變形蟲的不老性

變形蟲變形蟲是一種單細胞生物,屬原生動物,通過簡單的二分分裂(類似於細胞的有絲分裂)繁殖。很早就有人發現,變形蟲沒有有性世代的產生,它在人工培養的最適條件下是不發生衰老的。變形蟲的不老性與研究生物衰老的意義

基本介紹

  • 中文名:變形蟲的不老性
  • 變形蟲性質:單細胞生物,屬原生動物
  • 原因:一生中沒有發生過細胞的分化
  • 繁殖方式:二分分裂
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簡介

變形蟲是單細胞生物,屬原生動物,主要生活在清水池塘,或在水流緩慢藻類較多的淺水中,以至一般泥土也可找到,亦可成寄生蟲寄生在其他生物裡面。由於變形蟲身體僅由一個細胞構成,沒有固定的外形,可以任意改變體形,因此得名。它的化石發現於13億年前的岩層中,這證明它的起源與產生非常久遠。它沒有有性生殖過程,通過簡單的二分分裂(類似於細胞的有絲分裂)繁殖。很早就有人發現,變形蟲沒有有性世代的產生,它在人工培養的最適條件下是不發生衰老的。它細胞膜纖薄;由於原生質的流動,使身體表面生出無定形的指狀、葉狀或針狀的突起,稱為“偽足”,身體即藉此而移動。身體的形狀輪廓也會隨偽足的伸縮而有變化。偽足間可自由包圍融合,藉此包裹事物進行消化。自然界常見的為大變形蟲(Amoeba proteus)。

不老的原因

變形蟲為什麼可以無限地分裂生長下去呢?最主要的原因是它一生中沒有發生過細胞的分化,進行新陳代謝和維持生命活動的各種代謝菌系統均完整地存在於一個細胞之中,使其細胞本身就是一個獨立存在的生命實體,而且其後代永遠保持這種生命的特性,即由一個細胞保持完整的代謝功能。

形態與作用

變形蟲身體僅由一個細胞構成,沒有固定的外形,可以任意改變體形。同時變形蟲也能在全身各處伸出偽足,主要功能為運動和攝食。它們一般是以單細胞藻類、小型單細胞動物作為食物。當碰到食物時,變形蟲會伸出偽足進行包圍,由細胞質裡面的食物胞消化。變形蟲細胞質裡面本身有伸縮泡及食物泡,伸縮泡作用是排除變形蟲體內過多水分,而食物泡的功能則是消化食物養分。消化好的食物會進入周圍的細胞質中;不能消化的物質,就會通過質膜排出體外,稱排遺。變形蟲通過偽足將獵物包起來,產生一個食物泡,然後食物泡與其細胞內的初級溶酶體融合形成次級溶酶體,將食物消化。 大變形蟲可吞噬草履蟲。
變形蟲與其它生物一樣需要利用能量進行呼吸作用。而變形蟲的呼吸作用中,所吸入的氧和排出的二氧化碳,都是由細胞膜負責。至於繁殖方式亦相當簡單,主要靠有絲分裂繁殖,即原來的遺傳物質先複製,然後連同整個細胞一分為二;遺傳功能由細胞核負責,跟其它生物一樣。
變形蟲乃最低等的原始生物之一,惟生存上條件跟多細胞生物一樣。由於變形蟲結構簡單、培植容易,故乃生命科學實驗的主要材料之一。  變形蟲這一家族有不少種類。例如在海水中生活的有孔蟲、夜光蟲、放射蟲,在淡水中生活的有太陽蟲、變形蟲,在人體和動物體內寄生的有瘧原蟲、痢疾內變形蟲。痢疾內變形蟲寄生在人的大腸里,能溶解腸壁上的細胞,引起“阿米巴痢疾”,危害人體健康,所以不能小看它。變形蟲等原生動物,可以用來作為判定水質污染程度的指標動物。

