观察活体草履虫的基本方法与技巧

观察活体草履虫的基本方法与技巧[摘要] 草履虫是单细胞动物,体型微小,在培养液中的运动速

度非常快。由于显微镜视野的限制及活体草履虫身体的透明性,学生在显微镜下观察活体草履虫时常常难以取得满意的效果。在多年教学实践的基础上,我们对观察活体草履虫的一些基本方法和技巧进行了探索和总结,取得了较好的效果。

[关键词] 草履虫活体观察运动限制染色

原生动物是动物界中最原始、最低等的类群,在动物进化史上占有重要位置。草履虫隶属于原生动物门纤毛纲,是中学和大学动物学实验中观察原生动物形态结构的代表性材料。草履虫体型微小,人的肉眼看不见,在教学中观察活体草履虫的形态结构及其对外界刺激的反应必须借助显微镜,并且需要掌握一定的观察方法和技巧。在多年的实践教学中,我们对观察活体草履虫的一些基本方法和技巧进行了探索和总结,取得了较好的效果。

1 取样

从草履虫培养液中取样的位置应随季节的变化而有所选择。草履虫是好气性生物,夏天密集在培养液的上层,实验时取上层液虫

体密度较大;冬天气温寒冷,培养液中、下层的温度比上层相对较高,草履虫基本集中在培养液的中、下层,所以在中、下层取样比较合适。

2 草履虫运动的限制

由于活体草履虫在培养液中的运动速度非常快,观察时必须采

取一定的措施使其运动速度减慢或将其运动限制在一个较小的范围内,否则无法观察。限制草履虫运动的方法主要有以下几种类型,这些方法各有优缺点,可根据实际情况和实验目的选择使用。

2.1吸水法。在载玻片上滴一滴草履虫培养液,盖上盖玻片,然后用吸水纸从盖玻片的一侧吸取一定量的水分,从而起到限制草履虫活动空间的作用。该方法通常与纤维阻拦法结合使用,当滴加的培养液过多时,用吸水纸吸去过多的培养液。该方法的缺陷是不容易掌握吸水的量,吸少了起不到限制草履虫运动的作用,吸多了容易导致水分蒸干而使草履虫被压破解体,吸水的同时草履虫也可能被吸走。

2.2.纤维阻拦法

2.2.1.脱脂棉纤维阻拦法:在载玻片上滴一滴草履虫培养液,然后取少量脱脂棉纤维覆盖在草履虫培养液上,盖上盖玻片,放到显微镜下进行观察。该方法在实际操作中学生不易掌握脱脂棉的厚度和均匀度,从而影响实验效果。棉纤维放少了草履虫仍然畅行无阻,棉纤维放多了草履虫又被盖在棉纤维之下无法观察,有时甚至视野一片漆黑,什么也看不到。

2.2.2.擦镜纸纤维阻拦法:擦镜纸本身呈细密网络状,质地薄而均匀,能很好地限制草履虫的运动,观察效果极为理想。方法如下:把擦镜纸剪成与盖玻片等大(或略大于盖玻片)的小方块,放在载玻片上,然后将草履虫培养液滴到擦镜纸上(不可太多,以培养液正好能湿润擦镜纸为宜),然后盖上盖玻片观察。也可先将草履虫培养液

滴在载玻片中央,再覆盖擦镜纸,使其充分湿润后加盖盖玻片;或用镊子刮取少许擦镜纸上的纤维放在载玻片上,再在刮下的纤维上滴加草履虫培养液。

2.3.化学试剂抑制法

2.3.1.乙醇或硫酸镁溶液抑制法:在载玻片上滴加等量的草履虫培养液和10%的乙醇溶液或3%的硫酸镁溶液,用解剖针拌匀,盖上盖玻片观察。用10%的乙醇处理2～3分钟后,虫体游动速度显著减慢,3～4分钟可进入相对静止状态。用3%的硫酸镁处理3～4分钟进入速度显著减慢时期,7～8分钟进入相对静止状态。由于乙醇容易挥发散失,用乙醇处理会导致草履虫很快恢复游动,而用3%的硫酸镁处理用则可在较长时间内进行观察。

