初中生物教材在介紹單細(xì)胞生物時(shí),常常以草履蟲(chóng)作為代表動(dòng)物進(jìn)行描述。因此,對(duì)于生物教師和生物愛(ài)好者而言,學(xué)習(xí)和掌握一些采集、培養(yǎng)與觀察草履蟲(chóng)的方法是非常必要的。同時(shí),用自己培養(yǎng)的草履蟲(chóng)來(lái)觀察它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)也是一件有趣的實(shí)驗(yàn)。
一、草履蟲(chóng)的采集
采集的方法有兩種。一是在水溝、池塘采集。選擇污染較輕的水溝、池塘岸邊,枯枝落葉多的地方,沿水面用廣口瓶采集水。采集后,在瓶?jī)?nèi)放入一些水草,不要蓋瓶蓋,以免草履蟲(chóng)缺氧死亡。二是去稻田采集。在灌水的稻田的舊稻茬附近,用廣口瓶采集水。采集后,在瓶?jī)?nèi)放入幾段舊稻草,不要蓋瓶蓋。
取當(dāng)年新鮮的稻草,將根部的幾節(jié)剪成3cm長(zhǎng)的小段,放入廣口瓶?jī)?nèi)。然后注入潔凈的清水,并用玻璃蓋將口蓋上,防止灰塵進(jìn)入。注意稻草約占水量的1/10~1/4,水占容器的3/4~4/5為宜。一次最好培養(yǎng)3~5瓶母液,而各瓶用的稻草應(yīng)分別選自不同的稻田。將稻草水培液置于20℃~27℃的光亮的地方,一般培養(yǎng)5~10天,便可使稻草上的草履蟲(chóng)包囊發(fā)育成草履蟲(chóng)。此時(shí),若在強(qiáng)光下觀察,便可在培養(yǎng)液表面水層看到許多小白點(diǎn)在迅速移動(dòng),這就是我們所需要的草履蟲(chóng)。
無(wú)論是采集的草履蟲(chóng)還是室內(nèi)培養(yǎng)的草履蟲(chóng),都要經(jīng)過(guò)鏡檢,檢查其濃度與純度。鏡檢時(shí),用吸管吸取一滴培養(yǎng)液表面有小白點(diǎn)的水,滴在已擦干凈的載玻片的中央,蓋上載玻片,用顯微鏡觀察。在顯微鏡下可能會(huì)看到許多種微小的動(dòng)植物,如果見(jiàn)到形如倒置的草鞋并在不停地游動(dòng)的小動(dòng)物,那就是草履蟲(chóng)。不過(guò),采集的草履蟲(chóng)在鏡檢之前,需要先將采集的水樣帶回實(shí)驗(yàn)室,放在溫暖明亮的地方使其繁殖。3~5天后,用肉眼對(duì)著光線(xiàn)看瓶?jī)?nèi)有無(wú)小白點(diǎn)在移動(dòng),若有,再進(jìn)行鏡檢。
二、草履蟲(chóng)的提純培養(yǎng)
1.稻草水培養(yǎng)法(經(jīng)典培養(yǎng)法)
取干凈新鮮的稻草100g,剪去頂端和靠根部的幾節(jié),將中段剪成2~3cm的小段,按1∶100的比例加入清水于大燒杯中,加熱煮沸10~15分鐘左右,以殺死稻草上的其他生物。用雙層紗布將燒杯口封嚴(yán)后置于溫暖明亮處進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)。經(jīng)3~5天,稻草液中枯草桿菌的芽孢開(kāi)始萌發(fā)、繁殖,液體逐漸混濁。當(dāng)液面出現(xiàn)一層灰白色的薄膜時(shí),采用PH試紙測(cè)試液體的酸堿性,并調(diào)到弱堿性(PH≤7.5,草履蟲(chóng)喜歡弱堿環(huán)境),稻草培養(yǎng)液便配制好了。
接種時(shí),要嚴(yán)防其他原生動(dòng)物進(jìn)入而使純度降低。先將少量含有草履蟲(chóng)的水液用吸管吸置于表面皿中,然后把表面皿放在放大鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)后,用口徑0.2mm的干凈微吸管將草履蟲(chóng)吸出,接種到盛有培養(yǎng)液的廣口瓶中。如果表面皿中的水液太多,可用吸水紙吸出一部分水液,便于操作。
把接種有草履蟲(chóng)的廣口瓶的瓶口用紗布封嚴(yán),放到溫暖明亮的地方,大約7~10天后便有大量的草履蟲(chóng)繁殖出來(lái)。
