初中生物教材在介紹單細胞生物時,常常以草履蟲作為代表動物進行描述。因此,對于生物教師和生物愛好者而言,學習和掌握一些采集、培養與觀察草履蟲的方法是非常必要的。同時,用自己培養的草履蟲來觀察它們的形態結構也是一件有趣的實驗。
一、草履蟲的采集
采集的方法有兩種。一是在水溝、池塘采集。選擇污染較輕的水溝、池塘岸邊,枯枝落葉多的地方,沿水面用廣口瓶采集水。采集后,在瓶內放入一些水草,不要蓋瓶蓋,以免草履蟲缺氧死亡。二是去稻田采集。在灌水的稻田的舊稻茬附近,用廣口瓶采集水。采集后,在瓶內放入幾段舊稻草,不要蓋瓶蓋。
取當年新鮮的稻草,將根部的幾節剪成3cm長的小段,放入廣口瓶內。然后注入潔凈的清水,并用玻璃蓋將口蓋上,防止灰塵進入。注意稻草約占水量的1/10~1/4,水占容器的3/4~4/5為宜。一次最好培養3~5瓶母液,而各瓶用的稻草應分別選自不同的稻田。將稻草水培液置于20℃~27℃的光亮的地方,一般培養5~10天,便可使稻草上的草履蟲包囊發育成草履蟲。此時,若在強光下觀察,便可在培養液表面水層看到許多小白點在迅速移動,這就是我們所需要的草履蟲。
無論是采集的草履蟲還是室內培養的草履蟲,都要經過鏡檢,檢查其濃度與純度。鏡檢時,用吸管吸取一滴培養液表面有小白點的水,滴在已擦干凈的載玻片的中央,蓋上載玻片,用顯微鏡觀察。在顯微鏡下可能會看到許多種微小的動植物,如果見到形如倒置的草鞋并在不停地游動的小動物,那就是草履蟲。不過,采集的草履蟲在鏡檢之前,需要先將采集的水樣帶回實驗室,放在溫暖明亮的地方使其繁殖。3~5天后,用肉眼對著光線看瓶內有無小白點在移動,若有,再進行鏡檢。
二、草履蟲的提純培養
1.稻草水培養法(經典培養法)
取干凈新鮮的稻草100g,剪去頂端和靠根部的幾節,將中段剪成2~3cm的小段,按1∶100的比例加入清水于大燒杯中,加熱煮沸10~15分鐘左右,以殺死稻草上的其他生物。用雙層紗布將燒杯口封嚴后置于溫暖明亮處進行細菌培養。經3~5天,稻草液中枯草桿菌的芽孢開始萌發、繁殖,液體逐漸混濁。當液面出現一層灰白色的薄膜時,采用PH試紙測試液體的酸堿性,并調到弱堿性(PH≤7.5,草履蟲喜歡弱堿環境),稻草培養液便配制好了。
接種時,要嚴防其他原生動物進入而使純度降低。先將少量含有草履蟲的水液用吸管吸置于表面皿中,然后把表面皿放在放大鏡下觀察,發現草履蟲后,用口徑0.2mm的干凈微吸管將草履蟲吸出,接種到盛有培養液的廣口瓶中。如果表面皿中的水液太多,可用吸水紙吸出一部分水液,便于操作。
把接種有草履蟲的廣口瓶的瓶口用紗布封嚴,放到溫暖明亮的地方,大約7~10天后便有大量的草履蟲繁殖出來。
如果需要長期培養草履蟲,需要及時更補營養液。因為大量的蟲體在消耗營養的同時又不斷排出代謝廢物,如不及時更補營養液,草履蟲的數量會因生存環境的惡化迅速減少,甚至死亡。需要每隔3~4天,用吸管從廣口瓶的底部吸取沉淀物和一半左右的營養液,并加入等量的新鮮培養液,可使草履蟲長期保存。
2.牛奶液培養法
在潔凈的廣口瓶內注入適量的涼開水,然后將煮過牛奶而未刷洗的奶鍋內注入少量開水使牛奶稀釋。用潔凈的吸管吸取稀釋牛奶水一兩點于廣口瓶中。此時,廣口瓶中的水進一步將牛奶水稀釋,水成淡乳白色。經1~2天,廣口瓶中的牛奶逐漸變清,水表面形成一層薄薄的菌膜。取幾滴草履蟲母液滴入牛奶培養液中,置溫暖處,2~3天后,便會有大量草履蟲繁殖出來。此時,如果輕輕振動廣口瓶,便會看到培養液水表面有許多小白點向水中下層移動。這說明已有大量草履蟲繁殖生長。一般情況下,每隔3~7天加一次稀釋的牛奶水,以滿足細菌的生長,從而使草履蟲得到食物。加牛奶時,草履蟲培養液變混濁。大致經過2天左右,培養液變清,細菌大量繁殖,草履蟲密度加大。
注意:牛奶培養液用水必須是涼開水,切不可直接用涼水。加入牛奶后,如果3~4天水不清,說明有大量的蛋白蟲出現,已不適于培養草履蟲了。
3.玉米根浸培養法
取一支潔凈的試管,注入清水,將一粒萌發的玉米種子浸入其中,使其發芽長根。一般來說,一支試管內有一株帶根的玉米幼苗為宜。
將帶有玉米幼苗的試管放到溫暖向陽處,然后從草履蟲母液中取幾滴液體滴進玉米幼根培養液中。玉米生長過程中,根部有許多細菌在生活著,這些細菌便是草履蟲極好的食物。一般情況下,約經5~7天左右,便會看到,在玉米根周圍的水中有許多小白點出現。
三、草履蟲的觀察
觀察草履蟲的方法比較簡單,一般按課本上的要求去做就可以了,即從草履蟲培養液的上層用吸管吸取一滴培養液,滴在載玻片的中央。為限制草履蟲的活動,便于觀察,在載玻片上鋪上少許棉纖維。
在觀察實驗中,學生可能會發現形態結構不同的草履蟲,這時,教師應向學生補充一些草履蟲的分類知識。我國常見的草履蟲有四種:A.大草履蟲(尾草履蟲),長180~280μm,后端呈圓錐形,有2個伸縮泡均有收集管,一個小核,橢圓形。B.多小核草履蟲,長180~310μm,形狀同前,但有3~12個泡狀小核。C.雙小核草履蟲,長80~170μm,后部比前部更寬,2個伸縮泡,收集管較短,2個小核。D.綠草履蟲,長80~150μm,細胞質內有綠藻與其共生,見光生活時,身體呈綠色,1個小核。前3種草履蟲生活在有機質豐富的死水或緩流中,而后者生活在清水池塘中。