【實(shí)驗(yàn)二】 探究草履蟲對(duì)刺激的反應(yīng)
　　(一)教學(xué)目的
　　1.通過實(shí)驗(yàn)探究草履蟲對(duì)有利刺激和有害刺激能否作出不同反應(yīng).
　　2.初步學(xué)會(huì)根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè),制定可行的實(shí)驗(yàn)方案并付諸實(shí)施,以及記錄、分析和整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
　　(二)重點(diǎn)和難點(diǎn)
　　1.教學(xué)重點(diǎn)探究方案的制定、實(shí)施和結(jié)果的分析.
　　2.教學(xué)難點(diǎn)作出假設(shè)和科學(xué)地制訂探究方案.
　　(三)教學(xué)建議
　　引導(dǎo)學(xué)生完成本探究,需要注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié).
　　1.作出假設(shè),需要已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作為背景.教師可以應(yīng)用教科書上的資料,也可以啟發(fā)學(xué)生思考生物對(duì)刺激作出反應(yīng)的各種情況,經(jīng)概括而提出本探究的假設(shè).
　　2.制定并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案時(shí),不應(yīng)一開始就按照教科書上的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)“照方抓藥”,可以啟發(fā)學(xué)生圍繞著“給草履蟲什么樣的刺激?”“怎樣做才能既刺激它又不傷害它?”“如何觀察和比較草履蟲對(duì)不同刺激的反應(yīng)?”“要不要有對(duì)照實(shí)驗(yàn)?”等問題展開討論,再讓學(xué)生參照教科書的方案制定和實(shí)施自己的探究方案.
　　3.本實(shí)驗(yàn)各步驟的要求和方法并不復(fù)雜,但要求操作細(xì)心,觀察細(xì)致,也就是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.
　　4.應(yīng)該在完成討論題的基礎(chǔ)上,再寫出探究報(bào)告.因此,探究報(bào)告可以作為課后作業(yè).由于各種因素的影響,探究結(jié)果可能會(huì)與預(yù)期有距離,這不要緊,恰恰可以在反思總結(jié)的過程中,發(fā)展學(xué)生分析和解決問題的能力.對(duì)有興趣的學(xué)生,可以提供課后重復(fù)實(shí)驗(yàn)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的條件,幫助他們完成進(jìn)一步的探究.
　　五、參考答案
　　動(dòng)動(dòng)腦
　　這是因?yàn)椴萋南x具有動(dòng)物所共有的特征.1.細(xì)胞膜外面沒有細(xì)胞壁.2.能夠自由運(yùn)動(dòng).3.身體內(nèi)沒有葉綠素,不能自己制造有機(jī)物,要以現(xiàn)成的有機(jī)物為食物.4.對(duì)外界刺激的反應(yīng)靈敏.
　　《實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)》
　　識(shí)圖填充題
　?、偈占?；②伸縮泡；③口溝；④細(xì)胞核；⑤細(xì)胞質(zhì)；⑥纖毛；⑦表膜；⑧食物泡；
　?、岚?
　　《供學(xué)生選做的練習(xí)題》
　　三、分析說明題
　　(←—)放食鹽(←—)放冰塊(—→)放肉汁
　　結(jié)論：食鹽和冰塊是不利的刺激,草履蟲對(duì)此產(chǎn)生逃避反應(yīng).肉汁是有利的刺激,草履蟲能夠趨向有利的刺激.說明草履蟲對(duì)外界不同的刺激能夠產(chǎn)生不同的反應(yīng).
　　四、填表
　　植物
　　動(dòng)物
　　有細(xì)胞壁
　　一般不能自由運(yùn)動(dòng)
　　有葉綠素,能進(jìn)行光合作用,自己制造有機(jī)物
　　對(duì)外界刺激的反應(yīng)不靈敏 沒有細(xì)胞壁
　　一般能夠自由運(yùn)動(dòng)
　　沒有葉綠素,不能自己制造有機(jī)物,以現(xiàn)成的有機(jī)物為食物
　　對(duì)外界刺激的反應(yīng)靈敏
　　六、參考資料
　　草履蟲的分離法從河溝或池塘中采到的水里,含有各種微小生物,要想從中獲得草履蟲,就應(yīng)將它從微小生物中分離出來.常用的分離方法是牛肉汁法,這種方法簡(jiǎn)便易行,效果也好.
