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大草履蟲

大草履蟲是較為常見的一種單細胞原生動物,因外形像一隻倒放着的草鞋而得名。由表膜、纖毛、細胞質、細胞核、胞口、胞咽、胞肛、食物泡、伸縮泡等組成。生活在淡水中,一般的池沼、小河溝中可以採集到。

基本信息

中文名稱; 大草履蟲

拉丁學名; Paramecium caudatum

界; 動物界

門; 原生動物門

綱; 纖毛綱

亞綱; 寡毛亞綱

目; 膜口目

科; 草履蟲科

亞科; 草履蟲亞科

屬; 大草履蟲屬

種; 大草履蟲

生活環境; 淡水中

目錄

1外形特徵

2生活習性

3生理特徵

4生長繁殖

5棲息環境

外形特徵

大草履蟲的身體呈圓筒形,前端較圓,中後部較寬,後端較尖,外形很像一隻倒放着的草鞋,所以被叫做草履蟲。它的全身長滿了縱行排列的纖毛,從身體的前端開始,有一道溝斜着伸向身體的中部,在溝的後端有口,所以被稱為口溝。口溝里有一個胞口,下面連着胞咽。當它游泳的時候,全身的纖毛都會有節奏地擺動。由於口溝的存在和該處的纖毛較長,擺動有力,所以草履蟲的身體就會旋轉着前進。

生活習性

大草履蟲身體內充滿了細胞質,在水中前進時,它不停地擺動口溝里的纖毛,鼓起水渦,攝取水裡的細菌或其它有機物,食物由胞口和胞咽而進入細胞質,形成食物泡。食物泡隨着細胞質的流動而在體內移動,泡中的食物逐漸被消化和吸收,食物殘渣由身體後側的胞肛排出體外。草履蟲通過表膜進行呼吸,吸收水裡溶解的氧氣,分解有機物後釋放出能量,而產生的二氧化碳和一些含氮廢物,通過表膜排出體外。

生理特徵

大草履蟲的細胞質里有細胞核,是它生命的中樞,通常為一個細胞核,也有兩個或多個小核的。它的生殖過程有無性生殖和有性生殖兩種形式。有趣的是,細胞核每天以24小時的周期變化着:中午12時的體積最小,以後逐漸增大,到午夜24時體積變得最大。

科學家通過在顯微鏡下觀察發現,在白晝正常情況時,大草履蟲通過接觸和交換體內物質進行交配,交配節律受白光的影響。如果用不同波長的光照射草履蟲,則可以改變它的交配節律,從不同的時間開始新的周期。如果將其放在長期暗黑的環境中,這種生物鐘就會失去作用,使它隨便在什麼時候都可以交配。但是只要再放到陽光下,僅僅經過很短的時間,它們就會自動校正生物鐘,又在正常的時間內進行交配了。

大草履蟲因為其個體較大,結構典型、繁殖快、觀察方便、容易採集培養,因此一般用它作為研究細胞遺傳的好材料。多年來,遺傳學科學家已經用它研究了細胞質遺傳、細胞質和細胞核在遺傳中的相互作用,以及細胞類型的轉變等,取得了不少科學成果。隨着科學的發展,還發現了它在醫學方面的許多重要價值,例如用它的水溶性提取物,可以較準確地診斷消化系統的癌症和乳腺癌等疾病。

表膜及其結構

表膜由3層膜組成,最外面一層膜在體體表和纖毛上面是連續的,最裡面一層和中間一層膜形成表膜泡(alveoli)的鑲嵌系統。表膜泡時增加表膜的硬度有作用,同時又不妨礙蟲體的局部彎曲,還可能是保護細胞質的一種緩衝帶,並可避免內部物質穿過外層細胞膜。在表膜之下有一些小杆狀結構,整齊地與表膜垂直排列,此為刺絲泡(trichocyst),有孔開口在表膜上,當動物遇到刺激時刺絲泡射出其內容物,遇水成為細絲。如用5%亞甲基藍、稀醋酸或墨水刺激時,可見放出刺絲。一般認為刺絲泡有防禦的機能。