實驗與培養

實驗

丹尼利(Dandli)和馬格湯(Maggleton)研究發現,如果把變形蟲始終培養在營養足夠的培養液中,變形蟲可反覆進行分裂和生長,能無限生存下去。但是,如果把變形蟲培養在營養成分僅能維持生命的培養液中(叫維持食譜),它的分裂不僅受限,而且最終發生死亡。如果先把變形蟲飼養在“維持食譜”中幾個星期之後,再把它們移到營養豐富的培養基中,這些變形蟲恢復了生長和分裂的能力,但不是無限分裂下去,也不能永恒生存,它們僅存活210 天就結束了它們的生命。
後來為了驗證變形蟲由永生狀態轉變成有限壽命狀態究竟是變形蟲的細胞核發生了變化還是細胞質部分發生了變化,又作了核移植實驗。實驗是分別把永生型狀態的細胞核注入有限型狀態的細胞質中,或是把有限型狀態的細胞核注入水生型狀態的細胞質中,結果得到的移核性變形蟲均是壽命有限的變形蟲。實驗證明:營養成分的不全可導致細胞合成的不平衡和核複製的缺陷,從而使它在代謝功能上發生缺陷。這也說明代謝上的缺陷是導致生命衰它的直接原因。

培養

1.採集
(1)從水中腐爛植物上採集。夏秋之際,在淺池、溝渠中,常有許多腐爛植物。它們或浮於水面,或沉落在水中。這些腐爛植物的表面是變形蟲生活繁殖的好場所,常常有許多體形較大的變形蟲。採集這種腐爛植物放入廣口瓶中,注入適當池水,帶回實驗室內從腐爛植物表面刮取粘稠物,製作臨時裝片,放在顯微鏡下檢查。如果在視野中看到一些半透明、半流動、四周界限分明、象油滴似的顆粒狀東西,這就是變形蟲。(2)到含有硅藻的池水裡採集。變形蟲喜食硅藻,含有硅藻的池水常呈黃褐色,並且近岸邊水的表面常有許多黃褐色泡沫,其中除硅藻外,往往有許多正在吞噬硅藻的變形蟲。可以用廣口瓶盛取帶有泡沫的池水,帶回室內進行鏡檢。(3)從新鮮稻草或野草上採集。變形蟲在環境惡劣時,能形成休眠的包囊。因此在新鮮稻草和一些水邊野草莖的下部,常附有變形蟲的包囊。將這種稻草或野草,浸落在盛有池水的培養缸中,放在溫暖光亮地方,1~2星期後,水面上形成一層由枯草桿菌密集而成的焦黃色薄膜,其中往往有由包囊萌成的變形蟲,而且數量往往很多。
2.分離
變形蟲在環境突然改變的時候,有牢牢附在物體上的習性。利用這一習性,在顯微鏡下找到變形蟲以後,將載有變形蟲的載玻片稍微振動一下。然後使載波片傾斜,用水緩緩衝洗幾分鐘,再放回顯微鏡下觀察,可以看到其它水生動物都已被沖走,只有變形蟲一動不動地緊貼在載玻片上,從而達到了分離變形蟲的目的。
3.配製培養液
變形蟲的培養液有稻草培養液、麥粒培養液和大米培養液等。前兩種培養液的配製原理和方法,與草履蟲的培養液相同,即為取乾稻草切成小段,直接浸泡於水中或煮後浸泡,用稻草浸出液作培養液。然後將浸過的稻草與水放進玻璃容器內,水占2/3以上,置於光照充足的地方。大米培養液製作方法:400毫升水加入3~4粒大米的比例配製而成的,這種培養液常能產生大量的無色鞭毛蟲,供變形蟲食用。
4.培養
將上述經過分離、只有變形蟲的載玻片放入培養液里,盛裝培養液的容器口要用紗布包嚴,放在溫暖明亮處,大約經過半個月的培養,就會繁殖出大量的變形蟲來。
5.觀察
用鑷子從稻草培養液中取出一根草段,或從麥粒培養液、大米培養液中取出一顆麥粒或米粒,在載玻片上輕輕塗抹幾下,再滴加少量培養液,放在顯微鏡下,使視野光線變暗,就會找到變形蟲。 找到變形蟲後,換高倍物鏡進行觀察,仔細觀察變形蟲的運動方式、取食方式,在結構方面要辨認其身體的外質和內質,以及內質中的食物泡和伸縮泡。如果用甲基綠染色,可以看到被染成綠色的細胞核。

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