　　牛肉汁制法：將牛肉和水按1∶2的質(zhì)量比配好,上鍋蒸熟,冷卻后將肉湯取出,即為牛肉汁.貯存?zhèn)溆?
　　分離法操作步驟如下：取潔凈的載玻片一片,置于顯微鏡的載物臺(tái)上,平放好后,在一端滴上一滴牛肉汁,在另一端滴上采集來的水(請(qǐng)注意要各用一支滴管),兩滴間距離要近些.然后用解剖針從牛肉汁滴中劃出,連到水滴止,這樣在兩滴間便形成一個(gè)牛肉汁做成的通道.
　　由于草履蟲對(duì)牛肉汁的反應(yīng)比其他微小生物更為敏感,所以它們便先經(jīng)過通道聚集到牛肉汁中.可用低倍鏡監(jiān)測(cè)通道內(nèi)的微小生物的種類,一旦發(fā)現(xiàn)其他微小生物開始進(jìn)入通道,即用吸水紙將這條通道截?cái)?這樣,草履蟲便被分離出來了.
　　表膜草履蟲的表膜在身體表面,由三層單位膜所構(gòu)成.最外面的一層為質(zhì)膜,它在體表和纖毛表面是連續(xù)的.中間一層膜和最里邊的一層膜形成按一定規(guī)律排列的腎形表膜泡.這種表膜泡有加強(qiáng)表膜硬度的作用,但不會(huì)對(duì)草履蟲的局部彎曲運(yùn)動(dòng)造成影響(圖1).
　　胞肛胞肛是草履蟲排出不能消化的食物殘?jiān)S便的一個(gè)永久性的具有一定結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器.它的位置一般在身體腹面,口溝后下方.由肛圍及胞肛開口構(gòu)成(圖2).胞肛平時(shí)不易見到,因?yàn)樗偺幵陉P(guān)閉狀態(tài),只是在排出糞便時(shí),才能看到.
　　伸縮泡與收集管在草履蟲的內(nèi)質(zhì)和外質(zhì)之間有兩個(gè)伸縮泡,一個(gè)位于身體前1/3處,另一個(gè)位于身體后1/3處.每個(gè)伸縮泡向其周圍的細(xì)胞質(zhì)中呈放射狀地伸出幾個(gè)收集管.在電子顯微鏡下觀察時(shí)可以發(fā)現(xiàn),收集管的端部與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分出的分支小管連通(圖3),在伸縮泡上及收集管上都分布有成束的收縮纖維(又稱收縮絲),當(dāng)收縮纖維收縮時(shí),便可將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)收集到的體內(nèi)過剩的水分(也包含著少量的氨、尿素等代謝廢物)排入收集管,再注入伸縮泡,最后通過固定在體表上的開孔——表膜小孔(又稱排泄孔)排出體外(圖4).位于身體前、后部的兩個(gè)伸縮泡和收集管,總是在交替地進(jìn)行收縮,以調(diào)節(jié)體內(nèi)水分的平衡.