2.3.2.甲基纤维素溶液抑制法:用甲基纤维素10g加90ml水配成溶液,观察时滴加等量草履虫培养液甲基纤维素溶液,用解剖针搅匀,可使草履虫的虫体速度减至最低而形态、运动和生理不起任何变化。但也有人在实验中发现,甲基纤维素的腐蚀作用会使草履虫在较短的时间内死亡而使观察无法继续。

2.4.困扰剂法

2.4.1.蛋清困扰剂:取鸭蛋清(或鸡蛋清)一份,加等体积的水,用玻璃棒搅拌均匀;在载玻片上加等量的培养液和蛋清液,用解剖针拌匀,盖上盖玻片观察。由于蛋清具有一定的粘性,虫体游动速度显著减慢,有些虫体甚至处于静止状态。蛋清在冬天比较稠而在夏天较稀,所以夏季按“蛋清:培养液=1:1”而冬季按“蛋清:培养液

=1:1.5”的比例调配比较合适。

2.4.2.浆糊困扰剂:先用1g淀粉或小麦面粉加50～100ml水搅拌均匀,煮沸5min,用流水迅速将混合物冷却至室温备用。用时取一滴稀糊滴在载玻片上,然后取一滴草履虫培养液滴在稀糊上,用牙签拌匀,盖上盖玻片观察。草履虫因受稀糊的粘附,运动受阻,甚至不动,适合镜下观察。

2.4.

3.琼脂困扰剂:先在载玻片上滴一滴草履虫培养液,再加

3~4滴冷却到40～60℃的1～1.4%的琼脂溶液,用玻璃针迅速搅拌,将草履虫培养液和琼脂溶液和均匀,盖上盖玻片观察。当琼脂溶液接近草履虫时,被阻挡在纤毛摆动的外侧。随着琼脂的凝固,草履虫就会被限制在一个狭小的空间范围内,但仍然处于生活状态。

2.4.4.胶水困扰剂:挤适量胶水于载玻片上,在胶水上滴一滴草履虫培养液,用解剖针(或大头针)搅匀,加盖玻片后放在显微镜下观察。此方法的优点是:草履虫在胶水中的存活时间长,可达30分钟以上,实验者有较足够的时间观察其内部结构;草履虫在胶水中运动极其缓慢甚至停滞不前,不仅能看清它的内部结构,而且还能较清晰地看见其纤毛有节律的摆动。

2.5.微型凹穴法

取一块70×20mm透明度较好的有机玻璃作载玻片,把大头针加热,用带帽的一端在有机玻璃片上印两个小洞穴(以1/3mm左右的深度为宜),然后用微型滴管(可自制,要求吸口直径小于1mm)吸取草履虫培养液放人小穴中。在低倍镜下观察时,大头针帽的直径约等

于物镜的视野大小,观察过程中草履虫始终在视野范围内运动,所以不必再移动载玻片。另一种制作小穴的方法是:先在载玻片上涂一薄层熔化的石蜡,干结后在中央定点剥离出若干直径1mm的圆点,再往圆点中滴加氢氟酸,将其置于闭合容器,数小时后取出冲洗,并放在热水中擦除蜡层,带有若干小凹坑的特殊载玻片遂告制成;将草履虫培养液滴入载玻片的这些小凹穴内制成活体装片,即可在低倍镜下进行观察。

除了上述方法外,近年还有人提出了体积定量法、矿物油封闭法、脱纤毛法、压片法等新方法,但由于这些方法要求定量精确,需要借助于微量移液器等精密仪器,在一般教学中难以推广普及。

3 活体草履虫的观察

观察活体草履虫时,由于草履虫本身透明,所以光线不宜太强。如果对草履虫进行适当染色,许多结构及生理过程的观察可获得更理想的效果。

3.1.活体草履虫染色的基本方法

在干净的载玻片中央滴一滴草履虫培养液;取1%洋红溶液和0.1%中性红溶液各一滴,在另一载玻片上混匀,用细玻璃棒蘸取少量混合液与载玻片上的草履虫培养液混合均匀,静置3～5分钟;取一段略长于载玻片宽度的头发,以垂直于载玻片长边的方向放于草履虫培养液的右边,然后取一干净盖玻片从无头发的一边与培养液接触并慢慢盖好;取一小块滤纸,在盖玻片有头发的一侧边缘吸水;在低倍镜下观察,可以看到一部分水分被纸吸去,而草履虫被头发