關于草履蟲的運動與攝食觀察

高赫一

（海南師范大學，海南 海口 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成，包含細胞膜、細胞質和細胞核等基本結構，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，從表膜下的基體發出，其運動需要借助基部復雜的微管纖維網進行纖毛的控制和協調。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，同時繞著左右軸進行旋轉。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現，在培養液中，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、化學試劑抑制法等措施。但是采用化學試劑抑制法容易導致草履蟲受到毒害，甚至出現解體死亡現象，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液上層，冬天則位于中下層，所以，還要結合氣候在草履蟲密集的位置進行取樣。取樣量應為1滴，將其滴在脫脂棉中央，從一側將蓋玻片蓋上，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。具體而言，就是在草履蟲遇到棉花纖維時，會發生纖毛擺動方向逆轉的情況，導致身體向后退小段距離，在改變方向后，纖毛將恢復原本的擺動方向，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。在胞內，食物泡將與溶酶體融合，實現消化，無法消化的食物殘渣將經過胞肛排出。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質成為食物泡，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現，為了使其盡快形成食物泡，還要提供足夠的營養物質。在實驗時，可以取細顆粒玉米粉顆粒，利用飲用水調成稀糊狀，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物質較多，可以觀察到草履蟲進行營養物質顆粒攝入的過程。實際上，草履蟲體內食物泡形成時間不僅與食物量有關，也與水溫和本身生理狀態有關。在取樣時，應盡量選取個體大、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，可以從載玻片一側滴入墨汁或中性紅。通過觀察可以發現，大小不同的食物泡將陸續產生，并遵循一定路線在蟲體內移動，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生顏色變化，從紅色變為橙紅，然后變為藍綠色、淡黃色，最終再次變為橙紅。因為中性紅為指示劑的一種，在酸環境下為紅色，在堿環境下為黃色。通過觀察顏色變化，可知草履蟲體內的食物泡將先經過酸性消化，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，需要經過多次過濾，以免草履蟲因染料毒害發生解體死亡。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滴半滴螺旋藻懸濁液，然后進行持續觀察；5～8 min后可以發現，草履蟲口溝內出現綠色螺旋藻，之后可以觀察到螺旋藻食物泡。經過15 min，草履蟲體內將產生大量食物泡。綠色食物泡在細胞質內流動，可以為觀察整個攝食過程提供便利。

3 結論

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，有助于實現原生動物形態結構的觀察。但是想要實現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物質觀察其攝食過程。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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