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大草履虫

大草履虫是较为常见的一种单细胞原生动物,因外形像一只倒放着的草鞋而得名。由表膜、纤毛、细胞质、细胞核、胞口、胞咽、胞肛、食物泡、伸缩泡等组成。生活在淡水中,一般的池沼、小河沟中可以采集到。

基本信息

中文名称; 大草履虫

拉丁学名; Paramecium caudatum

界; 动物界

门; 原生动物门

纲; 纤毛纲

亚纲; 寡毛亚纲

目; 膜口目

科; 草履虫科

亚科; 草履虫亚科

属; 大草履虫属

种; 大草履虫

生活环境; 淡水中

目录

1外形特征

2生活习性

3生理特征

4生长繁殖

5栖息环境

外形特征

大草履虫的身体呈圆筒形,前端较圆,中后部较宽,后端较尖,外形很像一只倒放着的草鞋,所以被叫做草履虫。它的全身长满了纵行排列的纤毛,从身体的前端开始,有一道沟斜着伸向身体的中部,在沟的后端有口,所以被称为口沟。口沟里有一个胞口,下面连着胞咽。当它游泳的时候,全身的纤毛都会有节奏地摆动。由于口沟的存在和该处的纤毛较长,摆动有力,所以草履虫的身体就会旋转着前进。

生活习性

大草履虫身体内充满了细胞质,在水中前进时,它不停地摆动口沟里的纤毛,鼓起水涡,摄取水里的细菌或其它有机物,食物由胞口和胞咽而进入细胞质,形成食物泡。食物泡随着细胞质的流动而在体内移动,泡中的食物逐渐被消化和吸收,食物残渣由身体后侧的胞肛排出体外。草履虫通过表膜进行呼吸,吸收水里溶解的氧气,分解有机物后释放出能量,而产生的二氧化碳和一些含氮废物,通过表膜排出体外。

生理特征

大草履虫的细胞质里有细胞核,是它生命的中枢,通常为一个细胞核,也有两个或多个小核的。它的生殖过程有无性生殖和有性生殖两种形式。有趣的是,细胞核每天以24小时的周期变化着:中午12时的体积最小,以后逐渐增大,到午夜24时体积变得最大。

科学家通过在显微镜下观察发现,在白昼正常情况时,大草履虫通过接触和交换体内物质进行交配,交配节律受白光的影响。如果用不同波长的光照射草履虫,则可以改变它的交配节律,从不同的时间开始新的周期。如果将其放在长期暗黑的环境中,这种生物钟就会失去作用,使它随便在什么时候都可以交配。但是只要再放到阳光下,仅仅经过很短的时间,它们就会自动校正生物钟,又在正常的时间内进行交配了。

大草履虫因为其个体较大,结构典型、繁殖快、观察方便、容易采集培养,因此一般用它作为研究细胞遗传的好材料。多年来,遗传学科学家已经用它研究了细胞质遗传、细胞质和细胞核在遗传中的相互作用,以及细胞类型的转变等,取得了不少科学成果。随着科学的发展,还发现了它在医学方面的许多重要价值,例如用它的水溶性提取物,可以较准确地诊断消化系统的癌症和乳腺癌等疾病。

表膜及其结构

表膜由3层膜组成,最外面一层膜在体体表和纤毛上面是连续的,最里面一层和中间一层膜形成表膜泡(alveoli)的镶嵌系统。表膜泡时增加表膜的硬度有作用,同时又不妨碍虫体的局部弯曲,还可能是保护细胞质的一种缓冲带,并可避免内部物质穿过外层细胞膜。在表膜之下有一些小杆状结构,整齐地与表膜垂直排列,此为刺丝泡(trichocyst),有孔开口在表膜上,当动物遇到刺激时刺丝泡射出其内容物,遇水成为细丝。如用5%亚甲基蓝、稀醋酸或墨水刺激时,可见放出刺丝。一般认为刺丝泡有防御的机能。

纤毛与运动

纤毛的结构与鞭毛相同。每一根纤毛是由位于表膜下的一个基体发出来的,在电子显微镜下可见每个基体发出一细纤维(称为纤毛小根ciliary rootlet),向前伸展一段距离与同排的纤毛小根连系起来,成为一束纵行纤维,称为动纤丝(kinetodesmas)。此外有一套与纤毛结合的、很复杂的小纤维系统(fibrillar system)各种小纤维连结成网状,有的学者从为,它们的作用是传导冲动和协调纤毛的活动;也有人认为纤毛摆动的协调作用与它无关,而与膜电位变化有关。

细胞质及细胞器

内质多颗粒,能流动,其内有细胞核、食物泡、伸缩泡等。大草履虫有一大核一小核,大核在显微镜下为透明略呈肾形的结构,小核位于大核的凹处,大核主要营营养代谢.为多倍体,小核主要管遗传(也有的种类有2个或多个小核)。食物泡的形成在口沟的后端有一胞口,其下连一漏斗形的胞咽(cytopharynx)或称口腔,在胞咽内有特殊的纤毛组不断摆动,可以引起水流进入胞口,由水流中带来的食物(如细菌或其他小的生物及腐烂的有机物),于胞咽下端形成小泡,小泡逐渐胀大落入细胞质内即为食物泡.食物泡形成后在体内流动,有固定的路线,在流动过程中,溶酶体融合于食物泡,在食物泡内进行消化。不能消化的残渣由身体后部的胞肛(cytoproct)排出。胞肛平常不易看见。如将酵母菌或细菌用刚果红染色喂草履虫,可以看到食物泡的形成过程及其在体内的流动。

伸缩泡的作用

在内质与外质之间有2个伸缩泡,一个在体前部一个在体后部。每个伸缩泡向周围细胞质伸出放射排列的收集管。在电子显微镜下,这些收集管端部与内质网的小管相通连。在伸缩泡主泡及收集管上有收缩丝(contractile filament),有人认为它是由一束微管(microtubules)组成。由于收缩丝的收缩使内质网收集的水分(其中也有代谢废物)排入收集管,注入伸缩泡的主泡,通过表膜小孔(或称排泄孔)排出体外。前后2个伸缩泡交替收缩不断排出体内过多的水分,以调节水分平衡。

呼吸:呼吸作用主要通过体表吸入氧气,排出二氧化碳。

生长繁殖

无性生殖为横二分裂,在环境条件好,食物充足的情况下进行,一般约24小时一次。分裂时小核先行有丝分裂,大核行无丝分裂,接着虫体中部横缢,分成2个新个体。

在环境恶劣、食物缺乏的情况下,或者在无性繁殖20~30代后进行一次有性生殖,这有利于恢复和加强它的生活力。

有性生殖为接合生殖。

当接合生殖时,2个草履虫口沟部分互相粘合,该部分表膜逐渐溶解,细胞质相互通连,小核脱离大核,拉长成新月形,接着大核逐渐消失。小核分裂2次形成4个小核,其中有3个解体,剩下的一个小核又分裂为大小不等的2个核,然后两个虫体的较小核互相交换,与对方较大的核融合,这一过程相当于受精作用。此后两个虫体分开,接合核分裂3次成为8个核,4个变为大核,其余4个核有3个解体,剩下一个小核分裂为2个,再分裂为4个;每个虫体也分裂2次,结果是原来2个相接合的亲体虫体各形成4个草履虫,新形成的草履虫和原来亲体一样,有一大核一小核。

栖息环境

生活在淡水中。一般池沼、小河中都可采到。[1]

参考文献