高赫一

（海南師范大學(xué)，海南 ?？?570100）

作為典型的單細(xì)胞生物，草履蟲同樣可以獨(dú)立完成生命活動(dòng)。通過(guò)對(duì)草履蟲運(yùn)動(dòng)、攝食等過(guò)程進(jìn)行觀察，則能更好地了解單細(xì)胞生物的生命活動(dòng)過(guò)程。但受顯微鏡視野限制，且草履蟲具有身體透明、運(yùn)動(dòng)迅速等特點(diǎn)，所以在觀察草履蟲運(yùn)動(dòng)和攝食時(shí)較難獲得滿意的效果。因此，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)草履蟲運(yùn)動(dòng)與攝食觀察方法的研究，以便更好地開展生理實(shí)驗(yàn)。

1 草履蟲的運(yùn)動(dòng)觀察

1.1 草履蟲的運(yùn)動(dòng)

草履蟲的身體由單個(gè)細(xì)胞構(gòu)成，包含細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等基本結(jié)構(gòu)，需要利用分化出的細(xì)胞器完成一般動(dòng)物生活機(jī)能，比如運(yùn)動(dòng)、攝食等。在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，草履蟲需要依靠全身密布的纖毛，通過(guò)纖毛有節(jié)奏的擺動(dòng)對(duì)蟲體形成推動(dòng)。所以，其身體表面的纖毛即為運(yùn)動(dòng)胞器，從表膜下的基體發(fā)出，其運(yùn)動(dòng)需要借助基部復(fù)雜的微管纖維網(wǎng)進(jìn)行纖毛的控制和協(xié)調(diào)。在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，纖毛將成一個(gè)角度從前向后滑動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，纖毛呈波浪狀依次滑動(dòng)，以減少身體受到的水阻力。從運(yùn)動(dòng)方式上來(lái)看，由于草履蟲口溝位置的纖毛比其他位置的纖毛要長(zhǎng)，擺動(dòng)的力度更大，所以，草履蟲身體前端彎向反口側(cè)，同時(shí)繞著左右軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在這種作用力下，草履蟲總是會(huì)沿著身上的長(zhǎng)軸向纖毛擺動(dòng)的反方向，采用螺旋式旋轉(zhuǎn)的方式向前運(yùn)動(dòng)。

1.2 運(yùn)動(dòng)的觀察方法

在觀察草履蟲運(yùn)動(dòng)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)液中，草履蟲運(yùn)動(dòng)速度較快。針對(duì)這種情況，還要通過(guò)限制其運(yùn)動(dòng)對(duì)其運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)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(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀察。在實(shí)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(guò)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(jìn)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(dá)到排除氣泡的目的。將載玻片放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，通過(guò)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(jìn)行觀察。在觀察的過(guò)程中，需要在棉花纖維間隙中尋找運(yùn)動(dòng)緩慢的草履蟲，然后對(duì)其運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)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(shí)，會(huì)發(fā)生纖毛擺動(dòng)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(dòng)方向，促使草履蟲向前進(jìn)行試探運(yùn)動(dòng)。由于草履蟲在纖維之間，所以會(huì)重復(fù)這樣的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，直至找到適宜前進(jìn)方向。通過(guò)認(rèn)真觀察，則能了解草履蟲的運(yùn)動(dòng)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(lái)看，其主要依靠口溝進(jìn)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(kuò)展至腹面中部。在草履蟲全身纖毛擺動(dòng)的過(guò)程中，食物顆粒將隨著形成的水流進(jìn)入口溝，隨后將經(jīng)過(guò)胞口，達(dá)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(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。在胞內(nèi)，食物泡將與溶酶體融合，實(shí)現(xiàn)消化，無(wú)法消化的食物殘?jiān)鼘⒔?jīng)過(guò)胞肛排出。在攝食的過(guò)程中，食物顆粒最初會(huì)集合成小泡，只有集合到一定程度才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)質(zhì)成為食物泡，整個(gè)過(guò)程需要10～15 min。

2.2 攝食的觀察方法

分析草履蟲的攝食過(guò)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以取細(xì)顆粒玉米粉顆粒，利用飲用水調(diào)成稀糊狀，避免過(guò)稠或過(guò)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)速度。由于玉米面糊中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較多，可以觀察到草履蟲進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)顆粒攝入的過(guò)程。實(shí)際上，草履蟲體內(nèi)食物泡形成時(shí)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(shí)，應(yīng)盡量選取個(gè)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(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將制備的臨時(shí)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(guò)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(dòng)，即先向后端運(yùn)動(dòng)，然后向前端運(yùn)動(dòng)，最后移向后端。加入中性紅，食物泡在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生顏色變化，從紅色變?yōu)槌燃t，然后變?yōu)樗{(lán)綠色、淡黃色，最終再次變?yōu)槌燃t。因?yàn)橹行约t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(guò)觀察顏色變化，可知草履蟲體內(nèi)的食物泡將先經(jīng)過(guò)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(xì)胞質(zhì)吸收，為草履蟲完成生理機(jī)能提供能量，無(wú)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(guò)多次過(guò)濾，以免草履蟲因染料毒害發(fā)生解體死亡。在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方面，可以采用螺旋藻懸濁液。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以在載玻片的一側(cè)滴半滴螺旋藻懸濁液，然后進(jìn)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(guò)15 min，草履蟲體內(nèi)將產(chǎn)生大量食物泡。綠色食物泡在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)流動(dòng)，可以為觀察整個(gè)攝食過(guò)程提供便利。

3 結(jié)論

在動(dòng)物界中，草履蟲為典型、原始和低等的單細(xì)胞動(dòng)物，大草履蟲的體長(zhǎng)能夠達(dá)到180～300 μm，有助于實(shí)現(xiàn)原生動(dòng)物形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察。但是想要實(shí)現(xiàn)對(duì)草履蟲整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程的觀察，還要通過(guò)限制其運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)草履蟲運(yùn)動(dòng)觀察，并通過(guò)提供大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)觀察其攝食過(guò)程。通過(guò)掌握草履蟲的運(yùn)動(dòng)和攝食觀察技巧，則能獲得較好的實(shí)驗(yàn)效果。

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