　　圖3 草履蟲伸縮泡、收集管與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)間的關(guān)系示意圖
　　圖4 草履蟲伸縮泡的微細(xì)結(jié)構(gòu)
　　草履蟲的營(yíng)養(yǎng)在草履蟲身體前端1/3處的一側(cè),有一條具有纖毛的深溝,斜著伸向身體中部,這條縱溝稱為口溝.口溝的深處是一個(gè)橢圓形的胞口,下接略彎成管狀的胞咽.由于口溝中的纖毛有力地?cái)[動(dòng),而把帶有食物顆粒的水流引入口溝,在胞咽末端形成一個(gè)小泡,當(dāng)小泡脹大到一定程度時(shí),就落入細(xì)胞質(zhì)內(nèi),成為食物泡.食物泡隨著細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng),而在體內(nèi)沿一定的方向運(yùn)行.開始時(shí),食物泡先向身體后端移動(dòng),接著向身體前端移動(dòng),再轉(zhuǎn)向后端.食物泡在體內(nèi)移動(dòng)時(shí),由于酶的作用,泡內(nèi)的食物不斷地進(jìn)行消化,已經(jīng)消化的養(yǎng)料被細(xì)胞質(zhì)所吸收.不能消化的食物殘?jiān)?經(jīng)身體后端的胞肛排出體外.
　　草履蟲的呼吸生活在水域環(huán)境中的草履蟲與外界交換氣體時(shí),是通過整個(gè)身體表膜進(jìn)行的,它從水中獲得氧并把二氧化碳排到水中.在進(jìn)行呼吸作用的過程中除產(chǎn)生二氧化碳外,還有其他的含氮廢物,如氨(NH3)等也通過表膜排出(圖5).
　　草履蟲的生殖草履蟲體內(nèi)的大核與營(yíng)養(yǎng)代謝有關(guān),小核與生殖、遺傳有關(guān).草履蟲的無性生殖為橫二分裂法.成熟個(gè)體在分裂時(shí),首先在蟲體中部變粗,小核開始進(jìn)行有絲分裂,大核進(jìn)行無絲分裂.大小核分裂開的兩部分分別移向兩端,身體在中部橫縊,最后斷裂為二.在每個(gè)新個(gè)體中,除各有一個(gè)大核和一個(gè)小核外,還保留母體中的一個(gè)伸縮泡,并新形成一個(gè)伸縮泡.但是,胞口和胞咽不發(fā)生分裂,而是在子體中形成新的胞口和胞咽.在適宜的條件下,草履蟲一般在兩小時(shí)內(nèi)完成一次分裂(圖6).
　　草履蟲無性生殖的觀察用5 g萵苣葉加100 mL水,煮沸5 min,冷卻后取其汁液與等量的稻草液混合.用吸管從草履蟲培養(yǎng)液中吸取草履蟲,接種到萵苣稻草培養(yǎng)液中,放到燈光下培養(yǎng),使水溫保持在20 ℃左右,約6 h后,就會(huì)有草履蟲分裂個(gè)體出現(xiàn),8～10 h后分裂比較旺盛.此時(shí)吸一滴培養(yǎng)液,制作裝片,放在顯微鏡下觀察,可以看見分裂的個(gè)體.加一滴醋酸洋紅染色后,可看到細(xì)胞核分裂的情況.但用萵苣稻草液培養(yǎng)24 h后,草履蟲分裂的個(gè)體就減少了.
　　草履蟲應(yīng)激性實(shí)驗(yàn)的一種做法在草履蟲培養(yǎng)液滴的一側(cè)放食鹽粒時(shí),適當(dāng)?shù)氖雏}量往往不易掌握,放多了會(huì)殺死草履蟲,放少了效果又不明顯.為了較好地解決這一難題,有的教師在實(shí)踐中摸索出一種放棉纖維的辦法.即在放鹽粒的一側(cè),先放一根棉纖維,然后在棉纖維外面再放食鹽粒.由于棉纖維的阻隔作用,食鹽溶液會(huì)緩慢地?cái)U(kuò)散,逐漸滲入培養(yǎng)液中,這樣對(duì)草履蟲所產(chǎn)生的刺激作用,是逐漸加大的,草履蟲便會(huì)一個(gè)個(gè)地向清水滴一側(cè)游去,實(shí)驗(yàn)效果很明顯(圖7).