如果需要長(zhǎng)期培養(yǎng)草履蟲(chóng),需要及時(shí)更補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)液。因?yàn)榇罅康南x(chóng)體在消耗營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)又不斷排出代謝廢物,如不及時(shí)更補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)液,草履蟲(chóng)的數(shù)量會(huì)因生存環(huán)境的惡化迅速減少,甚至死亡。需要每隔3~4天,用吸管從廣口瓶的底部吸取沉淀物和一半左右的營(yíng)養(yǎng)液,并加入等量的新鮮培養(yǎng)液,可使草履蟲(chóng)長(zhǎng)期保存。
2.牛奶液培養(yǎng)法
在潔凈的廣口瓶?jī)?nèi)注入適量的涼開(kāi)水,然后將煮過(guò)牛奶而未刷洗的奶鍋內(nèi)注入少量開(kāi)水使牛奶稀釋。用潔凈的吸管吸取稀釋牛奶水一兩點(diǎn)于廣口瓶中。此時(shí),廣口瓶中的水進(jìn)一步將牛奶水稀釋?zhuān)傻榘咨=?jīng)1~2天,廣口瓶中的牛奶逐漸變清,水表面形成一層薄薄的菌膜。取幾滴草履蟲(chóng)母液滴入牛奶培養(yǎng)液中,置溫暖處,2~3天后,便會(huì)有大量草履蟲(chóng)繁殖出來(lái)。此時(shí),如果輕輕振動(dòng)廣口瓶,便會(huì)看到培養(yǎng)液水表面有許多小白點(diǎn)向水中下層移動(dòng)。這說(shuō)明已有大量草履蟲(chóng)繁殖生長(zhǎng)。一般情況下,每隔3~7天加一次稀釋的牛奶水,以滿(mǎn)足細(xì)菌的生長(zhǎng),從而使草履蟲(chóng)得到食物。加牛奶時(shí),草履蟲(chóng)培養(yǎng)液變混濁。大致經(jīng)過(guò)2天左右,培養(yǎng)液變清,細(xì)菌大量繁殖,草履蟲(chóng)密度加大。
注意:牛奶培養(yǎng)液用水必須是涼開(kāi)水,切不可直接用涼水。加入牛奶后,如果3~4天水不清,說(shuō)明有大量的蛋白蟲(chóng)出現(xiàn),已不適于培養(yǎng)草履蟲(chóng)了。
3.玉米根浸培養(yǎng)法
取一支潔凈的試管,注入清水,將一粒萌發(fā)的玉米種子浸入其中,使其發(fā)芽長(zhǎng)根。一般來(lái)說(shuō),一支試管內(nèi)有一株帶根的玉米幼苗為宜。
將帶有玉米幼苗的試管放到溫暖向陽(yáng)處,然后從草履蟲(chóng)母液中取幾滴液體滴進(jìn)玉米幼根培養(yǎng)液中。玉米生長(zhǎng)過(guò)程中,根部有許多細(xì)菌在生活著,這些細(xì)菌便是草履蟲(chóng)極好的食物。一般情況下,約經(jīng)5~7天左右,便會(huì)看到,在玉米根周?chē)乃杏性S多小白點(diǎn)出現(xiàn)。
三、草履蟲(chóng)的觀察
觀察草履蟲(chóng)的方法比較簡(jiǎn)單,一般按課本上的要求去做就可以了,即從草履蟲(chóng)培養(yǎng)液的上層用吸管吸取一滴培養(yǎng)液,滴在載玻片的中央。為限制草履蟲(chóng)的活動(dòng),便于觀察,在載玻片上鋪上少許棉纖維。
在觀察實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的草履蟲(chóng),這時(shí),教師應(yīng)向?qū)W生補(bǔ)充一些草履蟲(chóng)的分類(lèi)知識(shí)。我國(guó)常見(jiàn)的草履蟲(chóng)有四種:A.大草履蟲(chóng)(尾草履蟲(chóng)),長(zhǎng)180~280μm,后端呈圓錐形,有2個(gè)伸縮泡均有收集管,一個(gè)小核,橢圓形。B.多小核草履蟲(chóng),長(zhǎng)180~310μm,形狀同前,但有3~12個(gè)泡狀小核。C.雙小核草履蟲(chóng),長(zhǎng)80~170μm,后部比前部更寬,2個(gè)伸縮泡,收集管較短,2個(gè)小核。D.綠草履蟲(chóng),長(zhǎng)80~150μm,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有綠藻與其共生,見(jiàn)光生活時(shí),身體呈綠色,1個(gè)小核。前3種草履蟲(chóng)生活在有機(jī)質(zhì)豐富的死水或緩流中,而后者生活在清水池塘中。