一，原生动物门概览

原生动物是动物界里最原始、最低等的动物，堪称动物始祖。其身体微小，体长一般在几微米到几十微米之间，由单核细胞构成，故也称其为单细胞动物。和多细胞动物一样，原生动物可行使运动、消化、呼吸、排泄、感应、生殖等基本生活机能，但无器官系统，仅由细胞分化出不同的部分来完成。在自然界中，原生动物分布广泛，一般我们在淡水、海水以及潮湿的土壤中均可见其身影。依据不同的形态特征，原生动物可下分四纲：鞭毛纲、肉足纲、孢子纲以及纤毛纲。

二，草履虫（Paramedium caudatum）

草履虫隶属于原生动物门，纤毛纲，膜口目，草履虫科，是原生动物门的代表物种。其生活于淡水中，一般在池沼、小河中均可采集到。

（图1 草履虫的形态及内部结构）

（一）草履虫的形态结构

草履虫体长为80-300微米，其形状神似草鞋，全身被满纵行排列的纤毛，因此而得名。体前端开始有一道沟斜伸向身体中部，沟后有口，名曰口沟，口沟后端具一胞口，下连漏斗形胞咽，起摄食作用。虫体的表面为表膜，在电子显微镜下可见表膜由外中内三层结构组成（如图2）。其中最外层一层膜在体表及纤毛纤毛上连续，中层和内层膜形成表膜泡的镶嵌系统，以此增加表膜的韧性和硬度，保护细胞质。

（图2，箭头所指即为表膜结构）

表膜内为草履虫的细胞质，可分为外质和内质。外质一般指表膜之下的一些小杆状结构，其排列整齐，与表膜相垂直，此为刺丝泡。当草履虫受到刺激时，刺丝泡可射出其内容物，遇水成细丝，保护虫体。外质之下即为内质，内质多颗粒，能流动，其内有细胞核、食物泡、伸缩泡等结构。草履虫的细胞核有大小两核，大核呈透明肾形，营营养代谢；小核位于大核凹处，营繁殖和遗传。食物泡为草履虫胞咽下端的圆形小泡，内含丰富营养物质，可维持生存。伸缩泡存在于虫体前部和后部，每个伸缩泡向周围的细胞质伸出放射排列的收集管，端部与内质网的小管相通连（如图3），可调节水分平衡。

（图3 草履虫伸缩泡的微细结构）

（二）生理机能

（1）运动。

草履虫的表膜下有一套与纤毛结合且复杂的小纤维系统，各种小纤维联结成网状，可传导冲动并协调纤毛的活动，因为草履虫的运动主要依靠纤毛来完成。游泳时，全身的纤毛有节奏地摆动，且由于口沟附近的纤毛较长，摆动有力，故虫体一般旋转前进。

(视频：【显微镜下的草履虫（活体，正在运动）-哔哩哔哩】 https://b23.tv/yxIGWb7）

（2）摄食与消化。

草履虫的摄食主要依靠胞咽来完成，胞咽内有特殊的纤毛组不断摆动，可使水流进入胞口，携带的食物在胞咽下端形成小泡。随着小泡逐渐胀大，它会脱离胞咽落入细胞质内，形成食物泡，完成摄食。食物泡会依照固定的路线在虫体内游动，在该过程中，溶酶体将融合于食物泡，在食物泡内进行消化，最后由身体后部的胞肛排出未消化的残渣。

（视频：【草履虫的秘密-哔哩哔哩】 https://b23.tv/HIY0HPe）

（3）水分调节。

草履虫水分的调节与其伸缩泡有关。伸缩泡的主泡及收集管上存在收缩丝，一般认为由微管组成。收缩丝可通过收缩使内质网收集的水分和代谢废物排入收集管，注入伸缩泡主泡，通过表膜上的小孔排出体外。通过该途径，草履虫可以不断排出体内过多的水分，调节平衡。

（4）生殖。

草履虫的生殖方式可分为无性生殖和有性生殖。

（三）研究的意义

草履虫因其个体较大，结构典型，繁殖快，观察方便，容易采集培养，因此一般作为生物学研究的代表动物。近年来通过对纤毛虫分子生物学的研究，已知其在诸多方面都显示了分子的独特性。例如，如草履虫大、小核同时存在又不相同，引起了人们对基因组组成和基因结构等有关领域的研究兴趣。大核中有成千上万独立的线性DNA，使之成为研究端粒结构与形成的最佳材料。此外，大核基因组的独特结构也是研究基因表达的理想选择，在遗传密码的使用上，亦具有独特性。由此可见，草履虫对于分子生物学的发展，未来将作出更大贡献。