　　草履蟲的分類草履蟲屬于纖毛綱,膜口目,草履蟲科.世界上已經(jīng)報(bào)導(dǎo)過的草履蟲有22種.我國常見種至少有下述幾種.
　　1.大草履蟲又叫尾草履蟲,長(zhǎng)180～280 μm,后端圓錐形,錐頂角度為45°～60°.兩個(gè)伸縮泡均有收集管.有小核一個(gè),致密型,橢圓形.生活在有機(jī)質(zhì)較多的死水或緩流中.
　　2.雙小核草履蟲長(zhǎng)80～170 μm,形似尾草履蟲,但后部較前部更寬,后端錐形,頂角近90°.有伸縮泡兩個(gè),收集管較短.有兩個(gè)小核,很小,泡型.生活環(huán)境和尾草履蟲相同(圖8).
　　3.多小核草履蟲長(zhǎng)180～310 μm,形似尾草履蟲,有時(shí)有三個(gè)伸縮泡.小核泡型,有3～12個(gè).生活環(huán)境和尾草履蟲相同(圖9).
　　4.綠草履蟲體長(zhǎng)80～150 μm.細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有綠藻共生,在見光處培養(yǎng)后通體呈綠色.小核一個(gè),致密型.生活在清水池塘.
　　原生動(dòng)物的分布原生動(dòng)物的分布很廣,在海水中生活的有夜光蟲、有孔蟲、放射蟲等,在淡水中生活的有草履蟲、變形蟲、太陽蟲等,在潮濕的土壤中生活的有表殼蟲,寄生在人體內(nèi)的有痢疾內(nèi)變形蟲、瘧原蟲等.
　　原生動(dòng)物與人類的關(guān)系原生動(dòng)物不僅在研究動(dòng)物的進(jìn)化方面有重要的作用,而且與人類生活和生產(chǎn)的關(guān)系也比較密切.原生動(dòng)物是蛭、蚶、蟹、蝦、黃魚、鯽魚的餌料,幼魚大多是依靠自由生活的原生動(dòng)物作為食物的.生活在水中的原生動(dòng)物,它們對(duì)生活環(huán)境有不同的要求：綠眼蟲、草履蟲、腎形蟲常生活在含有大量有機(jī)物的污水中；衣滴蟲、太陽蟲、喇叭蟲則常生活在氧充足的清水中.因此,原生動(dòng)物可以用來作為判定水的污染程度的指示動(dòng)物.此外,原生動(dòng)物中的不少種類,是其他動(dòng)物及人類疾病的病原蟲,直接或間接地影響?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展和人體的健康.
　　原生動(dòng)物門的分類全世界已知的原生動(dòng)物約有三萬種,根據(jù)它們的運(yùn)動(dòng)器的不同,可以分為如下幾個(gè)主要的綱(現(xiàn)在也有的學(xué)者把它們分成不同的動(dòng)物門).
　　1.鞭毛蟲綱身體上有一根或幾根鞭毛作為運(yùn)動(dòng)器,如眼蟲、衣滴蟲.
　　2.肉足綱身體上有各種形式的偽足作為運(yùn)動(dòng)器,如變形蟲、太陽蟲.
　　3.孢子蟲綱全部營(yíng)寄生生活,沒有運(yùn)動(dòng)器,如瘧原蟲、痢疾內(nèi)變形蟲、艾美球蟲.
　　4.纖毛蟲綱身體上有纖毛作為運(yùn)動(dòng)器,如草履蟲、喇叭蟲、小瓜蟲、鐘蟲.
