，可以在載玻片的一側(cè)滴半滴螺旋藻懸濁液，然后進行持續(xù)觀察；5～8 min后可以發(fā)現(xiàn)，草履蟲口溝內(nèi)出現(xiàn)綠色螺旋藻，之后可以觀察到螺旋藻食物泡。經(jīng)過15 min，草履蟲體內(nèi)將產(chǎn)生大量食物泡。綠色食物泡在細胞質(zhì)內(nèi)流動，可以為觀察整個攝食過程提供便利。

3 結(jié)論

在動物界中，草履蟲為典型、原始和低等的單細胞動物，大草履蟲的體長能夠達到180～300 μm，有助于實現(xiàn)原生動物形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察。但是想要實現(xiàn)對草履蟲整個生命活動過程的觀察，還要通過限制其運動加強草履蟲運動觀察，并通過提供大量營養(yǎng)物質(zhì)觀察其攝食過程。通過掌握草履蟲的運動和攝食觀察技巧，則能獲得較好的實驗效果。

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