关于草履虫的运动与摄食观察

高赫一

（海南师范大学，海南 海口 570100）

作为典型的单细胞生物，草履虫同样可以独立完成生命活动。通过对草履虫运动、摄食等过程进行观察，则能更好地了解单细胞生物的生命活动过程。但受显微镜视野限制，且草履虫具有身体透明、运动迅速等特点，所以在观察草履虫运动和摄食时较难获得满意的效果。因此，还应加强对草履虫运动与摄食观察方法的研究，以便更好地开展生理实验。

1 草履虫的运动观察

1.1 草履虫的运动

草履虫的身体由单个细胞构成，包含细胞膜、细胞质和细胞核等基本结构，需要利用分化出的细胞器完成一般动物生活机能，比如运动、摄食等。在水中运动时，草履虫需要依靠全身密布的纤毛，通过纤毛有节奏的摆动对虫体形成推动。所以，其身体表面的纤毛即为运动胞器，从表膜下的基体发出，其运动需要借助基部复杂的微管纤维网进行纤毛的控制和协调。在运动的过程中，纤毛将成一个角度从前向后滑动，以获得较大推理。纤毛弯曲，则能由后向前恢复原本的位置。在运动的过程中，纤毛呈波浪状依次滑动，以减少身体受到的水阻力。从运动方式上来看，由于草履虫口沟位置的纤毛比其他位置的纤毛要长，摆动的力度更大，所以，草履虫身体前端弯向反口侧，同时绕着左右轴进行旋转。在这种作用力下，草履虫总是会沿着身上的长轴向纤毛摆动的反方向，采用螺旋式旋转的方式向前运动。

1.2 运动的观察方法

在观察草履虫运动时可以发现，在培养液中，草履虫运动速度较快。针对这种情况，还要通过限制其运动对其运动方式进行观察。通常的情况下，可以采用纤维阻拦法、化学试剂抑制法等措施。但是采用化学试剂抑制法容易导致草履虫受到毒害，甚至出现解体死亡现象，所以，一般采用纤维阻拦法对其运动进行观察。在实践操作中，需要使用尽可能薄的脱脂棉，并保障脱脂棉的厚度均匀，面积比盖玻片小。在操作过程中，考虑到草履虫为好气性生物，夏天大多集聚在培养液上层，冬天则位于中下层，所以，还要结合气候在草履虫密集的位置进行取样。取样量应为1滴，将其滴在脱脂棉中央，从一侧将盖玻片盖上，达到排除气泡的目的。将载玻片放在实验台上，通过轻轻按压使载玻片与盖玻片的接触更加紧密，然后可以利用放大镜进行观察。在观察的过程中，需要在棉花纤维间隙中寻找运动缓慢的草履虫，然后对其运动方式进行观察。采用该种方法，可以观察到草履虫的避让反应。具体而言，就是在草履虫遇到棉花纤维时，会发生纤毛摆动方向逆转的情况，导致身体向后退小段距离，在改变方向后，纤毛将恢复原本的摆动方向，促使草履虫向前进行试探运动。由于草履虫在纤维之间，所以会重复这样的运动过程，直至找到适宜前进方向。通过认真观察，则能了解草履虫的运动方式。

2 草履虫的摄食观察

2.1 草履虫的摄食

从草履虫的摄食方式来看，其主要依靠口沟进行食物的摄取。在草履虫的身体一侧存在口沟，将从草履虫的身体前端斜向后扩展至腹面中部。在草履虫全身纤毛摆动的过程中，食物颗粒将随着形成的水流进入口沟，随后将经过胞口，达到管状胞咽，在底部得到集合。之后，该位置将形成食物泡，从而进入细胞质。在胞内，食物泡将与溶酶体融合，实现消化，无法消化的食物残渣将经过胞肛排出。在摄食的过程中，食物颗粒最初会集合成小泡，只有集合到一定程度才能进入细胞内质成为食物泡，整个过程需要10～15 min。

2.2 摄食的观察方法

分析草履虫的摄食过程可以发现，为了使其尽快形成食物泡，还要提供足够的营养物质。在实验时，可以取细颗粒玉米粉颗粒，利用饮用水调成稀糊状，避免过稠或过密。取一滴滴在载玻片上，然后利用微吸管将草履虫移入其中。为了减慢草履虫的运动，以便于观察，需要在水滴中放入棉花丝，然后将盖玻片压紧，以减慢草履虫运动速度。由于玉米面糊中营养物质较多，可以观察到草履虫进行营养物质颗粒摄入的过程。实际上，草履虫体内食物泡形成时间不仅与食物量有关，也与水温和本身生理状态有关。在取样时，应尽量选取个体大、活跃的草履虫，以便获得更好的摄食观察效果。在观察的过程中，应当将制备的临时水装片放在低倍显微镜下观察，将草履虫放置在视野中央。为了便于观察，可以从载玻片一侧滴入墨汁或中性红。通过观察可以发现，大小不同的食物泡将陆续产生，并遵循一定路线在虫体内移动，即先向后端运动，然后向前端运动，最后移向后端。加入中性红，食物泡在移动的过程中会发生颜色变化，从红色变为橙红，然后变为蓝绿色、淡黄色，最终再次变为橙红。因为中性红为指示剂的一种，在酸环境下为红色，在碱环境下为黄色。通过观察颜色变化，可知草履虫体内的食物泡将先经过酸性消化，然后得到碱性消化。由此可知，草履虫摄入食物后，虫体最初分泌的消化酶为酸性，之后分泌的为碱性。而能够消化的食物将被细胞质吸收，为草履虫完成生理机能提供能量，无法消化的将被排出体外。值得注意的是，采用中性红作为指示剂，需要经过多次过滤，以免草履虫因染料毒害发生解体死亡。在实验改进方面，可以采用螺旋藻悬浊液。在实验的过程中，可以在载玻片的一侧滴半滴螺旋藻悬浊液，然后进行持续观察；5～8 min后可以发现，草履虫口沟内出现绿色螺旋藻，之后可以观察到螺旋藻食物泡。经过15 min，草履虫体内将产生大量食物泡。绿色食物泡在细胞质内流动，可以为观察整个摄食过程提供便利。

3 结论

在动物界中，草履虫为典型、原始和低等的单细胞动物，大草履虫的体长能够达到180～300 μm，有助于实现原生动物形态结构的观察。但是想要实现对草履虫整个生命活动过程的观察，还要通过限制其运动加强草履虫运动观察，并通过提供大量营养物质观察其摄食过程。通过掌握草履虫的运动和摄食观察技巧，则能获得较好的实验效果。

［1］ 杨其，杨艳华，刘慧敏，等.用螺旋藻粉代替酵母菌进行草履虫摄食及消化过程观察［J］.生物学通报，2016，51（09）：55，64.

［2］ 宇文延青，苟士正.草履虫观察技巧［J］.实验科学与技术，2016，14（02）：22-23.

［3］ 王春喜，刘海涛.“观察草履虫的运动、取食和趋性”的实验教学［J］.生物学通报，2014，49（04）：17-18，63.