　　瘧原蟲由瘧原蟲寄生所引起的病,通常稱瘧疾.患者出現(xiàn)周期性的發(fā)冷和發(fā)熱,俗稱打擺子.在我國流行的瘧疾主要有間日瘧、三日瘧和惡性瘧.間日瘧在東北、華北、西北、華南等地區(qū)較多.間日瘧原蟲寄生在人體后,可使病人產(chǎn)生隔日(48 h)發(fā)冷發(fā)熱一次的間日瘧.間日瘧原蟲有兩個(gè)寄主：一個(gè)是人體,寄生在人的肝臟內(nèi)皮細(xì)胞和紅細(xì)胞內(nèi)；另一個(gè)是按蚊,寄生在按蚊的消化道內(nèi).人體感染的間日瘧原蟲是由雌按蚊傳播的.寄生在人體的瘧原蟲,能大量破壞紅細(xì)胞,使每立方毫米的血液內(nèi)的紅細(xì)胞,由450萬～500萬個(gè)減少到400萬～100萬個(gè).因此,血液中的血紅蛋白就嚴(yán)重減少而使病人貧血.此外,由于病人的紅細(xì)胞常有堆積現(xiàn)象,被白細(xì)胞吞食或溶解,以及肝功能受損,不能綜合鐵質(zhì)等原因,也能造成病人貧血.間日瘧原蟲還能刺激網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng),使結(jié)締組織增生,形成肝、脾腫大.近年來發(fā)現(xiàn),瘧原蟲還能損傷腦組織,例如人感染瘧原蟲后,紅細(xì)胞堆積在人腦內(nèi)的毛細(xì)血管中,會(huì)發(fā)生機(jī)械性堵塞而形成血栓,給人們的健康帶來損害,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐伤劳?
　　太陽蟲太陽蟲屬于原生動(dòng)物門,肉足綱.太陽蟲生活在淡水中,身體呈球形,細(xì)胞質(zhì)呈泡沫狀,偽足細(xì)長(zhǎng),在偽足中央生有富于彈性的軸絲,這種偽足形狀較固定,稱軸偽足.軸偽足從球形身體周圍伸出,較長(zhǎng),有利于增加身體的浮力,適于過漂浮生活.太陽蟲是魚類的餌料.
　　喇叭蟲喇叭蟲屬于原生動(dòng)物門,纖毛蟲綱.是一種大型的纖毛蟲,身體呈喇叭狀,附著在池塘和緩慢流動(dòng)的小溪中的水草上.在喇叭口內(nèi)具有胞口,全身有規(guī)律的長(zhǎng)著纖毛,它們不停地依次打動(dòng)周圍的水,使水按一定方式流動(dòng)、旋轉(zhuǎn),最終到達(dá)胞口所在的地方.這時(shí)隨水流而來的細(xì)菌就被帶進(jìn)口中.喇叭蟲也能收縮,它可以縮短到體長(zhǎng)的1/4,這種收縮很快,不僅是柄而且整個(gè)身體都在收縮.
　　鐘蟲鐘蟲屬于原生動(dòng)物門,纖毛蟲綱.鐘蟲生活在淡水中,是一種有柄的纖毛蟲,它用長(zhǎng)柄附著在植物上,成排的纖毛由胞口向外盤旋,胞口位于深凹處的底部,它借助纖毛的活動(dòng),從持續(xù)流動(dòng)的水流中捕獲細(xì)菌為食.當(dāng)它受到振動(dòng)或被觸動(dòng)時(shí),能夠突然把柄縮短并盤卷成為一個(gè)緊密的螺旋來迅速地收縮全身,這是一種逃避敵害和危險(xiǎn)的有效措施.當(dāng)危險(xiǎn)過去后,它便緩慢地伸長(zhǎng)其柄,并輕輕地?fù)u動(dòng)著,一切就又都恢復(fù)了常態(tài).
　　小瓜蟲小瓜蟲屬于原生動(dòng)物門,纖毛蟲綱.小瓜蟲的身體呈圓球形,全身長(zhǎng)滿縱行排列的纖毛,在身體前端有一個(gè)胞口和一個(gè)呈馬蹄形的大細(xì)胞核.小瓜蟲寄生在魚類的皮膚下層、鰓、鰭等處,形成一些白色的小斑點(diǎn),稱做小瓜蟲病或魚斑病.這種病傳染迅速,能引起幼魚大量死亡.