草履虫伸缩泡伸缩频率

探究不同盐溶液中草履虫伸缩泡伸缩频率的变化

摘要：草履虫是一种原生动物，仅由单细胞构成，由细胞器完成各种生命活动，其中，伸缩泡的主要功能是排出体内的多余水分及部分代谢废物。为探究不同盐溶液中草履虫伸缩泡伸缩频率的变化，我们将草履虫分别放入蒸馏水、原液、0.10%、0.30%、0.50%、0.70%、0.90%的NaCl溶液中，通过计数草履虫两个伸缩泡每分钟内伸缩次数得到结论：随盐溶液浓度增大，草履虫伸缩泡伸缩频率逐渐减小。

关键字：草履虫；伸缩泡；伸缩频率；溶液浓度

1·引言

草履虫属于原生动物门纤毛纲, 是动物界中较原始、较低等的单细胞动物，身体呈倒置的草鞋状，全身长满纤毛，生活在有机质较多的池塘或湖泊中, 尤喜欢生活于细菌丰富的水中。淡水原生动物体内的渗透压高于外界环境，因此必须排出渗入细胞的水份, 而伸缩泡的功能正是调节体内水平衡以保持细胞内环境的稳定。那么当草履虫生活的液体环境发生变化即生活在不同浓度的NaCl溶液中时，为调节体内水平衡，伸缩泡的伸缩次数会发生改变吗？改变的程度又和外界浓度有关吗？

2·正文

2·1材料与方法

材料：蒸馏水、原液、0.10%NaCl溶液、0.30%NaCl溶液、0.50%NaCl溶液、0.70%NaCl溶液、0.90%NaCl溶液、草履虫培养液

方法：先分别将配置好的蒸馏水、原液、0.10%NaCl溶液、0.30%NaCl溶液、0.50%NaCl溶液、0.70%NaCl溶液、0.90%NaCl溶液滴于载玻片上，由于草履虫喜好在边缘处活动，最好用牙签粗端沾取培养刚边的草履虫培养液或枯叶杆边的草履虫溶液，再涮在载玻片上的液滴中。如果液滴的浓度较低，可以将棉花纤维放在液滴上，限制草履虫的运动便于观察者计数。将盖玻片以四十五度角轻轻盖下，避免留有气泡影响观察。如果溶液渗出用吸水纸吸去部分水分。最后在普通光学显微镜下选取同一浓度下不同草履虫进行草履虫伸缩泡伸缩频率的计数，由于大多草履虫有两个伸缩泡且收缩时常交替进行，即一个收缩时, 另一个舒张。通过观察我们可以看见草履虫身体内前后有两个圆圈，收缩时速度较快，舒张时速度较慢，所以我们可以数出草履虫一个伸缩泡的伸缩次数，进而得到草履虫两个伸缩泡每分钟内伸缩次数，再综合不同浓度下的数据，处理后得到草履虫伸缩泡伸缩频率的变化。

2·2实验数据

原始数据表格如下：

柱状图显示数据情况如下（每两组求平均）：

折线图数据趋势如下：

2·3结果分析

结论：

NaCl溶液浓度在一定范围内时，草履虫伸缩泡伸缩频率随溶液浓度的增加而减少。

分析：

单细胞原生动物与其生存环境直接接触，对环境变化很敏感，草履虫伸缩泡受溶液浓度影响，伸缩频率发生改变。海洋和寄生原生动物, 由于它们和生活的环境是等渗的, 一般都没有伸缩泡，而草履虫作为淡水生生物，需要排除体内多余的水分所以存在伸缩泡。每个伸缩泡向周围细胞质伸出放射排列的收集管。在普通光学显微镜下这些收集管端部与内质网的小管相通连。在伸缩泡及收集管上有一束微管组成的收缩丝。由于收缩丝的收缩使内质网收集的水分排入收集管，注入伸缩泡，经由表膜小孔（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，以调节体内渗透压平衡。环境浓度较低时，伸缩泡的伸缩频率加快，不断排出体内多余的水分，随着环境浓度的升高，伸缩过程需要克服更大的阻力，使伸缩频率降低，且草履虫本身的生理机能也会受到环境浓度的影响，浓度越高，越损伤草履虫的生理机能，当外界浓度达到一定水平时，草履虫会因为体内外渗透压差距过大失水而死。所以草履虫对外界的适应性是有限度的，在一定范围内，伸缩泡可调节草履虫的体内水平衡，其伸缩频率随外界浓度的变化趋势为NaCl溶液浓度在一定范围内时，草履虫伸缩泡伸缩频率随溶液浓度的增加而减少。

数据误差分析：

1、草履虫在盐溶液中浸泡时间不同，其生理活性也不同。（侵泡时间过长，部分草履虫活性接近丧失。）

2、每人计数方式不同，数据采集准确性受影响。

3、草履虫游动速率太快，无法准确计数其伸缩泡的伸缩次数（有生命活性时运动太快，可以计数时生命活性急剧降低）。

3·总结

不同浓度盐溶液中，草履虫伸缩泡伸缩频率随浓度的升高而降低，直至外界浓度过高草履虫失水死亡。大多数具有伸缩泡的原生动物都有这个特点，伸缩泡的的存在不仅验证了生命起源与海洋，也说明了生物对外界条件的适应性是有限度的。

参考文献：

【1】朱桦《伸缩泡》生物学通报1984年第4 期

【2】赵玉敏《动物体内水分平衡调节》生物学通报2004年第39卷第12期

【3】姜金庆刘庆立《袋状草履虫生命现象的观察》河南科技学院学报(自然科学版)2006年第34卷第1期

【4】龚军辉《草履虫的采集、培养和观察方法》高等函授学报( 自然科学版)2003年第16 卷第1 期

【5】徐振康刘凤岐《缘毛类纤毛虫伸缩泡收缩频率的研究》四川动物Sichuan Journal of Zoology1989年第01期

【6】王宝青周波《动物动物学》中国农业大学出版社，2014年1月