大草履虫

取自 食品百科全书

大草履虫

大草履虫是较为常见的一种原生动物，，学名Paramecium caudatum，在分类学上隶属于纤毛纲、膜口目、草履虫科、大草履虫属。它生活在淡水中，一般的池沼、小河沟中都可以采集到。

大草履虫的身体呈圆筒形，前端较圆，中后部较宽，后端较尖，外形很象一只倒放着的草鞋，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。

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。

大草履虫的细胞质里有细胞核，是它生命的中枢，通常为一个大核，一个小核，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。

（一）生境与形态

生活在淡水中。一般池沼、小河中都可采到。

草履虫形状很像草鞋。全身长满了纵行排列的纤毛。从体之前端开始有一道沟斜着伸向身体中部，在沟之后端有口，所以称为口沟（oral groove）。游泳时，全身的纤毛有节奏地摆动，由于口沟的存在和该处的纤毛较长，摆动有力，所以使虫体旋转向前进。虫体的表面为表膜(pellicle)，其内的细胞质分化为内质与外质。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）伸缩泡与水分调节

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。

（六）呼吸

呼吸作用主要通过体表吸入氧气，排出二氧化碳。

（七）生殖

无性生殖为横二分裂。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。

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个相接合的亲本虫体各形成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。