第四节 衣藻培养与观察

衣藻(Chlamydomonas)属绿藻植物门。植物体为单细胞,多呈卵形。细胞外表具细胞壁,细胞内具有细胞质和细胞核。在细胞质中具有一枚怀状的叶绿体。叶绿体的底部有一造粉核,前端有一个红色眼点,眼点的感光性很强。从叶绿体的开口处前端细胞质中,向体外伸出两条等长的鞭毛,衣藻靠鞭毛的摆动在水中运动。鞭毛基部有两个伸缩泡(图 1—3)。

衣藻是淡水浮游藻类中的常见种类,容易采集和培养,而且身体结构简单,也很容易观察,因此适于少年儿童开展活动。通过本项活动,可以使少儿了解绿藻植物的一般特征,并培养他们的操作能力。

一、准备用具用品

广口瓶、吸管、培养缸、培养皿、普通载玻片、凹载玻片、盖玻片、显微镜、培养液所需的各种化学试剂(可用有关肥料代替)、碘—碘化钾溶液、白菜汁液等。

二、采集藻种

衣藻常生活在有机物丰富的池塘、水沟或临时积水中,往往以纯群的状态存在。此外,金鱼缸中也常有它们的分布。

(一)到池塘、水沟中采集衣藻

春秋温暖季节,当池塘、水沟中衣藻大量繁殖时,常使水成草绿色,可以用广口瓶盛取这种草绿色的池水,带回实验室,放在窗前向阳处。由于衣藻有向光游动的特性,又由于水表层内含氧最多,所以经过一段时间,在广口瓶向阳面的内壁和水表面的交界处,会出现一条绿线,这条绿线是水中衣藻密度最大的地方。用吸管从绿线处吸取一滴水,置于显微镜下观察,可以在视野中见到一个个绿色椭圆形的细胞,活泼地在水中游动,这就是衣藻。

(二)到临时积水坑中采集衣藻

在夏天雨季,可以到临时积水坑中采集衣藻。衣藻在积水坑中常以纯群状态存在。可用吸管吸取,用广口瓶盛放,带回实验室,按(一)中所说的方法,使衣藻在广口瓶向阳面的内壁和水表面的交界处形成绿线,然后吸取绿线处的水,用显微镜检查采集是否成功。

(三)到金鱼缸中采集衣藻如果少年宫和学校附近,没有池塘、水沟和临时积水坑,则可到金鱼养殖缸中,从向阳面的水表面吸取,带回实验室, 也按(一)中所说的方法,使衣藻在瓶内密集,然后用显微镜检查采集是否成功。

三、培养

(一)配制培养液

衣藻培养液有无机培养液和有机培养液两类。

  1. 无机培养液。常用的无机培养液有以下三种配方: 配方一:

硝酸铵

16.5 克

硝酸钾

19.0 克

磷酸二氢钾

17.0 克

硫酸镁

3.7 克

氯化钙

4.4 克

土壤浸出液(煮沸消毒)

10 毫升

990 毫升

本配方为母液,使用时须稀释 10 倍。配方二:

硝酸钾

硫酸铵

磷酸二氢钾

28.3 克

4.6 克

4.0 克

硫酸镁

1.85 克

土壤浸出液(煮沸消毒)

10 毫升

990 毫升

本配方为母液,使用时须稀释 10 倍。

配方三:

尿素

1.3 克

磷酸二氢钾

0.33 克

硫酸镁

1.0 克

碳酸氢钠

1.0 克

氯化钾

0.3 克

硫酸亚铁(1%水溶液)

2 毫升

氯化钙 0.3 克

土壤浸出液(煮沸消毒) 5 毫升

水 1000 毫升

本配方为母液,使用时须稀释 10 倍。

  1. 有机培养液。将新鲜白菜叶切碎,榨取汁液,加 9

    倍水稀释,煮沸消毒,即成有机培养液。

(二)培养方法

如果要在三五天内观察衣藻,可用有机培养液培养。方法是用吸管从盛有衣藻的广口瓶内的绿线处吸取藻种,接种于培养液中,然后将培养液置于向阳处培养。培养温度应保持在 15℃~25℃。为了使培养液中有充足的氧气,应每隔几小时用玻璃棒搅动培养液一次。两天以后,培养液就会明显转绿,四天以后,衣藻繁殖量就会达到最高峰。这时,一滴培养液中含有大量藻体,是观察衣藻的最好时间。

用有机培养液培养衣藻,虽然繁殖速度很快,但四五天以后会产生沉淀, 衣藻数量迅速下降。因此,当观察结束以后,如果准备继续培养,可将衣藻接种到无机培养液中。无机培养液可以一个月更换一次。在下次观察的前三四天,如果无机培养液的衣藻密度不大,可以再吸出衣藻,接种于有机培养液中,三四天以后又会获得大量衣藻。

四、观察

(一)观察衣藻外形、游动和内部结构

  1. 观察外形和游动。用低倍显微镜进行观察。先观察衣藻的身体形状、前端和后端,然后观察衣藻的游动现象。

  2. 观察内部结构。为了看清衣藻的内部结构,可以用碘—碘化钾溶液进行染色,用高倍显微镜进行观察。在视野中,能清楚地看到衣藻细胞的细胞壁、细胞质、细胞核、杯状叶绿体及淀粉核等结构。其中,细胞核被染成黄色、淀粉核被染成蓝紫色,如果叶绿体内有分散分布的淀粉粒,也会被染成蓝紫色。将视野光线稍加调暗,还可以看到鞭毛。

(二)观察衣藻繁殖

衣藻繁殖有无性生殖和有性生殖两种,对这两种繁殖方式,少年儿童都可以进行观察。

  1. 观察无性生殖。衣藻经常进行无性生殖。当进行无性生殖时,藻体沉到水底,失去鞭毛,原生质体进行分裂,分成 2、4、8、16 块,各长出鞭毛, 成为游动孢子,母细胞成为游动孢子囊。以后游动孢子生出新壁,母细胞壁破裂或胶化,游动孢子被释放出来,长成新个体。

观察无性生殖时,应该从培养缸的底部吸取培养液,制作临时活体装片进行观察,会看到大量孢子囊和游动孢子(图 1—4)。

  1. 观察有性生殖。衣藻遇到不良环境时,便进行有性生殖。当进行有性生殖时,藻体的原生质体经过分裂,形成 32~64 个小细胞,叫配子。配子在形态上与游动孢子无大差别,只是比游动孢子小。配子成熟后,从母细胞中被释放出来,游动不久,即成对结合,形成染色体双倍、具四条鞭毛、能游动的合子。合子游动数小时后变圆,形成厚壁合子,壁上常有刺突。合子进行休眠,待环境适宜时,进行减数分裂,产生 4 个游动孢子,破合子壁而出, 各形成一个新个体。

观察有性生殖时,应进行悬滴培养。悬滴培养是人为制造对衣藻生长不良的环境条件,促使它进行有性生殖。方法是将一滴含有衣藻的水,滴在盖玻片上,将盖坡片小心反转,使水滴向下成一悬滴,放在凹载玻片的凹窝上。然后将这一装置放入培养皿中,培养皿加盖,放在有光处培养。按照这一方法进行培养,几小时以后,可在显微镜下找到配子和正在结合的合子(图 1

—5)。