纖毛與運動

纖毛的結構與鞭毛相同。每一根纖毛是由位於表膜下的一個基體發出來的,在電子顯微鏡下可見每個基體發出一細纖維(稱為纖毛小根ciliary rootlet),向前伸展一段距離與同排的纖毛小根連繫起來,成為一束縱行纖維,稱為動纖絲(kinetodesmas)。此外有一套與纖毛結合的、很複雜的小纖維系統(fibrillar system)各種小纖維連結成網狀,有的學者從為,它們的作用是傳導衝動和協調纖毛的活動;也有人認為纖毛擺動的協調作用與它無關,而與膜電位變化有關。

細胞質及細胞器

內質多顆粒,能流動,其內有細胞核、食物泡、伸縮泡等。大草履蟲有一大核一小核,大核在顯微鏡下為透明略呈腎形的結構,小核位於大核的凹處,大核主要營營養代謝.為多倍體,小核主要管遺傳(也有的種類有2個或多個小核)。食物泡的形成在口溝的後端有一胞口,其下連一漏斗形的胞咽(cytopharynx)或稱口腔,在胞咽內有特殊的纖毛組不斷擺動,可以引起水流進入胞口,由水流中帶來的食物(如細菌或其他小的生物及腐爛的有機物),於胞咽下端形成小泡,小泡逐漸脹大落入細胞質內即為食物泡.食物泡形成後在體內流動,有固定的路線,在流動過程中,溶酶體融合於食物泡,在食物泡內進行消化。不能消化的殘渣由身體後部的胞肛(cytoproct)排出。胞肛平常不易看見。如將酵母菌或細菌用剛果紅染色餵草履蟲,可以看到食物泡的形成過程及其在體內的流動。

伸縮泡的作用

在內質與外質之間有2個伸縮泡,一個在體前部一個在體後部。每個伸縮泡向周圍細胞質伸出放射排列的收集管。在電子顯微鏡下,這些收集管端部與內質網的小管相通連。在伸縮泡主泡及收集管上有收縮絲(contractile filament),有人認為它是由一束微管(microtubules)組成。由於收縮絲的收縮使內質網收集的水分(其中也有代謝廢物)排入收集管,注入伸縮泡的主泡,通過表膜小孔(或稱排泄孔)排出體外。前後2個伸縮泡交替收縮不斷排出體內過多的水分,以調節水分平衡。

呼吸:呼吸作用主要通過體表吸入氧氣,排出二氧化碳。

生長繁殖

無性生殖為橫二分裂,在環境條件好,食物充足的情況下進行,一般約24小時一次。分裂時小核先行有絲分裂,大核行無絲分裂,接着蟲體中部橫縊,分成2個新個體。

在環境惡劣、食物缺乏的情況下,或者在無性繁殖20~30代後進行一次有性生殖,這有利於恢復和加強它的生活力。

有性生殖為接合生殖。

當接合生殖時,2個草履蟲口溝部分互相粘合,該部分表膜逐漸溶解,細胞質相互通連,小核脫離大核,拉長成新月形,接着大核逐漸消失。小核分裂2次形成4個小核,其中有3個解體,剩下的一個小核又分裂為大小不等的2個核,然後兩個蟲體的較小核互相交換,與對方較大的核融合,這一過程相當於受精作用。此後兩個蟲體分開,接合核分裂3次成為8個核,4個變為大核,其餘4個核有3個解體,剩下一個小核分裂為2個,再分裂為4個;每個蟲體也分裂2次,結果是原來2個相接合的親體蟲體各形成4個草履蟲,新形成的草履蟲和原來親體一樣,有一大核一小核。

棲息環境

生活在淡水中。一般池沼、小河中都可採到。[1]

參考文獻